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乙烯法如何製取聚氯乙烯樹脂

發布時間:2022-06-29 22:07:37

⑴ 聚氯乙烯生產工藝流程

聚氯乙烯,英文簡稱PVC(Polyvinyl chloride)

【生產工藝流程】
PVC用自由基加成聚合方法制備,聚合方法主要分為懸浮聚合法、乳液聚合法和本體聚合法,以懸浮聚合法為主,約佔PVC總產量的80%左右。將純水、液化的VCM單體、分散劑加入到反應釜中,然後加入引發劑和其它助劑,升溫到一定溫度後VCM單體發生自由基聚合反應生成PVC顆粒。持續的攪拌使得顆粒的粒度均勻,並且使生成的顆粒懸浮在水中。此外,還有用微懸浮法生產PVC糊用樹脂,產品性能和成糊性均好。
①懸浮聚合法
使單體呈微滴狀懸浮分散於水相中,選用的油溶性引發劑則溶於單體中,聚合反應就在這些微滴中進行,聚合反應熱及時被水吸收,為了保證這些微滴在水中呈珠狀分散,需要加入懸浮穩定劑,如明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素、羥乙基纖維素等。引發劑多採用有機過氧化物和偶氮化合物,如過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環己酯、過氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二異庚腈、偶氮二異丁腈等。聚合是在帶有攪拌器的聚合釜中進行的。聚合後,物料流入單體回收罐或汽提塔內回收單體。然後流入混合釜,水洗再離心脫水、乾燥即得樹脂成品。氯乙烯單體應盡可能從樹脂中抽除。作食品包裝用的 PVC,游離單體含量應控制在1ppm以下。聚合時為保證獲得規定的分子量和分子量分布范圍的樹脂並防止爆聚,必須控制好聚合過程的溫度和壓力。樹脂的粒度和粒度分布則由攪拌速度和懸浮穩定劑的選擇與用量控制。樹脂的質量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表觀密度、孔隙度、魚眼、熱穩定性、色澤、雜質含量及粉末自由流動性等性能來表徵。
②乳液聚合法
最早的工業生產 PVC的一種方法。在乳液聚合中,除水和氯乙烯單體外,還要加入烷基磺酸鈉等表面活性劑作乳化劑,使單體分散於水相中而成乳液狀,以水溶性過硫酸鉀或過硫酸銨為引發劑,還可以採用「氧化-還原」引發體系,聚合歷程和懸浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化穩定劑,十二烷基硫醇作調節劑,碳酸氫鈉作緩沖劑的。聚合方法有間歇法、半連續法和連續法三種。聚合產物為乳膠狀,乳液粒徑0.05~2μm,可以直接應用或經噴霧乾燥成粉狀樹脂。乳液聚合法的聚合周期短,較易控制,得到的樹脂分子量高,聚合度較均勻,適用於作聚氯乙烯糊,制人造革或浸漬製品。乳液法聚合的配方復雜,產品雜質含量較高。
③本體聚合法
聚合裝置比較特殊,主要由立式預聚合釜和帶框式攪拌器的卧式聚合釜構成。聚合分兩段進行。單體和引發劑先在預聚合釜中預聚1h,生成種子粒子,這時轉化率達8%~10%,然後流入第二段聚合釜中,補加與預聚物等量的單體,繼續聚合。待轉化率達85%~90%,排出殘余單體,再經粉碎、過篩即得成品。樹脂的粒徑與粒形由攪拌速度控制,反應熱由單體迴流冷凝帶出。此法生產過程簡單,產品質量好,生產成本也較低。

⑵ 聚氯乙烯能用乙烯做原料製取嗎,為什麼

當然可以首先在一定條件下使氯氣和乙烯發生取代反應,生成氯乙烯,然後進行加成反應就形成聚氯乙烯了

⑶ 生產PVC(聚氯乙烯)樹脂的原材料是什麼

我國現行PVC生產主要分為兩種方式:電石法和乙烯法。
電石法:電石(碳化鈣CaC2),遇水生成乙炔(C2H2),將乙炔與氯化氫(HCl)合成制出氯乙烯單體(CH2CHCl),再通過聚合反應使氯乙烯生成聚氯乙烯—[CH
CHCI]n—。具體代表廠家為:新疆天業、新疆中泰、青島海晶等。
乙烯法:從石油中提取乙烯(C2H4),讓氯氣與乙烯發生取代反應,製得氯乙烯單體,經聚合反應生成聚氯乙烯樹脂。代表廠家為:齊魯石化、上海氯鹼等。
電石法比石油法成本低,但電石法生產的氯乙烯單體在質量上比石油法稍差(也就造成了石油法PVC稍優於電石法),且電石法造成的污染較大。但石油價格的持續走高,使電石法的生存空間和利潤空間不斷擴展。有相當多的企業或投資人正在進入這一行業,特別是西部企業,在資源(電石多由西部企業生產、煤礦也較豐富)、能耗(水電成本較低)、人力(人工成本低)等方面都具有優勢。近兩年內,西部將有幾百萬噸的電石法PVC投產,行業競爭將愈演愈烈。同時隨著PVC出口退稅的調整(從11%降至5%)以及國家對兩高一資企業的限制(電石將極其緊張),國內市場將極其慘烈。
像你所說的新興的生產工藝,現還未見大規模生產。現行的生產工藝雖在技術上已經成熟,但投資較大(一般需要幾個億),且審批較難。你所說的用廢棄塑料生產也不太可能,廢棄PVC製品經破碎、磨粉後可重新塑化生產PVC製品,但是無法生產PVC樹脂粉。
我本人只對電石法PVC和PVC加工有點了解,別的知道得不多,希望能幫到你!

⑷ 乙烯合成聚氯乙烯的步驟

乙炔和氯化氫反應生成一氯乙烯。
一氯乙烯通過催化劑的作用聚合生成聚氯乙烯。

⑸ 聚氯乙烯的單體,聚合原理,聚合方法,整個聚合工藝(包括溫度,壓力,流程),成型加工方法,並說明用途

聚氯乙烯是由氯乙烯通過自由基聚合而成的。有懸浮聚合法、乳液聚合法、本體聚合法和微懸浮聚合法,以懸浮聚合法為主,約佔PVC總產量的80%左右。單體的來源:乙烯法、石油法和電石法。我國的方法:主要還是電石法。(1)懸浮聚合法 使單體呈微滴狀懸浮分散於水相中,選用的油溶性引發劑則溶於單體中,聚合反應就在這些微滴中進行,聚合反應熱及時被水吸收,為了保證這些微滴在水中呈珠狀分散,需要加入懸浮穩定劑,如明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素、羥乙基纖維素等。聚合是在帶有攪拌器的聚合釜中進行的。聚合後,物料流入單體回收罐或汽提塔內回收單體。然後流入混合釜,水洗再離心脫水、乾燥即得樹脂成品。特點是,反應器內有大量水,物料粘度低,容易傳熱和控制;聚合後只需經過簡單的分離、 洗滌 、乾燥等工序,即得樹脂產品,可直接用於成型加工;產品較純凈、均勻。
(2)乳液聚合法 最早的工業生產 PVC的一種方法。在乳液聚合中,除水和氯乙烯單體外,還要加入烷基磺酸鈉等表面活性劑作乳化劑,使單體分散於水相中而成乳液狀,以水溶性過硫酸鉀或過硫 酸銨為引發劑,還可以採用「氧化-還原」引發體系,聚合歷程和懸浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化穩定劑,十二烷基硫醇作調節劑,碳酸氫鈉作緩沖劑的。聚 合方法有間歇法、半連續法和連續法三種。聚合產物為乳膠狀,乳液粒徑0.05~2μm,可以直接應用或經噴霧乾燥成粉狀樹脂。乳液聚合法的聚合周期短,較 易控制,得到的樹脂分子量高,聚合度較均勻,適用於作聚氯乙烯糊,制人造革或浸漬製品。
(3)本體聚合法 聚合裝置比較特殊,主要由立式預聚合釜和帶框式攪拌器的卧式聚合釜構成。聚合分兩段進行。單體和引發劑先在預聚合釜中預聚1h,生成種子粒子,這時轉化率 達8%~10%,然後流入第二段聚合釜中,補加與預聚物等量的單體,繼續聚合。待轉化率達85%~90%,排出殘余單體,再經粉碎、過篩即得成品。樹脂的 粒徑與粒形由攪拌速度控制,反應熱由單體迴流冷凝帶出。此法生產過程簡單,產品質量好,生產成本也較低。
二、氯乙烯單體的生產
1.乙炔的生產:
乙炔的生產原料是電石,它的運輸和使用必須符合「GB 10665-89」標准,使用前需要檢測,電石的批次檢測和采樣按照國標「GB/T-6678-2003」規定來做,在使用過程中數以 安全,不要濺到身上。
電石的破碎,一般採用100-300mm大的電石或者整塊電石,在進入粉碎機時的合理粒徑為25-50mm,經過破碎後的合理粒徑可以達到25-50mm,另外,注意,進入破碎機的電石溫度應該在130。C以下,進入發生器的溫度也應該小於80。C,否則對系統不安全。
電石的除塵也要符合環保部門的相關標准,在這些問題都解決以後。乙炔的發生,如下方程式:
CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C¬2H2+130 kj/mol
但也會產生很多副反應,產生雜質:
CaO + H2O → Ca(OH)2
CaS + 2H2O → Ca(OH)2 + H2S↑
Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3↑
Ca2Si + 4H2O → 2Ca(OH)2 + SiH4↑
Ca3As3 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2AsH3↑
Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3↑
乙炔的凈化,發生器產生的粗乙炔氣,由發生器頂部引出,經水洗塔噴淋洗滌、再經正水封進入冷卻塔,在冷卻塔內部,乙炔氣體從底部進頂部出,冷卻水或從廢次鈉從頂部進入從底部出去,氣液兩相在塔內填料表面逆流接觸,交換熱量並且進一步的進行洗滌。從冷卻塔來的乙炔氣,在保證乙炔氣櫃到一定的高度時,進入水泵加壓後,再進入兩台串聯的清洗塔,與含有有效氯0.085%-0.12%的次氯酸鈉溶液逆流進行逆流直接接觸反應,除去粗乙炔氣中的S、P等有害雜質。清凈二塔主要除去乙炔中的飽和水分,使得純度達到98.5%。不含S、P。[3]
2.乙烯氧氯化法製取氯乙烯
(1)乙烯氧氯化反應:
直接氯化:C2H4 +Cl2 → C2H4Cl2 (FeCl3作為催化劑)
氧氯化 :C2H4 + 2HCl + 1/2O2 → C2H4Cl2 + H2O +263 Kj(CuCl2做催化劑)
副反應:
C2H4Cl2 + Cl2 → C2H3Cl3 +HCl
C2H4 + HCl → C2H5Cl
C2H4 + 2O2 → 2CO + 2H2O
C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
C2H4 + 3HCl + O2 → C2H3Cl3 + 2H2O
(2)二氯乙烷的裂解:
方程式如下:
C2H4Cl2 → C2H3Cl + HCl – 67.93Kj
也存在副反應,注意副反應。

(3)乙烯氧氯化法工藝流程:
共分為五個單元,直接氯化單元、氧氯化單元、二氯乙烷精製單元、二氯乙烷裂解單元和氯乙烯精製單元。
氧氯化單元,主要在流化床反應器上,首先將直接氯化單元含有乙烯的尾氣和本單元的部分冷凝氣體匯合經過補充新鮮的乙烯氣後預熱後,再按比,乙烯:氯化氫:氧氣:惰性氣體= 1.6:2.0:0.63:2.0的比例進料,生成二氯乙烷。
二氯乙烷精製單元,主要用低沸塔,目的是清除EDC中的低沸物,清除低沸物後再送入高沸塔除去高沸物,最後再送入二氯乙烷的回收塔,回收二氯乙烷。
二氯乙烷裂解單元,主要將二氯乙烷送入裂解爐中,反應後,再進入急冷塔,大約會有40%原料的EDC組成的循環液,直接噴淋避免副反應,冷熱交換後進入下一個工段。
氯乙烯精製單元,二氯乙烷裂解後,生成氯乙烯和氯化氫,轉化率為大約55%,所以又大量為轉化的原料。本套設備用的是改進的二塔流程設計。保留原來的氯化氫塔和氯乙烯塔,物料通過兩個塔後,只有少量的HCl,進入液鹼洗滌器和固鹼乾燥塔後進入到氯乙烯成品罐中。
採用二塔工藝減少了設備的維修費用,操作方便,運行費用很低,並且節約了部分的蒸汽,降低了成本,因此本套設備採用二塔工藝流程來精製氯乙烯。[4]

3.氯乙烯的懸浮聚合
主要原材料有,去離子水,氯乙烯單體,引發劑構成。
懸其中去離子水的質量直接影響到聚合的質量,水的硬度過高會影響材料的絕緣性和穩定性,水中陽離子(氯根)如果過高,會影響聚乙烯醇的分散體系易使樹脂的顆粒變粗,影響產品的形態,PH也會影響,過高會是聚乙烯醇分解:

表1去離子水的規格
項目 規格 項目 規格
導電率/μΩ ≤0.5 SiO2/(mg/kg) ≤0.01
pH值 7.0 SO¬¬3/(mg/kg) 0
氧含量/(mg/kg) ≤0.01 氯/(mg/kg) 0
硬度,H 0 蒸發殘留物/(mg/kg) 0
氯乙烯單體也有要求見下表
表2氯乙烯單體的規格
組分 含量 組分 含量
VCM純度 ≥99.98% 乙炔 ≤0.1
異丁烷 ≤2 HCL ≤1
氯乙烷 ≤5 水 ≤60

VCM的雜質對合成的影響:1,炔類的影響,在VC自由基聚合中能與鏈發生反應,形成穩定的p-Π共軛體系,對集合有很大的影響。2,高廢物也會對氣產生影響,會粘連在反應釜上,不利。
懸浮聚合有以下幾個步驟:聚合,分離出去氯乙烯單體,離心除去水合乾燥。VCM(氯乙烯)

圖2 懸浮聚合的主要流程

將去離子水加入聚合釜內,並將聚合配方的助劑如分散劑、緩沖劑等加入釜內攪拌,然後加入引發劑,密封聚合釜,抽除釜內空氣,必要時用氮氣替換,使釜內殘留氧含量降至最低,最後加入氯乙烯單體VCM,然後通過反應釜夾套中的過熱水加熱,將釜溫升至預定溫度並進行聚合。
這些聚合反應熱通過3種方式散熱,但是根據反應釜大小,3種途徑可以只利用其中一種或兩種方式散熱: 1)釜夾套冷卻水,2)釜內冷水管,3)釜頂冷凝器等。要嚴格操作技術,始終保持預定反應溫度,以保證氯乙烯產品質量。如果釜內聚合反應放熱不足或失控造成溫度過高不下時,釜內飽和蒸汽壓也將大大超過反應釜的操作壓力甚至設計壓力,從而造成聚合釜的物理破壞。對此在製造聚合釜時對溫度及壓力的設計留有充分的餘量,防止物理爆破釀成的災難性後果。聚合反應的溫度、壓力的失控事故常常發生在反應的前中期,即VCM聚合為PVC的轉化率小於70%時單體富相存在,才會發生上述溫度。壓力超高VCM轉化率大於70%時,單體富相消失時,壓力穩步降低。氣提反應,用於清除氯乙烯單體,可以達到小於1×10-6的水平。最有效的氣體方法包括蒸汽氣提塔的使用。首先,反應器中的東西吹到集料箱和卸料箱中,單體的回收壓力就與大氣壓相近,回收單體到達這個程度會導致PVC粒子變硬,因為有許多塑化作用的單體都被除去了,這有助於粒子粘合。氯乙烯和一些水從頂部除去,氣體後從底部除去。過濾,通過離心機過濾,注意要用轉鼓式離心過濾機。乾燥和篩選,也要注意在聚氯乙烯乾燥前溫度不能高於100。C。
4.催化劑選擇:
合成催化劑採用高汞為催化劑(HgCl2)

由於聚氯乙烯的熔融溫度接近分解溫度,因此成型困難。需要加入穩定劑來提高分解溫度,使之易於成型加工。聚氯乙烯塑料的成型溫度范圍較窄,通常控制在150~1800C之間,聚氯乙烯塑料常採用一般熱塑料的成型方法。例如擠出、注射、壓延、吹塑、壓制、鑄塑及熱成型等方法。聚氯乙烯是一種性能良好,價格便宜,用途廣泛的塑料。它的主要缺點是熱穩定性不好,易老化,搞沖擊強度低,耐寒性不佳和加工性能差。提高聚氯乙烯塑料性能的主要途徑,是尋找合適的穩定劑、增塑劑、填充劑等助劑進行合理配製,但更有效的方法是通過共聚和共混進行改性。
共聚合一般有兩種情況:
1、氯乙烯與其它單體共聚,在聚氯乙烯主鏈上引入其它單體基團。目前主要的共聚物有氯乙烯—醋酸乙烯、氯乙烯-丙烯酸酯等共聚物。這些共聚物成型溫度較低,加工性能較好。此外,還具有一些特殊性能,能滿足使用上的需要。
2、在聚氯乙烯側連上引入異種單體基團或在異種聚合物側連上引氯乙烯鏈的接枝共聚反應,例如乙烯-醋酸乙烯接枝的共聚物(EVA-VC),控制接壇氯乙烯部分的數量和聚合度,可製得從硬質到軟質的接枝共聚物,改進其抗沖擊性能,低溫脆性、耐候性加工性能等。共混法聚氯乙烯與其它聚合物共混,可製得兼有兩者特性的共混物。上前為改進硬質聚氯乙烯共聚的流動性、抗沖擊性能等常用與聚氯乙烯共聚物有:ABS、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共混的聚合物(MBS),氯化聚乙烯(CPE)。為了改進軟質聚氯乙烯在使用過程中增塑劑的揮發、遷移、抽出等,常用的共聚物有:丁腈橡膠、氧化聚乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯-氧乙烯共聚物等。此外,聚氯乙烯還可以通過氯化,聞聯和增強等方法改進其性能。

⑹ 乙烯到聚氯乙烯的反應過程

乙烯(CH2=CH2)與氯氣通過加成反應生成二氯乙烷(CH2ClCH2Cl) 二氯乙烷與氫氧化鈉的醇溶液以1:1的物質的量之比發生消去反應生成一氯乙烯(CH2=CHCl)和NaCl和H2O 最後一氯乙烯通過催化劑的作用發生加聚反應得到聚氯乙烯 化學方程式:1.CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl 2.CH2ClCH2Cl+NaOH→CH2=CHCl+NaCl+H2O (條件:箭頭上寫「醇」) 3.nCH2=CHCl→[CH2-CHCl]n (注意:兩邊的中括弧應寫上橫杠 條件是「催化劑」)

⑺ 乙烯生產聚氯乙烯合成樹脂

乙烯可以制氯乙烷,可以制聚乙烯http://ke..com/view/15690.htm 聚氯乙烯是由乙炔制回成的。 HCCH+HCl--催化劑、加熱答-----H2C=CHCl 乙炔---氯乙烯nCH2=CHCl→-[-CH2-CHCl-]-n 氯乙烯--聚氯乙烯

⑻ 聚氯乙烯的制備方法

聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化劑經取代反應製成。由於其防火耐熱作用,聚氯乙烯被廣泛用於各行各業各式各樣產品: 電線外皮、光纖外皮、鞋、手袋、袋、飾物、招牌與廣告牌、建築裝潢用品、傢俱、掛飾、滾輪、喉管、玩具(如有名的義大利「Rody」跳跳馬)、門簾、卷門、輔助醫療用品、手套、某些食物的保鮮紙、某些時裝等。 PVC用自由基加成聚合方法制備,聚合方法主要分為懸浮聚合法、乳液聚合法和本體聚合法,以懸浮聚合法為主,約佔PVC總產量的80%左右。將純水、液化的VCM單體、分散劑加入到反應釜中,然後加入引發劑和其它助劑,升溫到一定溫度後VCM單體發生自由基聚合反應生成PVC顆粒。持續的攪拌使得顆粒的粒度均勻,並且使生成的顆粒懸浮在水中。此外,還有用微懸浮法生產PVC糊用樹脂,產品性能和成糊性均好。
①懸浮聚合法使單體呈微滴狀懸浮分散於水相中,選用的油溶性引發劑則溶於單體中,聚合反應就在這些微滴中進行,聚合反應熱及時被水吸收,為了保證這些微滴在水中呈珠狀分散,需要加入懸浮穩定劑,如明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素、羥乙基纖維素等。引發劑多採用有機過氧化物和偶氮化合物,如過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環己酯、過氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二異庚腈、偶氮二異丁腈等。聚合是在帶有攪拌器的聚合釜中進行的。聚合後,物料流入單體回收罐或汽提塔內回收單體。然後流入混合釜,水洗再離心脫水、乾燥即得樹脂成品。氯乙烯單體應盡可能從樹脂中抽除。作食品包裝用的 PVC,游離單體含量應控制在1ppm以下。聚合時為保證獲得規定的分子量和分子量分布范圍的樹脂並防止爆聚,必須控制好聚合過程的溫度和壓力。樹脂的粒度和粒度分布則由攪拌速度和懸浮穩定劑的選擇與用量控制。樹脂的質量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表觀密度、孔隙度、魚眼、熱穩定性、色澤、雜質含量及粉末自由流動性等性能來表徵。聚合反應釜是主要設備,由鋼制釜體內襯不銹鋼或搪瓷製成,裝有攪拌器和控制溫度的傳熱夾套,或內冷排管、迴流冷凝器等。為了降低生產成本,反應釜的容積已由幾立方米、十幾立方米逐漸向大型化發展,最大已達到200立方米(釜式反應器)。聚合釜經多次使用後要除垢。以聚乙烯醇和纖維素醚類等為懸浮穩定劑製得的 PVC一般較疏鬆,孔隙多,表面積大,容易吸收增塑劑和塑化。
②乳液聚合法最早的工業生產 PVC的一種方法。在乳液聚合中,除水和氯乙烯單體外,還要加入烷基磺酸鈉等表面活性劑作乳化劑,使單體分散於水相中而成乳液狀,以水溶性過硫酸鉀或過硫酸銨為引發劑,還可以採用「氧化-還原」引發體系,聚合歷程和懸浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化穩定劑,十二烷基硫醇作調節劑,碳酸氫鈉作緩沖劑的。聚合方法有間歇法、半連續法和連續法三種。聚合產物為乳膠狀,乳液粒徑0.05~2μm,可以直接應用或經噴霧乾燥成粉狀樹脂。乳液聚合法的聚合周期短,較易控制,得到的樹脂分子量高,聚合度較均勻,適用於作聚氯乙烯糊,制人造革或浸漬製品。乳液法聚合的配方復雜,產品雜質含量較高。
③本體聚合法聚合裝置比較特殊,主要由立式預聚合釜和帶框式攪拌器的卧式聚合釜構成。聚合分兩段進行。單體和引發劑先在預聚合釜中預聚1h,生成種子粒子,這時轉化率達8%~10%,然後流入第二段聚合釜中,補加與預聚物等量的單體,繼續聚合。待轉化率達85%~90%,排出殘余單體,再經粉碎、過篩即得成品。樹脂的粒徑與粒形由攪拌速度控制,反應熱由單體迴流冷凝帶出。此法生產過程簡單,產品質量好,生產成本也較低。 PVC樹脂是一個極性非結晶性高聚物,密度: 1.380 g/cm3,玻璃轉變溫度:87℃,因此熱穩定性差,不易加工。不能直接使用,必須經過改性混配,添加相關助劑和填充物才可以使用。而因添加的相關助劑和填充物的種類和分數的不同,這就決定了所制備的PVC材料性能和要求是不一樣的。我們通常稱之為PVC配方,嚴格說來是PVC改性配方,而PVC只有經過改性才能使用。這一類常被歸類為高分子改性材料。高分子材料改性主要圍繞通用塑料的高性能化、單組分材料向多組分材料復合材料轉變(合金、共混、復合)、賦予材料功能化、優化性能與價格等方面的研究。改性方法主要是化學改性、填充改性、增強改性、共混改性以及納米復合改性。改性基本原理就是通過添加物賦予材料功能或者提高某些性能。 因此,PVC配方技術的高下,決定了一家工廠技術和生產能力的高下。
PVC一般先要改性造粒,用螺桿擠出機組制備成粒子後,塑化更充分,加工也更容易,尤其是工藝是注塑的產品。螺桿擠出機是塑料成型加工最主要的設備之一,它通過外部動力傳遞和外部加熱元件的傳熱進行塑料的固體輸送、壓實、熔融、剪切混煉擠出成型。螺桿擠出機無論作為塑化造粒機械還是成型加工機械都佔有重要地位嚴格來說,有著特殊要求的PVC製品,PVC改性配方,是根據客戶要求量身定做的。還有就是在PVC生產過程中共聚衍生,此類改性的品種有氯乙烯共聚物、聚氯乙烯共混物和氯化聚氯乙烯等 。 聚氯乙烯熱穩定性和耐光性較差。在150℃時開始分解出氯化氫,隨著增塑劑含量的多少發生不良反應。另外,顏料對PVC的影響,體現在顏料是否與PVC及組成PVC製品的其它組分發生反應以及顏料本身耐遷移性、耐熱性。著色劑中的某些成份可能會促使樹脂的降解。如鐵離子和鋅離子是PVC樹脂降解反應的催化劑。因此,使用氧化鐵(紅、黃、棕和黑)顏料或氧化鋅、硫化鋅和立德粉類白色顏料會降低PVC樹脂的熱穩定性。某些著色劑可能會與PVC樹脂的降解產物發生作用。如群青類顏料耐酸性差,故在PVC著色加工過程中,會與PVC分解產生的氯化氫發生相互作用而失去應有的顏色。因此就PVC著色而言,考慮到所用樹脂及相關助劑的特徵,結合顏料的特點。在選擇著色劑時應當注意以下幾個問題。
1、顏料中的某些金屬離子會促使聚氯乙烯樹脂熱氧分解如圖1。
測定方法為加有顏料聚乙烯加熱至180℃時的色相變化。由於顏料中含有金屬離子促使PVC分解加快,從而產生色相變化。同時,還要注意的是,同樣加入色淀紅可使PVC產生的色差不同,如含有鈣,色相差小;含錳則色相差大,這是由於錳等金屬促進PVC脫氯化氫所致。
硫化物類著色劑(如鎘紅、黃等)用於聚氯乙烯著色,可能因著色劑分解放出硫化氫。這類著色劑不宜與鉛穩定劑混用,以免生成黑色的硫化鉛。
2、顏料對聚氯乙烯電氣絕緣性影響
作為電纜材料的聚氯乙烯和聚乙烯一樣,應該考慮著色後的電性能。尤其是聚氯乙烯因其本身絕緣性較聚乙烯差,故顏料的影響就更大。說明,選擇無機顏料著色PVC對其電氣絕緣性較有機顏料為好(除爐黑、銳鈦型二氧化鈦外)。 遷移性僅發生在增塑PVC製品中,並且是在使用染料或有機顏料時。所謂遷移是在周圍溶劑中存在的部分可溶解的染料或有機顏料,通過增塑劑滲透到PVC製品表面,那些溶解的染(顏)料顆粒也被帶到製品表面上,這樣,導致接解滲色、溶劑滲色或起霜。
另一個問題是「結垢」。指著色劑在著色加工時,因為被著色物的相溶性差或根本不相容而從體系中游離出來,沉積在加工設備的表面(如擠出機的機筒內壁、口模孔內壁)上。 指顏料耐各種氣候的能力。其中包括可見光和紫外光、水分、溫度、大氣氯化作用以及製品使用期間所遇到的化學葯劑。最重要的耐候性,包括不褪色性、耐粉化性和物理性能的持久性。而有機顏料則因其結構不同有好有差。此外,在含有白色顏料的配方中,顏料的耐候性會受到較嚴重的影響。
顏料的褪色、變暗或色調變化,一般由顏料的反應基因所致。這些反應性基因,能與大氣中的水分或化學葯劑——酸、鹼發生作用。例如,鎘黃在水分和日光作用下會褪色,立索爾紅具有較好的耐光性,適合於大多數戶內應用,而在含有酸、鹼成分的戶外使用時嚴重褪色。
脫氯化氫的測定方法按JIS-K-6723,測定溫度180℃。以未著色的聚氯乙烯復合物脫氯乙烯的時間為基準,延長或阻緩時間以5%、10%間隔計,負值表示加速分解。 有著特殊要求的PVC材料,一般都需要從國外進口,在國外比較有名的有美國聯合碳化公司和北歐化工公司,隨著我國各大科研院所和生產單位的不斷研發和技術積累,國內PVC改性材料的配方設計、製造已經達到國際先進水平,涌現了以徐州漢永新材料有限公司等擁有自主知識產權的公司,已經完全取代國外進口材料,有不少產品已出口國外。

⑼ 聚氯乙烯的製法

C2H2(乙炔)+HCl=CH2=CHCl(加熱,催化劑)
nCH2=CHCl=-[CH2CH(Cl)]-n (加熱,催化劑)

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