氯化聚氯乙烯的制备

2024-02-22 02:56

1. 氯化聚氯乙烯的制备

制备方法 :由聚氯乙烯经氯化而得高分子化合物。将根据聚合度的大小,可制成高粘度型、中粘度型和低粘度型。高粘度型有较好的耐假性、耐化学腐蚀性和弹性。低粘度型则较易溶于植物油类。粉状聚氯乙烯在低于50℃温度下,用适当溶剂溶胀并进行水相悬浮氯化制得。 溶剂法是最早采用的制备CPVC 的方法,西德AG 法本公司首先采用溶剂法生产。该工艺比较成熟,其主要工艺过程是将PVC 树脂溶解于氯仿或四氯化碳溶剂中再进行氯化。此方法中,PVC 的浓度非常重要。例如,当以二氯乙烯为溶剂时,使12%( 质量分数,下同) 的PVC 溶液氯化会发生较多的脱氯化氢和降解作用,产生的CPVC 大约含等量的1, 2-二氯乙烯和1, 1, 2-三氯乙烯单元。但是,当使PVC 的7% 二氯乙烯溶液氯化时,脱氯化氢和降解较少,PVC 氯化更均匀,CPVC 主要由1, 2-二氯乙烯单元构成。据报道,采用由二氯乙烯和三氯乙烯构成的1:1( 体积比) 的混合溶剂,能实现均匀氯化。PVC 可溶于氯苯, 因此在引发剂和促进剂存在下, PVC 在氯苯中同氯气在110~ 115℃ 反应,也能实现氯化。引发剂通常采用偶氮二异丁腈,促进剂可以采用对氯苯亚硫酰胺酰二氯。溶剂法氯化比较均匀,产品具有良好的溶解性能,非常适合用作涂料、黏合剂等。但是,该方法生产的产品热稳定性和机械性能较差,不能用于制作包括管材在内的硬制品;同时,由于使用氯仿或四氯化碳等有机溶剂毒性大, 回收困难,因此造成环境污染。该法正逐步被淘汰。 20 世纪60 年代初,美国古德里奇( Goodrich)公司首先采用水相悬浮法生产CPVC,其工艺过程是将粉状PVC 树脂悬浮于氯化氢溶液中,在助剂的存在下通氯反应,氯化反应按自由基反应机理进行,此时氯化转化率受扩散控制。为便于氯气在高分子相的扩散并提高氯化的均匀性,早期工艺要求在水相中加入溶胀剂,如氯仿或CCl4,来增加氯气与PVC 的接触面积。另有研究者发现,原料PVC 由氯乙烯单体在特殊改性剂存在下聚合而成时不用加入溶胀剂也可提高CPVC 氯化的均匀性,还可提高反应速率,增强产品的加工性能。在CPVC 制备完成后,向反应体系及时通入惰性气体并加入还原剂,该还原剂可避免Cl2 与H2O 反应生成的次氯酸与CPVC 反应生成含羰基及双键的有机物 。悬浮法生产工艺简单,生产流程短,具有良好的耐热性和机械性能,生产成本也较低,是国内外普遍采用的方法。其不足之处是生产过程产生的酸性废气需要处理,产品后处理较繁琐。 西德劳伦尔公司1958 年首先报导了气-固相氯化法,气-固相氯化法是常压将PVC 树脂在干燥状态下放入反应釜或流化床内,直接进行氯化反应。疏松型颗粒在55℃沸腾床中用稀释氧气处理可实现氯化。气流可由含氯50% ( 体积分数) 、含氟0.75% ( 体积分数) 和氮49.25% ( 体积分数) 的混合气体构成,反应100 min 后能获得含氯64% ( 体积分数) 、含氟0.6%( 体积分数) 的CPVC。光能催化氯化,但无光照时微量氧也有催化作用。该工艺生产流程短,具有易于连续化,投资少且生产过程没有废酸、废水产生,基本无设备腐蚀,后处理大大简化和对环境污染轻的优点。气-固相氯化法存在的氯化不均匀及反应热导出困难限制了该工艺的工业化,美国、日本、以色列、德国及中国等对固相法氯化装置、反应器的型式、反应工艺条件的探索研究主要集中解决这2个问题。该工艺方法尚处于开发阶段。

氯化聚氯乙烯的制备

2. 聚氯乙烯

聚氯乙烯本色为微黄色半透明状,有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯,差于聚苯乙烯,随助剂用量不同,分为软、硬聚氯乙烯,软制品柔而韧,手感粘,硬制品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。常见制品:板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。
简称PVC,由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。
 稳定;不易被酸、碱腐蚀;对热比较耐受 
  聚氯乙烯对光、热的稳定性较差。软化点为80℃,于130℃开始分解。在不加热稳定剂的情况下,聚氯乙烯100℃时即开始分解,130℃以上分解更快。受热分解出放出氯化氢气体,使其变色,由白色→浅黄色→红色→褐色→黑色。阳光中的紫外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解,因而使聚氯乙烯的柔性下降,最后发脆。从这里不难理解,为什么一些PVC塑料时间久了就会变黄、变脆的原因。
 工业聚氯乙烯重均相对分子质量在4.8-4.8万范围内,相应的数均相对分子质量为2-1.95万。而绝大多数工业树脂的重均相对分子质量在10-20万,数均相对分子质量在4.55-6.4万。硬质聚氯乙烯(未加增塑剂)具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性,可以单独用做结构材料,应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬质聚氯乙烯可以用增强材料。

3. 聚氯乙烯塑料的性能

1.软质聚氯乙烯一般含增塑剂30—50%。由于质地柔软,强度较高;具有良好的气密性和不透水性。2.硬质聚氯乙烯只加少量的增塑剂制成。其特点是质地坚硬,机械强度高,耐化学腐蚀性能好。 .3.聚氯乙烯塑料耐热性差,强度受温度影响较大,-20℃时比20℃时的强度下降80%。因此,薄膜制品不易在低温下保管使用;软制品使用温度不超过45℃,硬制品不超过60℃, 长期光照时会老化变脆。4.聚氯乙烯薄膜在加工时,为防止加热分解,需加入热稳定剂,由于热稳定剂含有铅盐等,使聚氯乙烯塑料有毒性,故不能用作食品包装物。5.聚氯乙烯塑料与有机溶剂和萘等防虫药剂接触,会产生发粘、溶化现象,并且容易吸收异味;由于增塑剂挥发性较强,故不宜贮藏过久。

聚氯乙烯塑料的性能

4. 聚氯乙烯

聚氯乙烯本色为微黄色半透明状,有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯,差于聚苯乙烯,随助剂用量不同,分为软、硬聚氯乙烯,软制品柔而韧,手感粘,硬制品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。常见制品:板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。
简称PVC,由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。
 稳定;不易被酸、碱腐蚀;对热比较耐受 
  聚氯乙烯对光、热的稳定性较差。软化点为80℃,于130℃开始分解。在不加热稳定剂的情况下,聚氯乙烯100℃时即开始分解,130℃以上分解更快。受热分解出放出氯化氢气体,使其变色,由白色→浅黄色→红色→褐色→黑色。阳光中的紫外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解,因而使聚氯乙烯的柔性下降,最后发脆。从这里不难理解,为什么一些PVC塑料时间久了就会变黄、变脆的原因。
 工业聚氯乙烯重均相对分子质量在4.8-4.8万范围内,相应的数均相对分子质量为2-1.95万。而绝大多数工业树脂的重均相对分子质量在10-20万,数均相对分子质量在4.55-6.4万。硬质聚氯乙烯(未加增塑剂)具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性,可以单独用做结构材料,应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬质聚氯乙烯可以用增强材料。

5. 聚氯乙烯

聚氯乙烯本色为微黄色半透明状,有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯,差于聚苯乙烯,随助剂用量不同,分为软、硬聚氯乙烯,软制品柔而韧,手感粘,硬制品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。常见制品:板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。
这种材料的结构如下:[
―CH2
―CHCl―
]n

聚氯乙烯

6. 聚氯乙烯的介绍

聚氯乙烯,英文简称PVC(Polyvinyl chloride),是氯乙烯单体(vinyl chloride monomer, 简称VCM)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂;或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。PVC为无定形结构的白色粉末,支化度较小,相对密度1.4左右,玻璃化温度77~90℃,170℃左右开始分解1,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,物理机械性能也迅速下降,在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。工业生产的PVC分子量一般在5万~11万范围内,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℃开始软化,130℃变为粘弹态,160~180℃开始转变为粘流态;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曾是世界上产量最大的通用塑料,应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。

7. 聚氯乙烯的成型条件

 料管温度:160-190℃模具温度:40-60℃干燥温度:80℃x2h射胶压力:700-1500kg/c㎡密度:1.4g/c㎡成型收缩度:0.1-0.5%肉厚:2.0-50.mm吸水率(24H):0.1-0.4%融度软化点:89℃热变形温度:70℃ 料管温度:140-170℃模具温度:40-60℃干燥温度:80℃x2h射胶压力:600-1500kg/c㎡密度:1.4g/c㎡成型收缩度:0.1-0.5%肉厚:2.0-50.mm吸水率(24H):0.1-0.4%融度软化点:85℃热变形温度:55℃

聚氯乙烯的成型条件

8. 聚氯乙烯

聚氯乙烯本色为微黄色半透明状,有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯,差于聚苯乙烯,随助剂用量不同,分为软、硬聚氯乙烯,软制品柔而韧,手感粘,硬制品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。常见制品:板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。
 
这种材料的结构如下:[ ―CH2 ―CHCl― ]n