在物理化學中，凝膠是飽含液體的半固體膠凍和其干燥體系(干膠)的通稱，它具有由膠粒粘合和交聯而成的立體網結構，所含液體分布在網狀物間。對于PVC加工，一般把粉末狀顆粒破壞而產生連續網絡的變化稱為凝膠化或熔化。由于pvc顆粒具有多層次形態，要確切定義是頗難的。為r說明PVC料的凝膠化(熔化)，已提出的假說主要有三種。結晶度理論、纏結理論和PVC粒子破壞理論已用來解釋凝膠化過程，而且一般用來解釋凝膠化整個現象的不同部分。
Summers根據實驗提出了原始微晶結構模型。這些微晶是借連接分子和0.01μm面間距連接在一起的，從而建立了PVC熔化模型，并用以說明加上和分子量的關系。PVC的初級粒子流動單元( 10億個分子束縛在一起)可以部分熔化形成PVC的自由分子并在流動單元的邊界纏結。這些纏結的分子在冷卻時可以再結晶，形成二次微晶，并把流動單元結合成三維結構，這個過程就是熔化或凝膠化。由熔化過程所產生的強度，很大程度取決于先前的加工溫度和的分子量。已經證明，這種熔化后所建立的大的三維結構，對決定Izod沖擊強度(圖1-10和圖1-11)、蠕變斷裂強度(圖1-12和圖1-13)以及注塑流動，是很重要的。至于增塑PVC，增塑劑進入無定形區，其余與硬PVC相同。顆粒被破壞而成初級粒子(流動單元)，部分熔化后而在流動單元邊界纏結，冷卻后再結晶和連接分子的作用而形成很強的三維結構。以上就是以微晶和連接分子為交聯點形成三維分子網絡的結晶度理論。
纏結理論假定，分子纏結可提供網絡形成的連接點。而PVC粒子破壞理論則認為，PVC凝膠化過程可定義為初級粒子之間邊界消除的過程。在較低溫度下，由于熱和剪切作用，顆粒崩解成初級粒子;隨著溫度的升高，初級粒子可部分粉碎;當加工溫度更高時，初級粒子可全部粉碎，晶體熔化，邊界消失，從而形成三維網絡。在顆粒破壞過程中，在160~190℃低溫區，顆粒崩解為初級粒子，“熔體”流動是以粒子流動為主的，其流動活化能為50KJ/mol;在190~218℃高溫區，“熔體”是以分子流動為主，其流動活化能為113KJ/mol。
Gilbert指出，要使PVC制品具有足夠力學強度，顆粒的邊界必須消失，初級粒子至少要部分被粉碎。也就是說，要有適當的凝膠化度。許多研究表明，凝膠化度對制品的力學性能、物理和化學性能有很大的影響。例如，硬PVC的強度和硬度先隨加工溫度/凝膠化度的升高而提高，而后逐漸平穩;沖擊強度則經過最大值而后下降，在凝膠化度為60~70%時達到最大值。另外，凝膠化度對管材的物性有重要影響(見下表所示)。凝膠化度要高于44%，管材才能經受幾氯甲烷(或丙酮)的侵蝕。凝膠化度在68%時拉伸強度、伸長率、耐沖擊和耐應力開裂等綜合性能均較好。
凝膠化度對硬PVC管材物性的影響
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凝膠化度/%
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32
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44
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68
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90
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耐二氯甲烷的侵蝕
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嚴重侵蝕
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輕微侵蝕
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不侵蝕
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不侵蝕
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顯微觀察均勻性
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不均勻
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有些不均勻
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均勻
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均勻
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拉伸強度/MPa
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54
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55
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56
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56
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斷裂伸長率/%
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108
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133
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115
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58
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拉伸沖擊性：
0℃，沖擊強度/KJ/m2)
斷裂伸長率/%
20℃，沖擊強度/KJ/m2)
斷裂伸長率/%
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381
3
624
15
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706
15
763
19
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711
16
732
18
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856
12
697
16
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耐應力開裂(20℃)
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臨界應變/%
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0.8
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15
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5.1
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3.6
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測定凝膠化度的方法有多種，諸如差示掃描量熱法、毛細管流變法和溶劑法等。從經濟而實用的角度考慮，Parey等人用改進的熔體指數儀測定PVC料的凝膠化行為，對于一般工廠是有實用價值的。為了使熔體指數(MI)適用于PVC料，先要確定適當的測試條件:即溫度( 0 ) 140℃ , 150℃;口模長徑比(L /D)為3/2,3/3;負荷(F)20N，450N。其次，將所測試的PVC料在不同溫度下加工制備試樣。第三，按規定條件測定PVC料的熔體指數。在低加工溫度時熔體指數的極大值(MImax)，表示“熔體”是粒子流動，其凝膠化度為0;在高溫加工時，熔體指數的極小值(MImin)，表示粒子結構消失、分子流動占優勢，其凝膠化度為100%。
對于軟PVC，塑煉溫度是在130~170°C范圍;對HI-PVC ,塑煉溫度則移至較高的溫度范圍(150~190°C)。硬PVC的塑煉溫度最高，在175~205°C范圍內才凝膠化。這種方法的缺點是，每個配方都需繪制一條參考曲線[22、23]，但差示掃描量熱法則無此弊。
