最新[详细讲解]聚氯乙烯(PVC)型材配方设计和加工工艺ppt课件

2、链增长阶段
H2 C
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CH + H2C
Cl
kp
CH Cl
H2 C
CH
CH2
CH （头-尾）
Cl
Cl
H2 C CH
H C
CH2 （头-头）
Cl Cl
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第四节 聚合反应机理及结构
3、链终止阶段
H2C CH + HC CH2
ktc
Cl
Cl
H2C CH Cl
H CC
H2 Cl
(偶合终止)
H2C CH + HC CH2
ktd
Cl
Cl
H2C
CH2 + HC
C H
Cl
Cl
(歧化终止)
4、链转移 链转移的方向，主要是链自由基向单体的转移，生成单体自由基和一端为双键的终 止了的分子链。单体自由基可再与单体重新进一步的链增长反应。
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第四节 聚合反应机理及结构
二、PVC分子结构 1、分子量与树脂型号
PVC树脂是聚氯乙烯塑料制品的基础。聚氯乙烯树脂由于热稳定性差，加工性 能差，必须添加多种助剂。常用的助剂包括稳定剂、增塑剂、润滑剂、填料等。聚 氯乙烯塑料根据所用的增塑剂量的多少，表现出硬质、软质、甚至是粘稠液体（糊 状）的外观特征，制品种类丰富，应用领域广泛。
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第三节 聚氯乙烯的生产工艺
[详细讲解]聚氯乙烯(PVC) 型材配方设计和加工工艺
第一章 概述
聚氯乙烯（PVC）是上世纪三十年代初实现工业化的高分子材料。从上世纪三十 年代起，在很长的时间里，聚氯乙烯产量一直在世界塑料用量中占居第一位。直到 六十年代后期，PVC树脂用量被聚乙烯超出而退居第二位，但产量仍占塑料总产量 的四分之一以上。
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吹塑瓶，透明片管件
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第四节 聚合反应机理及结构
2、PVC分子的构型、结构 PVC分子链上结构单元的键接方式基本为“头-尾”结构。将PVC分子链人为地摆 成平面锯齿形后，相邻Cl原子多位于平面的两侧——间同立构。但是，有连续8个以 上结构单元连接的长间同序列在整个分子链中占的比例并不大，在长间同序列之间 常夹杂着短间同序列和无规序列。 3、端双键和支链 差不多每条PVC分子链的一段为双键。此外，由于PVC链自由基向大分子链转移造 成PVC分子链上均有少量支链。 聚合温度高时得到的高型号树脂，其分子量较小，端双键和支链相对较多。由于 PVC的降解总是从稳定性较差的端双键和支化点附近开始的，所以高型号树脂的稳 定性要差些。
热空气 喷雾干燥
水蒸气
乳液法是生产糊 树脂的方法，工 产品 艺复杂、成本较 高且树脂质量较 差。
图3 乳液聚合流程
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第三节 聚氯乙烯的生产工艺
4、微悬浮聚合
氯乙烯
水
引发剂 乳化剂 其他助剂
均化
微悬浮聚合 胶乳 单体回收
未聚合氯乙烯 图4 微悬浮聚合流程
热空气 喷雾干燥
水蒸气
产品
5、溶液聚合 溶液聚合时氯乙烯单体在乙酸乙酯、丙酮等各种溶剂中进行聚合。这种方法存在溶 剂回收和使用时氯乙烯单体污染问题，并且生产成本高，故仅适用于特殊用途。
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第四节 聚合反应机理及结构
一、聚合反应机理
1、链引发阶段
I kd 2R·
R + H2C
CH ki
Cl
R CH2 CH Cl
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第二章 聚氯乙烯的降解与稳定
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第一节 聚氯乙烯的降解机理
一、聚氯乙烯降解的引发结构 PVC分子链的基本链节结构是以“头-尾”连接方式组成，然而由于聚合过程中发生 副反应等原因，导致聚合物的链结构在个别部位发生了变化，即产生了结构上的缺 陷。
HH HH
第一节 聚氯乙烯的降解机理
烯丙基氯
Cl
叔碳氯
Cl
大分子内双键
O
H2
C
C
CH
Cl
聚合过程中的氧化
Cl
聚合过程中的支化
在所有已查明的异常结构中，内部的烯丙基氯是最不稳定，依次是叔氯、末端的烯 丙基氯和仲氯。
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第一节 聚氯乙烯的降解机理
二、聚氯乙烯热降解的过程 按不同温度下PVC的降解程度，PVC的典型降解过程可分为以下四个阶段： 第一阶段：185℃以下。在此阶段PVC质量损失很少，力学机械性能基本保持不变 ，但是制品颜色会逐渐由浅变深。 第二阶段：185~375 ℃。这是PVC降解的主要时期。大量的含氯链段吸收一定的能 量以后，以各种方式脱去HCl，并在PVC大分子链上形成一些相邻的多烯链段。 第三阶段：375~500 ℃。PVC在此阶段开始出现一些结构的重整，如交联和芳香化 等过程。 第四阶段：500 ℃以上。在这一阶段，PVC已经完全丧失了基本的物理和化学性能 ，材料完全被破坏。
2、本体聚合
预聚体 种子 后聚合 粗产品
筛分
产品
氯乙烯
引发剂
未聚合氯乙烯 图2 本体聚合流程
本体聚合法工艺流程简单，装置占地面积小，基本无废液排放，废气量少，环境污 染程度轻，产品质量好、纯度高，特别适合透明包装材料和电缆料。
3、乳液聚合
氯乙烯 水
引发剂 乳化剂 种子乳化
乳液聚合
单体回收 未聚合氯乙烯
表1国产悬浮法树脂型号与用途
型号
SG-1 SG-2 SG-3
SG-4
SG-5 SG-6 SG-7 SG-8
平均聚合 温度/℃
48.2 50.5 53.0
56.5
58.0 61.8 65.5
粘数/ηn
154~144 143~136 135~127
126~118
117~107 106~96 95~85 85~75
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HH
引发剂残基
HH HH HH
R C C C C+C
H H n H Cl
Cl
C R' H
R C C C C C C R'
H H n H Cl Cl H
α、β双氯结构
偶合终止
端基不饱和键
H2C CH + HC CH2
ktd
Cl
Cl
歧化终止
H2C
CH2 + HC
C H
Cl
Cl
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K值 聚合度（P）
用途
77~75 75~73 73~71
71~69
68~66 65~63 62~60 59~57
1800~1650 1650~1500 1500~1350
1350~1200
1150~1000 950~850 850~750 750~650
高级电绝缘材料 电绝缘材料，一般软制品 电绝缘材料，农膜，塑料鞋 一般薄膜，软管，人造革，高强度