聚氯乙烯的生产工艺和基础知识

1、.PVC 的生产工艺聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。有悬浮聚合法、 乳液聚合法和本体聚合法， 以悬浮聚合法为主， 约占 PVC 总产量的 80左右。单体的来源：乙烯法、石油法和电石法。我国的方法：主要还是电石法。树脂的质量以粒度和粒度分布、 分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。（ 1）悬浮聚合法 使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些微滴中进行，聚合反应热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要加入悬浮稳定剂，如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。引发剂多采用有机

2、过氧化物和偶氮化合物，如过氧化二碳酸二异丙酯过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。 聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。然后流入混合釜，水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。（ 2）乳液聚合法 最早的工业生产PVC 的一种方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外， 还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而成乳液状，以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，还可以采用“氧化 -还原 ”引发体系，聚合历程和悬浮法不同。 也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂，十二烷基硫醇作调节剂，碳酸氢钠作缓冲剂的。聚合方法有间歇法

3、、半连续法和连续法三种。聚合产物为乳胶状，乳液粒径0.05 2m，可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短，较易控制， 得到的树脂分子量高，聚合度较均匀，适用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸渍制品。（ 3）本体聚合法 聚合装置比较特殊， 主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。聚合分两段进行。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h，生成种子粒子，这时转化率达8 10，然后流入第二段聚合釜中，补加与预聚物等量的单体，继续聚合。待转化率达85 90，排出残余单体，再经粉碎、过筛即得成品。树脂的粒径与粒形由搅拌速度控制， 反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单， 产品质量好，

4、 生产成本也较低。PVC 发明小故事一些德国企业认为乙炔气是一个很大的市场，就投资制造了大量的乙炔气。可就在大量的乙炔被生产出来时，新型发电机被发明了。随之而来的是电价的大幅度下降，从此再没有人用乙炔气灯了。这样一来，大量的乙炔气就没用了。PVC 的发明过程很有意思。这要.从 100 多年前的德国说起 当时电的价格很贵，照明用灯是一般是用乙炔气为燃料的。为了利用这些乙炔气，在1912 年的时候，有一个叫Fritz Klatte 的德国化学家，将乙炔与盐酸反应得到了氯乙烯。他把得到的氯乙烯放在实验室的架子上，过了一段时间， 发现氯乙烯聚合了。聚氯乙烯就这样被发明了。遗憾的是，当时他并不知道聚氯乙

5、烯有什么用处，虽然他所在的公司(Greisheim Electron)将聚氯乙烯这种材料在德国申请了专利，但直到1925 年专利过期，他们也没有想出聚氯乙烯有什么用途。然而就在一年后，即1926 年，美国化学家，Waldo Semon，又一次独立地发明了聚氯乙烯，而且发现这种材料具有优良隔水性能，非常适合做浴帘。于是，Semon 和他所在的公司将聚氯乙烯在美国申请了专利， 就这样 PVC 开始被大量生产应用。PVC 的特性玻璃化温度 : 85 . 熔点 : 130 。无定型态密度(25): 1.385 g/cm3 。晶体密度 (25 ): 1.52 g/cm3 。生产的 PVC 分子量一般在

6、5 万 12 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510kJ m2。有优异的介电性能。 PVC 为无定形结构的白色粉末， 支化度较小。 但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。加工时对热的稳定性比较差。PVC 很坚硬，溶解性也很差。只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中。刚性 PV

7、C 是使用最广泛的塑料材料之一。PVC 材料是一种非结晶性材料。PVC 材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。PVC 材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。.PVC 对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。PVC 在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数，如果此参数不当将导致材料分解的问题。PVC 的流动特性相当差， 其工艺范围很窄。 特别是大分子量的PVC 材料更难于加工 （这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC

8、 材料。PVC 的收缩率相当低，一般为0.20.6%。改性 PVC 的主要品种（ 1）氯乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物 ：制造塑料地板、涂料、薄膜、压塑制品、唱片及短纤维等 。（ 2）氯乙烯 - 偏二氯乙烯共聚物 ：这种共聚物制得的薄膜无毒、透明，具有极低的透气性与透湿性， 是极好的食品包装材料。 这种共聚物也是一种优良的防腐蚀材料。 由其制造的纤维称偏氯纶，可做渔网、座垫编织物和化工滤布等。（ 3）丙烯 - 氯乙烯或乙烯氯乙烯共聚物 : 丙烯含量约 10的共聚物，用于吹塑成型和注射成型等。与氯乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物相比，加工温度较低、且与热分解温度间隔大，熔体流动性好，无毒，透明可制透明度高的薄

9、膜、容器等。（ 4）氯乙烯接枝共聚物：以乙烯 - 醋酸乙烯酯树脂为基材的氯乙烯接枝共聚物，具有优良的耐冲击性、耐气候性和耐热性，适于作室外用建筑材料。（5）氯化聚氯乙烯：PVC 经氯化而得的一种热塑性树脂，俗称过氯乙烯，简称CPVC ，含氯量 61 68，氢原子没有全部被氯取代。白色或淡黄紫色粉末，溶解性比聚氯乙烯好，能溶于丙酮、氯苯、二氯乙烷和四氯乙烷，耐热性比聚氯乙烯高20 40，耐寒性比聚氯乙烯约低25，不易燃烧，耐气候、耐化学药品及耐水性均优。可以用挤出法生产管材，主要作热水上水管使用。氯化聚氯乙烯的溶液有良好的粘合性、成膜性和成纤性，可用于胶粘剂、清漆和纺丝。胶粘剂主要用于粘接PVC

10、 板及其制品。清漆的漆膜能耐腐蚀、柔软、耐磨且剥离强度高。用它纺成的丝称过氯纶，对酸、碱、盐皆稳定，适于作耐化学腐蚀的滤布、工作服、筛网、渔网和运输带等。.PVC 的应用（ 1） PVC 的应用一般软制品。 利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等；利用注射成型机配合各种模具，可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。（ 2）PVC 的应用薄膜。 PVC 与添加剂混合、塑化后，利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜，用这种方法加工的薄膜，称压延薄膜。也可以将软PVC 粒料，利用吹塑成型机吹制成薄膜，这称为吹塑薄膜。薄膜上可以印花(如包装装潢图案和商标等)。薄膜用途很广，可以通过剪裁，

11、热合加工成包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以供温室、 塑料大棚及地膜之用。经双向拉伸的薄膜，有受热收缩的特性，可用于收缩包装。（ 3）PVC 的应用涂层制品。有衬底的人造革是将PVC 糊涂敷于布上或纸张上，然后在 100以上塑化而成。也可以先将PVC 与助剂压延成薄膜，再与衬底材料加热压合而成。无衬底的人造革则是直接由压延机压延成一定厚度的软质薄片，再压上花纹即成。人造革可以用来制作皮箱、皮包、书的封面、沙发及汽车的座垫等。还有地板革，用作建筑物的铺地材料。（ 4）PVC 的应用泡沫制品。软质 PVC 混炼时，加入适量的发泡剂作成片材，经发泡成型为泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、

12、凉鞋、鞋垫、坐垫、及防震缓冲包装材料。也可用挤出机挤出成低发泡硬 PVC 板材和异型材，可代替木材使用，是一种新型的建筑材料。（ 5）PVC 的应用透明片材。 PVC 中加冲击改性剂和有机锡稳定剂，经混合、塑化、压延而成为透明的片材。 利用热成型可以作成薄壁透明容器或用于真空吸塑包装， 是优良的包装材料和装饰材料 如月饼包装盒。（ 6）PVC 的应用糊制品。将 PVC 分散在液体增塑剂中，使其溶胀塑化而成增塑溶胶，通常用乳液或微悬浮树脂，还需加稳定剂、填料、着色剂等，经充分搅拌，脱气泡后，配成PVC 糊，再用浸渍、浇铸或搪塑等加工成各种制品。如衣架、工具手柄、圣诞树等。（ 7）PVC 的应用硬

13、管和板材。PVC 中加入稳定剂、润滑剂和填料，经混炼后，用挤出机可挤出各种口径的硬管、异形管、波纹管， 用作下水管、 引水管、 电线套管或楼梯扶手。将压延好的薄片重叠热压，可制成各种厚度的硬质板材。板材可以切割成所需的形状，然后利用 PVC 焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。（ 8） PVC 的应用其它。门窗由硬质异形材料组装而成。在有些国家已与木门窗、铝窗等共同占据门窗的市场；仿木材料、代钢建材（北方、海边） ；中空容器；油瓶、水瓶（已经被 PET、 PP 代替）。PVC 的应用概述.聚氯乙烯是用途最广泛的通用塑料之一。 PVC 具有很好的隔水性，所以被广泛用于制造水管， 浴帘；此外 PVC 具有阻燃性能， 因为在燃烧时， PVC 会释放出抑制燃烧的氯原子。供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等。仿木材料、代钢建材。1.化工设备：管道、贮槽、反应器及反应器衬里、烟囱、鼓风机、泵及阀门。2.建 筑：墙纸