高聚合度PVC的生产及应用
高聚合度聚氯乙烯的合成
高聚合度聚氯乙烯的合成
高聚合度聚氯乙烯（HPVC）树脂一般是指平均聚合度在1700~4000的PVC。
HPVC树脂的合成以悬浮法为主，聚合工艺又可细分为低温法和扩链剂法。
低温法合成的树脂呈长链线型、规整性和结晶度较高，制品质量可靠，但是低温下聚合热传递难度大，对装置撤热系统要求苛刻，生产周期长，故而在高温下辅助于添加扩链剂非常必要。
扩链剂法即在聚合体系中添加带双键的反应性单体，比如邻苯二甲酸二烯丙酯（DAP）、马来酸二烯丙酯（DAM）、三聚氰酸三烯丙酯（TAIC）、乙二醇二甲酯丙烯酸酯（EGDMA）、丙三醇二（甲基）丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯等，使PVC分子间形成交联或缠结，聚合度增加。
聚氯乙烯生产工艺简介
聚氯乙烯生产工艺简介PVC树脂是氯乙烯单体经聚合制得的一类热塑性高分子聚合物，分子式为:[ CH2—CHCl ]n，其中n表示聚合度，一般n=590～1500。
一、氯乙烯单体的制备工业上制备氯乙烯的方法主要有：乙炔法、联合法、乙烯氧氯化法、乙烯平衡氧氯化法等。
1、乙炔法：乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯是最早实现工业化的方法，乙炔可由电石（碳化钙）与水作用制得。
此法能耗大，目前用此法生产氯乙烯制造PVC树脂主要集中在我国，占我国PVC树脂总量的一半以上。
2、联合法：由石油裂解制得的乙烯经氯化后生成二氯乙烷，然后在加压条件下将其加热裂解，脱去氯化氢后得到氯乙烯，副产品氯化氢再与乙炔反应又制得氯乙烯。
3、乙烯氧氯化法：使用乙烯、氯化氢和氧气反应得到二氯乙烷和水，二氯乙烷再经裂解，生成氯乙烯。
副产的氯化氢在回收到氧氯化工段，继续反应。
4、乙烯平衡氧氯化法：是将直接氯化和氧氯化工艺相结合。
乙烯与氯反应生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解产生氯乙烯和氯化氢。
氯化氢与乙烯和氧气反应又生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解再产生氯乙烯和氯化氢。
氯化氢回收后，继续参与氧氯化反应。
进入90年代以后，国外先后开发了一些生产氯乙烯单体的新工艺。
例如开发出不产生水的直接氯化/氯化氢氧化工艺；使用最便宜的乙烷作原料，直接氧氯化生产氯乙烯单体的技术；二氯乙烷/纯碱工艺生产氯乙烯单体的新技术路线等。
二、氯乙烯的聚合在工业化生产氯乙烯均聚物时，根据树脂应用领域，一般采用5种方法生产，即本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、微悬浮聚合和溶液聚合。
1、本体聚合：一般采用“两段本体聚合法”，第一段称为预聚合，采用高效引发剂，在62～75℃温度下，强烈搅拌，使氯乙烯聚合的转化率为8%时，输送到另一台聚合釜中，再加入含有低效引发剂的等量新单体，在约60℃温度下，慢速搅拌，继续聚合至转化率达80%时，停止反应。
本体聚合氯乙烯单体中不加任何介质，只有引发剂。
因此，此法生产的PVC树脂纯度较高，质量较优，其构型规整，孔隙率高而均匀，粒度均一。
各PVC树脂简介new
高聚合度聚氯乙烯（HP-PVC）树脂一简介高聚合度聚氯乙烯（简称HP-PVC）是指平均聚合度在1700（K≥80）以上的聚氯乙烯树脂。
HP-PVC的牌号以平均聚合度分，有2000、2500、3000、4000、和8000等几种，以平均聚合度为2500最常用。
生产方法有悬浮法和乳液法或微悬浮法。
优点：强度高、回弹性好、压缩永久性变形小、耐热、耐寒、耐老化、耐疲劳、抗磨、蠕变性小等，对制品有一定的消光作用。
高聚合度聚氯乙烯树脂（YH2500）采用低温生产工艺，PVC分子链团的结晶相大大提高，分子量的增大使无规分子链间的缠绕点增多，大分子链滑移困难，因而其拉伸强度大、伸长率高，制品硬度随温度变化小，具有橡胶材料的消光性及类似交联结构，手感好。
相比之下，普通PVC软质制品的力学强度偏低，其耐热性、耐寒性、耐久性差，增塑剂易迁移，弹性不足等缺陷，制约了其在高档产品中的应用，YH2500树脂的开发，改进了普通PVC 材料的力学性能尤其是冲击回弹性，压缩永久变形率与磨耗得到良好改进。
使之达到了弹性材料的要求。
HP-PVC用于软制品时使用寿命较长。
K值为95的HP-PVC树脂比通用PVC树脂的增塑剂吸收速度快、吸收量大、密度小，用于轻量化的汽车配件、耐磨耐折的电线电缆、民用鞋底、地板覆层、屋顶卷材等。
HP-PVC压缩回弹性能比通用PVC有明显提高，可作为橡胶的替代品，适用于汽车的弹性体复合物、工业机械垫料和其他弹性部件。
HP-PVC树脂复合物具有良好的抗撕裂性能。
可用于汽车制动装置和加速器踏板敷层及代替具有相同的耐磨损性能的材料，如用做高抗撕裂软膜。
HP-PVC树脂复合物具有较宽的使用温度、较低的脆化温度和优良的耐高温和耐蠕变性能，硬度对温度的依赖性小，可制作耐寒、耐油、耐老化、耐海水等制品，如输送热水或油类介质的耐热管和电缆护套、电器孔塞衬垫。
HP-PVC树脂可用在医学领域，如塑料血袋、输液管等，但要求其不含有毒性物质、溶出性小、生物相溶性好(如溶血性低、抗凝血性好)等,因此要求HPVC树脂在生产过程中不使用有毒助剂(如甲苯、腈基团等),树脂残留VCM含量低,热稳定性高。
pvc生产原理
pvc生产原理
PVC（聚氯乙烯）是一种重要的合成塑料，其生产原理是通过聚合反应将氯乙烯（VC）单体分子连接成长链聚合物。
以下是PVC的生产过程：
1. 氯乙烯制备：氯乙烯是从石油基础化工产品经过裂解或氯化生产的。
主要方法有乙炔法、乙烷氯化法和氯化乙炔法。
其中乙炔法是常用的制备氯乙烯的方法。
2. 聚合反应：将氯乙烯单体加入反应釜中，同时加入过氧化物类或乙酰过氧乙酸类的引发剂，引发剂在加热条件下会分解产生自由基。
自由基与氯乙烯发生链引发反应，将氯乙烯单体分子连接起来形成线性聚合物。
3. PVC颗粒化：聚合反应后的PVC以悬浮液的形式存在于反应体系中。
通过加入棕榈油、硬脂酸等表面活性剂，使聚合物颗粒分散均匀，避免颗粒间的聚集。
4. 脱水和干燥：将悬浮液通过过滤或离心分离，去除大部分的反应剩余物和溶剂。
然后将湿润的PVC颗粒置于干燥室中进行烘干，以去除残余的溶剂和水分。
5. 熔融加工：将烘干后的PVC颗粒通过塑料挤出机或注塑机进行熔融加工，使其变为可塑性良好的热塑性塑料。
在熔融状态下，可以通过挤出或注塑成型，制备出各种形状的PVC制品。
PVC生产的关键在于聚合反应，通过控制反应条件、化学添加剂的选择和控制，可以获得具有不同性能和用途的PVC产品。
聚氯乙烯聚合工艺简介
四、PVC树脂简介
1、外观：白色粉末； 2、分子量：36870～93750； 3、相对密度（比重）：1.35～1.45 4、表观密度：0.40～0.65mg/ml； 5、热容：1.045～1.463J/g.℃（0~100℃）； 6、颗粒直径：通常紧密型树脂30～100μm，疏松性树脂 60～150μm； 7、热性能：85℃以下呈玻璃态，85～175℃呈粘弹态，无 明显熔点，175～190℃为熔融状态，190～200℃属粘流态。 脆化点－50～－60℃，软化点75～85℃，玻璃化转变温度 在80℃左右，＞100℃开始降解出氯化氢，180℃以上开始 快速分解，200℃以上剧烈分解并变黑。
六、原材料性质及标准
VCM中杂质对聚合反应及产品的影响 ① 低沸物的影响 氯乙烯单体中存在的乙炔等低沸物杂质，在聚合反应中能与
自由基反应，生成的内部双键对于PVC树脂的热稳定性有不 良影响。乙炔是活泼的链转移剂，能与长链游离基反应，形 成稳定的ρ-π共轭体系。当乙炔的含量较高时，会降低PVC 树脂的热稳定性。单体中的乙炔杂质还使聚合的反应速度减 慢，树脂的聚合度下将。 ② 高沸物的影响 高沸物将增加PVC大分子的支化度，影响聚合体系的稳定性 和树脂的颗粒形态。高沸物还会影响粘釜和“鱼眼”等。 ③ 单体含水的影响 氯乙烯单体含水，会产生酸性，形成铁离子。铁的存在会减 慢反应速度，使树脂热稳定性变差，产品带色。偏酸会影响 聚合体系的PH值，影响聚合体系的稳定性。
六、原材料性质及标准
1、氯乙烯的物理性质
氯乙烯的分子式为C2H3Cl,结构式为CH2=CHCl,分子量为
62.5,在常温和常压条件下是一种无色有乙醚气味的气体,其 冷凝点为-13.9℃ ,其凝固点为-159.7℃。它的临界温度为 142℃。临界压力为5.22MPa,，因而，尽管它的冷凝点为13.9℃ 但稍加压力就可以得到液体氯乙烯。 ① 氯乙烯的蒸气压 氯乙烯的蒸气压可按下式计算： lgP＝－0.15228－1150.9/T＋1.75 lgT－0.002415T 式中：P —— 氯乙烯的蒸气压，MPa； T —— 温度，K；
【doc】一种新的扩链剂在P—2500高聚合度的PVC树脂生产中的应用
一种新的扩链剂在P—2500高聚合度的PVC树脂生产中的应用贸总公司生产的过滤棉已三个多月了,混合气体含水量仍为0.03左右.远远低于工艺要求的含水量,预计可以使用6～10个月3建避几年来.混合气体脱水效果不好,一直是围扰分厂,车间的一大难题,分厂,车间多次派人到四川,江苏等地调研,监制,但都没有取得较好的效果此次天化天达工贸总公司依托天化多年生产经验和技术优势,研制出新的配方,特制专用过滤棉新产品,并在合成车间试用成功,特建议在同行业推广使用一种新的扩链剂在P一25oo高聚合度PVC树脂l一生产中的应用河南新乡树脂厂郭新杨海波清泉—一,——一下殴;jD摘要总结了一种新扩链剂异氰脲酸三烯酯乳液在高聚合度树脂l,2500生产中的应用.采用该扩链剂可明显提高反应温度,缩短反应时间,聚合更易控制. Iz5oo高聚合度Pvc衙脂与普通PVC树脂相比具有:拉伸强度大,伸长率高,耐疲劳,耐磨耗,耐候性,耐油性,耐寒性.耐溶剂性,耐奥氧性优异,制品硬度随温度变化小,肄有压缩永久变形性,回弹性好等优点.固而具有广阔的应用前景,特别是在"以塑代豫"方面得到了广泛的开发利用.据有关资料介绍,近几年来我国先后已有8家l'Vc生产厂家相继开发生产,河南新乡讨脂厂于l992年3月完成丁P2500 PVC树脂的试生产研究,并投入批量生产. 其产品深受用户好评.但由于采用低温法聚台工艺(控温39.5('～40().其温度控制难度比较犬聚台时间比较K(一般在16个小时五右)严重降低了聚合釜的生产能力,为此我进行丁l25001'VL树脂新生产工艺的歼发研究.经试验.采l罔新型扩链制井峤酸三烯丙酯,可在完全不改变原配方及操作过程的基础上温度在j0(左右聚合,生产出合格的P25O0高聚合度PVC树脂,反应时间缩短至8个小时左右,极大地提高了聚合釜的生产能力.1试验过程13.5m不锈钢釜:7,897m搪瓷釜:】2,3,412主要原辅材料(1)扩链剂:北京水滨科技中心生产,主要性能见表1.(2)其它原辅材料分散剂HIMC65Rr50山东瑞泰分散剂PV AKH～20日本引发剂EHP60天津阻聚液KZ液{o北京永滨科技中心第1剐聚簸乙烯l998正表1扩链剂特性表l】化学靠补脱iL杖慨协可溶.1JJ=贮存最件异氰脲酸三二烯睹乳白色社撕液体"的水乳液可均匀甘敬'j'小溶液po～aoC避光l!===牟13基表配方(见表2)表2基本配方『1VCM软水PV AHIMCEHPKz催碱液【4试验过程在j升小釜试验基础上,进行7m=釜大釜试验操作条件按我厂s(r2型条件,采用传统的加料方式,先将釜内加水然后加入扩链剂乳液,搅拌一下,使之均匀分散于水中,静止一下,再加入其它助剂上釜盖抽真空,加单体,冷搅30分钟,升温至控制温度聚合用量.316458.o]0Oi0.03适i若f2结果与讨论7—3987—397一lO08—4028一{038一llI|9—39a9—39]一3l21—332—3ll11—3_1]3—31]3一业!I一!UnI一!7O{70{70460.80.460480.460480.S10.190{9019U8u.4806(1)由表3可以看出,备釜牯数参差不齐,忽高忽低,据分析可能与加八的扩链制有效戚份量有关,试验中发现由于扩链制在仓库中薛放时间过长.造成同f1芟分离,出现沉降现象,开路加时未摇匀第一大壶(20kg)直接圄入小壶称量直至第一大壶用完才发现上而稀下面稠,由于依次加八的扩链剂有效成倚量逐渐变大f从7—308釜到一_{l0釜)出级域蹿f雩}嘲衄峨缎m啦缱绒诹馘戗缎删剐～一一～～卜行瑁趴趴"耻舯"啪m拼㈨mⅢ兰三三曼～川咖叫㈣一～川一00mO0mmOmm..m.=三¨儿H扣蜘虾【二l_二ml曼蛐第1甥聚乙烯1998生现粘数依次变大如下:7—3987月10日】0:O0进料粘数1j0 22307且10口]0:4O进料粘数1613—3917月10目13:O0进料粘数1718～4027月】0日14;O0进料粘数173 1—3127月tO日18:90进料粘数173 9—3937月10目20:o.进料粘数250嗾部牯稠灌)由于7398釜所加扩链剂最稀,可能造成其粘数鼎低,前面几釜加20kg(剩0.5kg稠液)后.另～壶加时先摇匀后再称,情况有所改善.后面几釜粘数除8—403(257)特别异常外,其余变化不大.基本舍乎委求.大釜加入量基本台适.小釜加入0.】15稍过量.另外从表0可以看出,生产I2500树脂,7m釜扩链剂用量略低于13.5m.釜.这可能与釜的内在结构有关,有待于进一步验证. (2)由表可知,微机控制的13.5m.釜的反应时间大都在8～9小时之间,而人工控制的7m小釜夫部在11小时左右.其原因是两种釜的自身特性不同,造成传热效果不同所至.(3)由表3可以看出,使用该扩链剂树脂的其它指标无不良影响(4)与不添加扩链剂的对比(见表4).表4相同聚合温度的聚合批8—39i8j0.17—3877—399§一3799一JI 由表4对比可以看出:在同一温度下聚台.使用该扩链刺将明显增大PVC树脂的分子量表5不同聚合温度生产P9500树脂由衷5可看出.添加扩链剂可以明显提高P一2500的聚合温度.实现在正常温度下的聚合.从而使反应更易控制,聚台时间比采用低温法明显缩短(j)扩链剂的作用机理浅析扩链剂的分子上有三个双键,这三个双键在聚合时相互不受影响.由于该扩链剂为40的水乳液,在PVC悬浮聚台体系中容易分散.悬浮聚台的氯乙烯油滴为100～200~*, 而每个扩链剂的油滴粒径为1左右,在搅拌情况下,氯乙烯油滴与扩链剂油滴不断碰撞, 每个氯乙烯油滴可获得1000个左右扩链剂的小油滴.在引发剂的作用下氯乙烯及扩链剂发生自由基聚合,由于VC单体浓度远远高于1x10级的扩链剂,围此聚台反应是在VCM之间进行,即主要是均聚反应,均匀分散在VCM相中的极微量扩链剂在一定条件下三个双键各自参加反应,形成具有一定支链度的分子量远大于同温度下VCM均聚物的更高分子量的PVC,控制扩链剂舔加量和聚合温度,即可控制PVC树脂的分子量. 达到在合适的聚台温度下生产P9500树脂而缩短聚合反应时间的目的3结论(1)从试生产的结果看,采用添加适量新型扩链剂异氰啄酸三稀丙酯的方法可以在完全不改变原配方及操作过程的基础上,在温度50C左右聚合,生产出合格的P一2500高聚合度PVC树脂.一17。
聚氯乙烯生产工艺论文
聚氯乙烯生产工艺论文聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）是一种重要的工程塑料，广泛应用于建筑材料、电线电缆、汽车、电子产品等领域。
为了满足市场需求，降低生产成本，提高产品质量，聚氯乙烯的生产工艺也在不断改进和优化。
本文将介绍PVC生产工艺及其工艺优化。
聚氯乙烯的生产工艺主要有乙烯法和氯乙烯法两种。
乙烯法是通过乙烯与氯气在催化剂的作用下发生聚合反应制备PVC。
这种工艺适用于大规模工业生产，可以获得高分子量的PVC，但因为原料成本较高，工艺复杂，对原料纯度要求较高，所以生产成本较大。
氯乙烯法是通过直接氯化乙烯来制备PVC。
这种工艺相对简单，原料易得，生产成本较低。
但是这种工艺得到的PVC具有较低的分子量和较广的分子量分布，产品性能较乙烯法差。
为了优化聚氯乙烯的生产工艺，降低成本，提高品质，除了选择合适的工艺路线外，还需要从以下几个方面进行工艺优化。
第一，原料纯度的提高。
纯度较高的原料可以降低杂质对催化剂的毒性，提高聚合反应的效率，获得质量更好、分子量更高的PVC。
第二，催化剂的选择。
合适的催化剂可以提高聚合反应的速率和转化率，减少副反应的生成，提高PVC的分子量。
第三，反应温度控制。
反应温度对PVC的分子量分布和熔体性能有很大影响。
适当提高反应温度可以增加聚合速率和聚合度，从而获得更高质量的PVC。
第四，聚合反应时间控制。
聚合反应时间过长会导致副反应生成增加，产物质量下降。
合理控制反应时间可以提高反应效果，提高产品的性能。
总结起来，聚氯乙烯的生产工艺涉及到原料选择、催化剂选择、反应温度和时间控制等多个方面。
通过优化和调整这些工艺参数，可以获得高质量的PVC产品，满足市场需求。
PVC的发展历史：从发现到广泛应用
PVC的发展历史：从发现到广泛应用PVC，全名为聚氯乙烯，是一种由氯乙烯单体聚合而成的高分子化合物。
以下是PVC的发展历史：1.早在1835年，美国化学家V·勒尼奥就发现了氯乙烯，并尝试用日光照射氯乙烯生成聚氯乙烯，但这一发现并未引起广泛关注。
2.1872年，另一位化学家Eugen Baumann在实验过程中也发现了聚氯乙烯。
3.20世纪初，俄国化学家Ivan Ostromislensky和德国Griesheim-Elektron公司的化学家Fritz Klatte同时尝试将PVC用于商业用途，但当时未能解决如何加工这种坚硬且有时脆性的聚合物的问题。
4.1912年，德国人Fritz Klatte合成了PVC，并在德国申请了专利，但在专利过期前没有能够开发出合适的产品。
5.1926年，美国B.F. Goodrich公司的Waldo Semon合成了PVC并在美国申请了专利。
Waldo Semon和B.F. Goodrich Company在1926年开发了利用加入各种助剂塑化PVC的方法，使它成为更柔韧更易加工的材料并很快得到广泛的商业应用。
6.1931年，德国法本公司采用乳液聚合法实现聚氯乙烯的工业化生产。
7.1933年，W.L.西蒙提出用高沸点溶剂和磷酸三甲酚酯与PVC加热混合，可加工成软聚氯乙烯制品,这才使PVC的实用化有了真正的突破。
8.英国卜内门化学工业公司、美国联合碳化物公司及固特里奇化学公司几乎同时在1936年开发了氯乙烯的悬浮聚合及 PVC的加工应用。
9.为了简化生产工艺，降低能耗，1956年法国圣戈邦公司开发了本体聚合法。
10.PVC起源于日本三菱化学公司、美国孟山都公司，并于1967年首先由这两家公司开发并销售了这种产品，以高聚合度PVC作为基础树脂，商品名为Sunprene。
这种材料与橡胶相比，具有一系列优异性能，如易再生利用、易成型加工、价格低等优点，因而受到国内外许多厂商的重视。
超高聚合度pvc树脂用途
超高聚合度pvc树脂用途
超高聚合度PVC树脂是一种特殊类型的聚氯乙烯树脂，具有高分子量和高聚合度。
它具有以下用途：
1. 塑料制品：超高聚合度PVC树脂可以用于制造各种塑料制品，如管道、板材、薄膜、电缆绝缘层等。
由于其高聚合度，这些制品具有更好的强度和耐用性。
2. 涂料和涂层：超高聚合度PVC树脂可以用于制造涂料和涂层，用于保护和装饰各种表面。
它可以提供良好的耐候性和耐化学品性能。
3. 印刷油墨：超高聚合度PVC树脂可以用于制造印刷油墨，用于印刷各种材料，如纸张、塑料和金属。
它具有良好的附着性和耐久性。
4. 医疗器械：超高聚合度PVC树脂可以用于制造医疗器械，如输液管、输血管和手术器械。
它具有良好的生物相容性和耐化学性。
总的来说，超高聚合度PVC树脂广泛应用于塑料制品、涂料和涂层、印刷油墨以及医疗器械等领域，其高聚合度使其具有更好的性能和耐久性。
浅谈聚氯乙烯(pvc)的生产工艺与发展状况
浅谈聚氯乙烯（PVC）的生产工艺与发展状况浅谈聚氯乙烯(PVC)的生产工艺与发展状况摘要：聚氯乙烯（PVC）是我国合成材料中高速发展的热塑性合成树脂之一。
本文对聚氯乙烯的生产工艺进行研究,对其生产工艺和应用进行了概述，简单介绍了聚氯乙烯（PVC)在化学工业中的作用和地位，确定了聚氯乙烯的生产工艺。
关键词:聚氯乙烯(PVC)；生产工艺；热塑性；研究；中图分类号:TQ325。
3 文献标识码：A 文章编号：引言: 从上世纪90年代中期以来至2006年底,聚氯乙烯树脂在国内产能已达到一千多万吨/年，位居世界第一；至2012年产能高达两千多万吨。
随着市场经济的不断提高,聚氯乙烯行业也不断研发及引进先进技术,其装置生产实现了规模化与集约化，产品质量提高的同时消耗也在不断降低。
正文：聚氯乙烯（PVC）生产工艺原理聚氯乙烯（PVC）的生产工艺主要方法是氯乙烯的悬浮聚合和乳液聚合.悬浮聚合其操作比较简单，生产的成本也较低，其产品的应用范围十分广泛，例如工业、农业、电力、交通运输等，所以适用于工业中的大规模生产。
当聚合时，采用的是引发剂为油溶性的有机过氧化物类和氧化还原引发体系，当反应时放出大量的反应热。
在聚合反应中存在着较严重的增长链向单体转移，对产物相对分子质量影响最大，链转移可随温度的升高而加快。
当另外加入一些其他成分时，可增强它的耐热性、韧性及延展性能等。
如果增塑剂的加入量达百分之三十至百分之四十时，可制成软质聚氯乙烯,其延伸率比较高，制品相对柔软，而且具有良好的耐蚀性和电绝缘性，时常用于电缆包皮、绝缘层、农业薄膜、工业包装以及日用雨衣等，在当今世上广泛应用的合成材料。
聚氯乙烯（PVC）的发展趋势及工艺状况聚氯乙烯(PVC）是合成树脂中重要的品种，仅次于聚乙烯的第二大通用塑料.国内PVC产能速度非常之快，从2003年年产500万吨到2009年年产量大幅涨到1500万吨，占全球新增PVC产能的90%。
近年来，受大量新增产能投产以及国内需求下降与乙烷基乙烯成本优势等影响，其他国家的PVC出口急剧上升，如美女自2010年PVC出口量已达270万吨,占全球总出口量的60％。
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高聚合度PVC的生产及应用刘容德,王 晶,李长春(中国石化齐鲁股份有限公司树脂研究所,山东淄博255400)[关键词]高聚合度PV C;电缆料;密封条;生产应用[摘 要]介绍了国内外高聚合度聚氯乙烯的生产及应用情况,并通过实例着重介绍了其在电缆料、密封条等方面的应用。
[中图分类号]T Q325.3 [文献标识码]B [文章编号]1009-7937(2005)04-0023-03高聚合度聚氯乙烯(H PVC)树脂是指平均聚合度一般在1700以上或其分子间具有轻微交联结构的PVC树脂,其中以平均聚合度为2500的HPVC 最为常见。
与普通PVC相比,它具有多种优异的性能,如较高的回弹性、较低的压缩永久变形、优异的耐热变形性能、较高的拉伸强度以及优良的耐磨性、抗撕裂性、耐候、耐油、耐热、耐寒、耐臭氧性等,制品硬度随温度变化小,具有橡胶材料的消光性。
适合于作为橡胶替代品用于密封材料、鞋底用料、耐热软管、耐热耐寒电缆料等,是一种具有广阔应用前景的材料。
1 国内外状况HPVC的生产技术最早是由日本开发的,1961年日本吴羽化学公司首先报道了一个生产HPVC 的配方。
日本三菱则采用HPVC制备了聚氯乙烯热塑性弹性体。
孟山都化学公司最早实现了工业化生产,1967年该公司首先开发并销售了这类产品,主要用于取代丁腈橡胶(NBR)和氯丁橡胶(CR),由于初期的H PVC生产及加工技术不成熟,一度影响了HPVC的推广应用。
20世纪80年代,随着人们对HPVC的了解和对成型工艺的掌握,以及合成方法和机械设备的改进,许多厂商对H PVC的开发越来越重视,相继投入大量精力进行研究和开发,如日本电气化学、日产化学、信越化学、住友化学、窒素等公司以及美国Ex xon Chemical和Occidendel Chemi cal等公司陆续推出了超高聚合度或超高分子质量的PVC树脂。
20世纪80年代中期,HPVC在西欧得到了发展,1988年美国和加拿大的两家公司又开发了该树脂,并实现了工业化生产。
20世纪80年代后期,日本的HPVC得到了充分发展,成为世界上最大的生产和销售国。
表1是日本信越公司TK-2500系列产品的基本性能。
表1 日本信越公司TK-2500系列产品的基本性能项目TK-2500L TK-2500H TK-2500R TK-2500W 平均聚合度2250245038004500表观密度/(g cm-3)0.480.480.460.46挥发分/%<0.5<0.5<0.5<0.5粒度(60目)/%>99>99>99>99拉伸强度/MPa18.018.519.520.0断裂伸长率/%425425420420脆化温度/-38-38-39-39压缩永久变形/%59585453撕裂强度/(kN m-1)36374142邵氏A硬度67676971注:配方PVC100份,DOP80份,Ca/Zn复合稳定剂2份,辅助稳定剂3份,CaCO320份。
我国HPVC的开发起步较晚,20世纪80年代后期开始研制。
1987年北京化二股份有限公司开始探索开发H PVC,1990年5月通过北京市技术鉴定,并开始商品化生产;之后,武汉葛店化工厂、哈尔滨化工厂研究所与哈尔滨华尔化工有限公司合作开发HPVC获得成功,成为国内最早生产HPVC的厂家。
目前,我国已有许多厂家开始生产HPVC,如锦化化工(集团)有限责任公司、天津渤海化工(集团)公司天津化工厂、齐鲁石化股份有限公司氯碱厂等。
开发的品种主要有平均聚合度1700、2500、3000、3500、4000等。
有资料称哈尔滨化工厂研究所可提供平均聚合度8000以下、凝胶率60%以下的各类不同聚合度PVC树脂。
我国HPVC的生产情况见表2。
232005年第4期No.4,2005 聚氯乙烯Poly vinyl Chloride加工与应用[收稿日期]2004-09-30[作者简介]刘容德(1968!),男,高级工程师,1989年毕业于青岛化工学院,现于中国石化齐鲁股份有限公司树脂研究所从事PV C树脂改性方面的研究。
表2 我国HPVC生产状况北京化二1990年P2500-1P2500-2P4000哈尔滨华尔H2500A-H2500B-H2500C 锦化集团1991年P2500福建东南电化P2500新乡树脂厂*1992年P2500上海天原SH P2500天津化工厂TH-2500,TH-3000 TH-3500,TH-4000武汉葛店化工厂1989年齐鲁氯碱厂2000年2500*:新乡树脂厂的生产能力为5000t/a。
在生产工艺方面,H PVC树脂的合成以悬浮法为主,其中又分为低温法和扩链剂法,还有内增塑单体共聚法(改性用)。
低温法聚合时间较长,生产效率低,成功的方法则是使用链增长剂,如苯二甲酸二烯丙酯、乙二醇二丙烯酸酯等。
河南新乡树脂厂采用新型扩链剂异氰尿酸三烯丙酯生产平均聚合度为2500的PVC树脂,极大地提高了聚合釜的生产能力,表3是HPVC部分生产牌号及用途。
表3 部分HPVC牌号及用途厂家牌号用途天津化工厂TH-4000TH-3000TH-2500提高了结晶度,热性能及力学性能好,适合加工密封条、鞋料、软管、高温电缆、建材等制品信越公司T K-2500P 适用于各种耐压软管、耐热电缆、高级人造革等电气化学公司SH-400耐热电线、薄膜、人造革住友公司SX-D类橡胶弹性体窒素公司CH-36注塑制品2 高聚合度聚氯乙烯的加工应用情况目前,高聚合度聚氯乙烯用途分配比例大致为:车辆占45%,建筑材料占23%,电线电缆及电器占14%,软管及管路占12%,其他用途占6%;其成型技术与普通PVC无大的区别,同样可使用挤出、注塑、中空、压延等工艺成型,目前所占比例为:挤出70%、注塑21%、中空7%、压延2%。
2.1 HPVC在电线电缆行业中的应用虽然普通PVC电缆料性能可满足105以下一般电线电缆的要求,但其耐寒性、耐油性、低温柔软性、耐磨性、耐热性均较差,且老化后表面光洁度明显变差,不能满足高性能电线电缆的要求,采用HPVC生产的105电缆料性能完全符合GB/T 8815-88∀电线电缆用软聚氯乙烯塑料#标准要求,而且老化前后的强度及伸长率变化小,产品性能好。
如北京电线总厂使用北京化二股份有限公司生产的平均聚合度为2500的PVC树脂研制的105电缆料,性能完全满足要求;无锡塑料造粒厂开发的105 PVC辐射弹性体电缆料耐寒性、耐油性、低温柔软性优越;黄绪棚等用NBR改性HPVC研制成了综合性能优异的水冷型电缆料,拉伸强度为35 M Pa,断裂伸长率为500%,大大超过了标准要求。
表4列出了平均聚合度为2500的PVC树脂与普通PVC树脂用于105电缆料的性能对比情况。
表4 PVC(P2500)与PVC-SG2电缆料性能对比项 目PV C-SG2电缆料PVC(P2500)电缆料20体积电阻率/( cm) 4.7∃1014 4.8∃101495体积电阻率/( cm) 5.1∃1010 1.03∃1011热变形/%2317.7冲击脆化温度(-15)的裂纹数/个702.2 HPVC在密封材料中的应用门窗密封条要求材料具有较高的回弹性,小的压缩永久变形,一定的机械强度,较好的耐老化性及尺寸稳定性,用成本较高的橡胶材料可制备性能良好的密封条,如三元乙丙橡胶,但也存在制品不耐老化、不耐油、不易着色等缺点,且在加工过程中需要硫化,给加工带来一定困难。
HPVC具有良好的回弹性,小的压缩永久变形,具有一定的耐磨性和耐屈挠性,耐寒性优异。
经过改性的HPVC热塑性弹性体性能与EPDM接近,用其制得的橡胶密封条可满足标准要求,产品易着色、耐老化,生产工艺简单且成本较低,废料可重复加工利用,所以是近年来广泛应用的材料。
表5列出了用H PVC制成的密封条与GB7526-87(橡胶)的性能对比。
表5 HPVC门窗密封条性能项目HPV C树脂GB7526-87(橡胶)塑胶条企标邵氏A硬度5860%560%5拉伸强度/MPa9.5>7>8断裂伸长率/%355>350>350脆性温度/-35<-30<-30撕裂强度/(kN/m)25>15拉伸强度变化率/%-10最大-25伸长率变化率/%-8最小-25注:配方HPVC100份,DOP40份,DBP40份,M-5030份,BaSt2 2份,PbSt22份,ZnSt20.5份,石蜡1份,轻质CaCO350份,炭黑3份。
2.3 HPVC在制鞋行业的应用我国制鞋业大多采用传统原料!!!硫化橡胶、PVC鞋料,其性能已不能满足要求,也有用SBS、PU 和改性PVC,但价格较高。
H PVC耐寒性好、有弹性、弯曲疲劳强度大、摩擦系数较大,HPVC在制鞋业中主要用于制造注塑鞋、运动鞋和皮鞋底,用它作原料制成的鞋料性能好,有弹性。
北京化二股份有限公司用平均聚合度为2500的(下转第30页)24筒的弹性弯曲形变和稳固轴承的间隙。
(5)4#辊设计有轴交叉装置,使出料厚度均匀,消除中厚现象。
4#辊同时还装有液压预负荷拉力装置,以消除因上下辊压延力的波动而产生浮动的现象。
(6)每个压延辊独立一组电机和传动装置,使辊与辊之间的速度比可任意调节。
(7)每个压延辊独立配备一套温控系统,控温精度在%1以内。
冷却收卷部分冷却段分为4部分:引出组、压花组、预冷组和冷却组。
引出组有8支引出辊分三组分别传动,并且可升降。
冷却辊一改过去大直径辊为多支小直径冷却辊,预冷辊设5支左右冷却辊,冷却组设9或12支冷却辊,冷却辊又分三组分别传动。
引出辊和冷却辊都是夹套式结构,外圆镀铬精磨,引出辊再喷砂雾面处理。
收卷机和定长切片机都是全自动的,张力、卷长、长度、切断、卷曲都自动执行。
压延成膜和冷却收卷部分全线速度可调,可单调也可联动。
最高生产速度为130m/min。
速度、辊筒温度、辊距、电流和轴交叉数值都在操作台上数显。
还设有机械故障报警和紧急停车等装置。
必要时还可配备测厚装置等,表6为磁卡基片配方。
表6 磁卡基片配方磁卡基片配方质量份PVC(P700)100M BS6~8ACR 1.5~2.5硫醇丁基锡复合物1~1.5稀土稳定剂1复合BaSt2-ZnSt20.6硬脂酸0.5金红石型TiO24轻质CaCO34[参考文献][1]王 林.PVC压延双向拉伸薄膜生产技术[J].塑料科技,2003,(4):21.[2]杨丽庭.改性聚氯乙烯新材料[M].北京:化学工业出版社,2002.[3]卢 鸣.塑料异型材(精华本)[M].北京:化学工业出版社,2003.[编辑:杨 彬](上接第24页)PVC树脂生产的鞋底料流动性较好,满足注射鞋加工工艺条件,制成的皮鞋或中、高档旅游鞋已出口到欧洲。