
PVC 的生产工艺
聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。
有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法,以悬浮聚合法为主,约占 PVC 总产量的 80% 左右。
单体的来源:乙烯法、石油法和电石法。我国的方法:主要还是电石法。
树脂的质量以粒度和粒度分布、 分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流淌性等性能来表征。
(1)悬浮聚合法 使单体呈微滴状悬浮分散于水相中,选用的油溶性引发剂则溶于单体中,聚合反响就在这些微滴中进展,聚合反响热准时被水吸取,为了保证这些微滴在水中呈 珠状分散,需要参加悬浮稳定剂,如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。引发剂多承受有机过氧化物和偶氮化合物,如过氧化二碳酸二异丙酯过氧化二碳酸二环己酯、过 氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。聚合是在带有搅拌器的聚合釜中 进展的。聚合后,物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。然后流入混合釜,水洗再离心 脱水
、枯燥即得树脂成品。
(2)乳液聚合法 最早的工业生产 PVC 的一种方法。在乳液聚合中,除水和氯乙烯单体外,还要参加烷基磺酸钠等外表活性剂作乳化剂,使单体分散于水相中而成乳液状,以水 溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂,还可以承受“氧化-复原”引发体系,聚合历程和悬浮法 不同。也有参加聚乙烯醇作乳化稳定剂,十二烷基硫醇作调整剂,碳酸氢钠作缓冲剂的。聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。聚合产物为乳胶状,乳液粒径0.05~2μm,可以直接应用或经喷雾枯燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短,较易把握,得到的树脂分子量高,聚合度较均匀,适用于作聚氯乙烯糊,制人造革或浸渍制品。
(3)本体聚合法 聚合装置比较特别,主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。聚合分两段进展。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚 1h,生成种子粒子,这时转化率达 8%~10%,然后流入其次段聚合釜中,补加与预聚物等量的单体,连续聚合。待转化率达 85%~90%,排出剩余单体,再经粉碎、过筛即得成品。树脂的粒径与粒形由搅拌速度把握,反响热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简洁,产品质量好,生产本钱也较低。
PVC 制造小故事
一些德国企业认为乙炔气是一个很大的市场,就投资制造了大量的乙炔气。可就在大量的乙炔被生产出来时,型发电机被制造了。随之而来的是电价的大幅度下降,从今再没 有人用乙炔气灯了。这样一来,大量的乙炔气就没用了。 PVC 的制造过程很有意思。这要
从 100 多年前的德国说起——当时电的价格很贵,照明用灯是一般是用乙炔气为燃料的。
为了利用这些乙炔气,在 1912 年的时候,有一个叫Fritz Klatte 的德国化学家,将乙炔与盐酸反响得到了氯乙烯。他把得到的氯乙烯放在试验室的架子上,过了一段时间,觉察氯乙烯聚合了。聚氯乙烯就这样被制造了。
圆满的是,当时他并不知道聚氯乙烯有什么用处,虽然他所在的公司(Greisheim Electron) 将聚氯乙烯这种材料在德国申请了专利,但直到1925 年专利过期,他们也没有想出聚氯乙烯有什么用途。然而就在一年后,即 1926 年,美国化学家,Waldo Semon,又一次独立地制造了聚氯乙烯,而且觉察这种材料具有优良隔水性能,格外适合做浴帘。
于是,Semon 和他所在的B.F.Goodrich 公司将聚氯乙烯在美国申请了专利,就这样 PVC
开头被大量生产应用。
PVC 的特性
玻璃化温度: 85℃. 熔点: 130℃。无定型态密度(25℃): 1.385 g/cm3。
晶体密度(25℃): 1.52 g/cm3 。生产的PVC 分子量一般在 5 万~12 万范围内,具有较大的多分散性,分子量随聚合温度的降低而增加。
无固定熔点,80~85℃开头软化,130℃变为粘弹态,160~180℃开头转变为粘流态。有较好的机械性能,抗张强度 60MPa 左右,冲击强度 5~10kJ/m2。
有优异的介电性能。 PVC 为无定形构造的白色粉末,支化度较小。但对光和热的稳定性差,在 100℃以上或经长时间阳光曝晒,就会分解而产生氯化氢,并进一步自动催化分解, 引起变色,物理机械性能也快速下降,在实际应用中必需参加稳定剂以提高对热和光的稳定 性。
加工时对热的稳定性比较差。
PVC 很坚硬,溶解性也很差。只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中。刚性PVC 是使用最广泛的塑料材料之一。PVC 材料是一种非结晶性材料。
PVC 材料在实际使用中经常参加稳定剂、润滑剂、关心加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。
PVC 材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。
PVC 对氧化剂、复原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。
PVC 在加工时熔化温度是一个格外重要的工艺参数,假设此参数不当将导致材料分解的问题。
PVC 的流淌特性相当差,其工艺范围很窄。特别是大分子量的 PVC 材料更难于加工〔这
种材料通常要参加润滑剂改善流淌特性〕,因此通常使用的都是小分子量的PVC 材料。
PVC 的收缩率相当低,一般为 0.2~0.6%。
改性PVC 的主要品种
(1)氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 :制造塑料地板、涂料、薄膜、压塑制品、唱片及短纤维等 。
(2)氯乙烯- 偏二氯乙烯共聚物 :这种共聚物制得的薄膜无毒、透亮,具有极低的透气性与透湿性,是极好的食品包装材料。这种共聚物也是一种优良的防腐蚀材料。由其制造 的纤维称偏氯纶,可做渔网、座垫编织物和化工滤布等。
(3)丙烯- 氯乙烯或乙烯-氯乙烯共聚物: 丙烯含量约 10%的共聚物,用于吹塑成型和注射成型等。与氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物相比,加工温度较低、且与热分解温度间隔大, 熔体流淌性好,无毒,透亮可制透亮度高的薄膜、容器等。
(4)氯乙烯接枝共聚物:以乙烯- 醋酸乙烯酯树脂为基材的氯乙烯接枝共聚物,具有优良的耐冲击性、耐气候性和耐热性,适于作室外用建筑材料。
(5)氯化聚氯乙烯:PVC 经氯化而得的一种热塑性树脂,俗称过氯乙烯,简称CPVC, 含氯量 61~68%,氢原子没有全部被氯取代。白色或淡黄紫色粉末,溶解性比聚氯乙烯好, 能溶于丙酮、氯苯、二氯乙烷和四氯乙烷,耐热性比聚氯乙烯高 20~40℃,耐寒性比聚氯乙烯约低 25℃,不易燃烧,耐气候、耐化学药品及耐水性均优。
可以用挤出法生产管材,主要作热水上水管使用。
氯化聚氯乙烯的溶液有良好的粘合性、成膜性和成纤性,可用于胶粘剂、清漆和纺丝。胶粘剂主要用于粘接 PVC 板及其制品。
清漆的漆膜能耐腐蚀、松软、耐磨且剥离强度高。
更多推荐
聚合,单体,材料,共聚物,乙炔,参加
发布评论