PVC塑料的合成

作者:   發布時間:2018/4/24 11:05:06   瀏覽次數:3475

PVC塑料是由乙炔氣體和氯化氫合成氯乙烯，再聚合而成。在20世紀50年代前期是以乙炔電石法生產，50年代后期則轉向了原料充足、成本低廉的乙烯氧化法；目前世界上80%以上的PVC樹脂都是由此方法生產的。但到2003年后，因石油價格暴漲，乙炔電石法成本反而比乙烯氧化法還要低10%左右，所以PVC的合成工藝又轉向了乙炔電石法。

PVC塑料是由液態的氯乙烯單體（VCM）經懸浮、乳液、本體或溶液法工藝聚合而成，其中懸浮聚合工藝生產工藝成熟、操作簡單、生產成本低、產品品種多、應用范圍廣，一直是生產PVC樹脂的主要方法，在世界PVC生產裝置中大約占90%的比例（在世界PVC總產量中均聚物也占大約90%的比例）。其次是乳液法，用于生產PVC糊樹脂。其聚合反應由自由基引發，反應溫度一般為40～70OC，反應溫度和引發劑的濃度對聚合反應速率和PVC樹脂的分子量分布影響很大。

工序選澤

PVC塑料型材配方主要由PVC樹脂和助劑組成的，其中助劑按功能又分為：熱穩定劑、潤滑，劑、加工改性劑、沖擊改性劑、填充劑、耐老化劑、著色劑等。在設計PVC配方之前，首先應了解PVC樹脂和各種助劑的性能。

1、樹脂應選擇PVC-SC5樹脂或PVC-SG4樹脂，也就是聚合度在1200-1000的聚氯乙烯樹脂。

2、須加入熱穩定體系。根據生產實際要求選擇，注意熱穩定劑之間的協同效應和對抗效應。

3、須加入沖擊改性劑。可以選擇CPE和ACR沖擊改性劑。根據配方中其它組成以及擠出機塑化能力，加入量在8—12份。CPE價格較低，來源廣泛;ACR耐老化能力、焊角強度高。

4、適量加入潤滑系統。潤滑系統可以降低加工機械負荷，使產品光滑，但過量會造成焊角強度下降。

5、加入加工改性劑可以提高塑化質量，改善 制品外觀。一般加入ACR加工改性劑，加 入量1-2份。

6、加入填料可以降低成本，增加型材的剛性但對低溫沖擊強度影響較大，應選擇細度較高的活性輕質碳酸鈣加人，加入量在5-15份。

7、必須加入一定量的鈦白以起到屏蔽紫外線的作用。鈦白應選擇金紅石型，加入量在4-6份。必要時可以加入紫外線吸收劑UV-531、UV327等以增加型材的耐老化能力。

8、適量加入蘭色和熒光增白劑，可以明顯改善型材的色澤。

9、在設計配方中應盡量簡化，盡量不加入液體助劑，并且根據混合工序要求(見混合問題)分批按加料順序把配方分為I號料、Ⅱ號料、Ⅲ號料分別包裝。

自動隱藏聚合反應

懸浮聚(ju)(ju)合(he)通過(guo)不斷(duan)進(jin)行(xing)攪拌使單(dan)體液(ye)滴在水(shui)中(zhong)(zhong)保持懸浮狀態，聚(ju)(ju)合(he)反(fan)(fan)應在單(dan)體小液(ye)滴中(zhong)(zhong)進(jin)行(xing)。通常(chang)懸浮聚(ju)(ju)合(he)反(fan)(fan)應為間歇聚(ju)(ju)合(he)。近年(nian)來(lai)各公(gong)司(si)對PVC樹脂間歇懸浮聚(ju)(ju)合(he)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)配方、聚(ju)(ju)合(he)釜、產品品種(zhong)和(he)質(zhi)量不斷(duan)研(yan)究和(he)改進(jin)， 開(kai)發出各具特點的(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，目(mu)前(qian)應用較多的(de)(de)是Geon公(gong)司(si)（原(yuan)B.F Goodrichg公(gong)司(si)）技(ji)(ji)術(shu)(shu)、日本信越公(gong)司(si)技(ji)(ji)術(shu)(shu)、歐洲EVC公(gong)司(si)技(ji)(ji)術(shu)(shu), 這(zhe)三大(da)公(gong)司(si)的(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)在1990年(nian)以(yi)來(lai)世界新增的(de)(de)PVC樹脂生產能(neng)力中(zhong)(zhong)各占大(da)約21%的(de)(de)比例(li)。

面霜聚合物

乳液聚合與懸浮聚合基本類似，只是要采用更為大量的乳化劑，并且不是溶于水中而是溶于單體中。這種聚合體系可以有效防止聚合物粒子的凝聚，從而得到粒徑很小的聚合物樹脂，一般乳液法生產的PVC樹脂的粒徑為0.1—0.2mm，懸浮法為20―200mm。引發劑體系與懸浮聚合也有所不同，通常是含有過硫酸鹽的氧化還原體系。干燥方法也設計成可以保持較小的粒徑的方式, 常常采用一些噴霧干燥劑。由于不可能將乳化劑完全除去，因此用乳液法生產的樹脂不能用于生產需要高透明性的制品如包裝薄膜或要求吸水性很低的制品如電線絕緣層。一般來說乳液聚合PVC樹脂的價格高于懸浮聚合的樹脂，然而需要以液體形式配料的用戶使用這種樹脂，如糊樹脂。在美國大部分乳液聚合的樹脂產品都是糊樹脂（又叫分散型樹脂），少量用于乳膠。在歐洲，各種乳液工藝也用于生產通用樹脂，尤其是壓延和擠出用樹脂。

本身匯聚

本體法生產工藝在無水、無分散劑、只加入引發劑的條件下進行聚合，不需要后處理設備，投資小、節能、成本低。用本體法PVC樹脂生產的制品透明度高、電絕緣性好、易加工，用來加工懸浮法樹脂的設備均可用于加工本體法樹脂。PVC本體工藝在80年代得到較大發展。但是，盡管從理論上說懸浮和本體聚合反應工藝生產的樹脂可以用于相同的領域，實際上加工廠一般只使用其中之一，因為懸浮和本體樹脂不能混合，即使少量混合也會因靜電效應導致聚合物粉末的流動性降低，而懸浮聚合樹脂更易得到的，因此大多數加工廠放棄了本體樹脂，近年來本體工藝出現了止步不前或衰退的狀態。

液體聚合反應 在鹽水硫酸銅溶液締合中，競聚率溶于在種無機石油醚（如n－丁烷或環己烷）中造成締合，發生變化發應的做好締合物水解出來。鹽水硫酸銅溶液締合發應專做使用于制作珍禽氯氯乙稀與乙酸氯乙稀共聚物（往往乙酸氯乙稀含量在10～25%）。種鹽水硫酸銅溶液締合發應制作的共聚物干凈、勻稱，包括差異化的的溶于性和涂膜性。