聚氯乙烯是一種使用一個氯原子取代聚乙烯中的一個氫原子的高分子材料,是含有少量結晶結構的無定形聚合物。這種材料的結構如下:-(CH2-CHCl)n-。PVC是VCM單體多數以頭-尾結構相聯的線形聚合物。碳原子為鋸齒形排列,所有原子均以σ鍵相連。所有碳原子均為sp3雜化。在PVC分子鏈上存在短的間規(guī)立構規(guī)整結構。隨著聚合反應溫度的降低,間規(guī)立構規(guī)整度提高。聚氯乙烯大分子結構中存在著頭頭結構、支鏈、雙鍵、烯丙基氯、叔氯等不穩(wěn)定性結構、使得耐熱變形及耐老化差等缺點。故作交聯后,可將該類缺點消除。PVC是含有少量結晶結構的無定形聚合物。嵩縣商用PVC廠家
1914年發(fā)現用有機過氧化物可加速氯乙烯的聚合,1931年德國法該公司采用乳液聚合法實現聚氯乙烯的工業(yè)化生產。1933年W.L.西蒙提出用高沸點溶劑和磷酸三甲酚酯與PVC加熱混合,可加工成軟聚氯乙烯制品,這才使PVC的實用化有了真正的突破。英國卜內門化學工業(yè)公司、美國聯合碳化物公司及固特里奇化學公司幾乎同時在1936年開發(fā)了氯乙烯的懸浮聚合及 PVC的加工應用。為了簡化生產工藝,降低能耗,1956年法國圣戈邦公司開發(fā)了本體聚合法。1983年,世界總消費量約11.1Mt,總生產能力約17.6Mt;是*次于聚乙烯產量的第二大塑料品種,約占塑料總產量的15%。中國自行設計的 PVC生產裝置于1956年在遼寧錦西化工廠進行試生產,1958年3kt裝置正式工業(yè)化生產,1984年產量530.9kt。偃師商用PVC批發(fā)聚氯乙烯(Polyvinyl chloride),英文簡稱PVC。
氯乙烯單體應盡可能從樹脂中抽除。作食品包裝用的 PVC,游離單體含量應控制在1ppm以下。聚合時為保證獲得規(guī)定的分子量和分子量分布范圍的樹脂并防止爆聚,必須控制好聚合過程的溫度和壓力。樹脂的粒度和粒度分布則由攪拌速度和懸浮穩(wěn)定劑的選擇與用量控制。樹脂的質量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表觀密度、孔隙度、魚眼、熱穩(wěn)定性、色澤、雜質含量及粉末自由流動性等性能來表征。聚合反應釜是主要設備,由鋼制釜體內襯不銹鋼或搪瓷制成,裝有攪拌器和控制溫度的傳熱夾套,或內冷排管、回流冷凝器等。為了降低生產成本,反應釜的容積已由幾立方米、十幾立方米逐漸向大型化發(fā)展,比較大已達到200立方米(釜式反應器)。聚合釜經多次使用后要除垢。以聚乙烯醇和纖維素醚類等為懸浮穩(wěn)定劑制得的 PVC一般較疏松,孔隙多,表面積大,容易吸收增塑劑和塑化。
乳液聚合法:**早的工業(yè)生產 PVC的一種方法。在乳液聚合中,除水和氯乙烯單體外,還要加入烷基磺酸鈉等表面活性劑作乳化劑,使單體分散于水相中而成乳液狀,以水溶性過硫酸鉀或過硫酸銨為引發(fā)劑,還可以采用“氧化-還原”引發(fā)體系,聚合歷程和懸浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化穩(wěn)定劑,十二烷基硫醇作調節(jié)劑,碳酸氫鈉作緩沖劑的。聚合方法有間歇法、半連續(xù)法和連續(xù)法三種。聚合產物為乳膠狀,乳液粒徑0.05~2μm,可以直接應用或經噴霧干燥成粉狀樹脂。乳液聚合法的聚合周期短,較易控制,得到的樹脂分子量高,聚合度較均勻,適用于作聚氯乙烯糊,制人造革或浸漬制品。乳液法聚合的配方復雜,產品雜質含量較高。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統(tǒng)稱之為氯乙烯樹脂。
本體聚合法:聚合裝置比較特殊,主要由立式預聚合釜和帶框式攪拌器的臥式聚合釜構成。聚合分兩段進行。單體和引發(fā)劑先在預聚合釜中預聚1h,生成種子粒子,這時轉化率達8%~10%,然后流入第二段聚合釜中,補加與預聚物等量的單體,繼續(xù)聚合。待轉化率達85%~90%,排出殘余單體,再經粉碎、過篩即得成品。樹脂的粒徑與粒形由攪拌速度控制,反應熱由單體回流冷凝帶出。此法生產過程簡單,產品質量好,生產成本也較低。PVC樹脂是一個極性非結晶性高聚物。
在實際應用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對熱和光的穩(wěn)定性。洛寧耐用PVC批發(fā)
分子量隨聚合溫度的降低而增加,無固定熔點,80~85℃開始軟化,130℃變?yōu)檎硰棏B(tài)。嵩縣商用PVC廠家
所以聚氯乙烯在塑料中的比重雖有下降,但仍保持了較高的增長速度。聚氯乙烯塑料制品應用非常***,但在七十年代中期,人們認識到聚氯乙烯樹脂及制品中殘留的單體氯乙烯(VCM)是一種嚴重的致*物質,無疑在一定程度會影響聚氯乙烯的發(fā)展。不過人們已成功地通過汽車等途徑降低殘留的VCM,使聚氯乙烯樹脂中VCM會含量小于10ppm,達到衛(wèi)生級樹脂要求,擴大了聚氯乙烯的應用范圍。甚至可使樹脂中的VCM含量小于5ppm,加工后殘留的VCM極少。對人體基本無害,可用作食品藥包裝和兒童玩具等。嵩縣商用PVC廠家
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