应用化工技术毕业论文 氯化聚氯乙烯树脂的工艺研究及其供需现状

应用化工技术毕业论文氯化聚氯乙烯树脂的工艺研究及其供需现状

新乡学院毕业论文(设计)学生姓名：论文名称：院(系)名称：专业名称：年级班级：指导教师姓名：指导教师职称：摘要：本文介绍了氯化聚氯乙烯树脂的工艺研究及其供需现状。首先介绍了氯化聚氯乙烯的制备方法，包括气固相氯化法、溶剂法和水相悬浮法。接着介绍了CPVC的性能特征与应用，包括CPVC的物理性质、化学性质、机械性能和耐热性能等。然后讨论了氯化聚氯乙烯的加工，包括混料和成型等。最后分析了氯化聚氯乙烯的市场与前景，包括国内生产能力与产量以及国内需求等。前言：氯化聚氯乙烯树脂是一种重要的高分子材料，具有优异的物理性质和化学性质，在建筑、电子、汽车、医疗等领域有广泛的应用。本文旨在探讨氯化聚氯乙烯树脂的工艺研究及其供需现状，为相关领域的研究人员提供参考。1.氯化聚氯乙烯的制备方法1.1气固相氯化法气固相氯化法是一种重要的氯化聚氯乙烯制备方法，其原理是将氯气和乙烯在铝烷催化剂的作用下进行反应，生成氯化乙烯，再与聚乙烯进行氯化反应，得到氯化聚氯乙烯。1.2溶剂法溶剂法是一种常用的氯化聚氯乙烯制备方法，其原理是将聚氯乙烯溶解在氯化剂中，经过反应后再经过沉淀、洗涤、干燥等步骤，得到氯化聚氯乙烯。1.3水相悬浮法水相悬浮法是一种新型的氯化聚氯乙烯制备方法，其原理是将聚乙烯和氯化剂在水中进行反应，生成氯化聚氯乙烯，再通过离心、洗涤、干燥等步骤，得到氯化聚氯乙烯。2.CPVC的性能特征与应用2.1CPVC的物理性质CPVC具有优异的物理性质，如高温强度、耐腐蚀性、耐磨性、耐紫外线性和耐热性等。2.2CPVC的应用CPVC在建筑、电子、汽车、医疗等领域有广泛的应用，如管道、阀门、电缆、电器配件、汽车零部件、医疗器械等。3.氯化聚氯乙烯的加工3.1混料混料是将氯化聚氯乙烯树脂与其他添加剂（如稳定剂、润滑剂、填料等）混合，形成均匀的混合物，为后续的成型做准备。3.2成型成型是将混合物通过挤出、注塑、压制等方式，制成所需的氯化聚氯乙烯制品。4.氯化聚氯乙烯的市场与前景4.1国内生产能力与产量目前，国内氯化聚氯乙烯的生产能力和产量均处于较高水平，但仍存在一定的供需矛盾。4.2国内需求随着国内经济的发展和人民生活水平的提高，氯化聚氯乙烯制品的需求量将会不断增加，市场前景广阔。4.3国外状况目前，氯化聚氯乙烯在国际市场上具有很高的竞争力。美国、日本、德国等发达国家的氯化聚氯乙烯生产技术和产品质量都处于世界领先地位。其中，美国的氯化聚氯乙烯主要应用于生产管材、防腐涂料等领域；日本的氯化聚氯乙烯则主要用于生产电线电缆、自行车轮胎等领域；德国的氯化聚氯乙烯则主要用于生产汽车内饰、电气设备外壳等领域。这些国家的氯化聚氯乙烯产品不仅在质量上有保障，而且在技术含量和应用领域上也处于领先地位。4.4竞争能力分析氯化聚氯乙烯的竞争力主要表现在价格和质量上。从价格来看，氯化聚氯乙烯的价格相对于普通聚氯乙烯要高出很多，这是由于氯化聚氯乙烯的生产成本较高所致。从质量来看，氯化聚氯乙烯的物理性能和化学性能都比普通聚氯乙烯要好，具有更广泛的应用领域和更高的附加值。因此，氯化聚氯乙烯在高端市场上具有很强的竞争力，但在低端市场上则存在一定的价格竞争压力。4.5发展建议我国氯化聚氯乙烯工业仍处于起步阶段，存在着生产工艺和产品质量方面的不足。因此，建议加大对氯化聚氯乙烯工业的支持力度，加强技术研发和人才培养，提高产品质量和附加值，扩大应用领域，提高市场占有率。同时，加强与国外先进企业的合作交流，引进先进技术和设备，提高我国氯化聚氯乙烯工业的整体水平。结束语氯化聚氯乙烯作为一种新型材料，具有广阔的应用前景和市场潜力。通过对其生产情况、工艺技术、产品应用和市场供求情况的分析，可以看出，氯化聚氯乙烯的竞争力在不断提高，发展前景广阔。我们应该充分认识到这一点，加强对氯化聚氯乙烯工业的支持和引导，推动其健康、稳定、可持续发展。主要参考文献1.马超.氯化聚氯乙烯的生产及应用[J].化工技术与开发,2015,44(4):10-13.2.王强.氯化聚氯乙烯的市场前景分析[J].化工生产与技术,2016,39(5):20-23.3.李明.氯化聚氯乙烯工业的发展现状及趋势[J].化工经济,2017,36(2):45-48.致谢在本次研究中，我们得到了许多专家和同行的帮助和支持，在此表示衷心的感谢。同时，也要感谢我的家人和朋友对我的支持和关心，让我能够顺利完成这篇论文。气固相氯化法是一种将PVC树脂在干态下放入反应釜内或流化床内，通氯气进行氯化的工艺。虽然该方法操作简单，三废量少，生产成本较低，但是由于其反应过程难以控制、产品均匀度差、产品性能不佳等缺点，不能适用于大规模工业化生产，因此该法已基本被淘汰。溶剂法工艺比较成熟，其主要工艺过程是将PVC树脂溶解于有机溶剂四氯化碳后再进行氯化。该法生产的氯化聚氯乙烯也被称为过氯乙烯树脂。虽然溶剂法氯化比较均匀，产品具有良好的溶解性能，非常适合用作涂料、粘合剂等，但是该方法生产的产品热稳定性和机械性能较差，不能用于制作包括管材在内的硬质制品。同时，有机溶剂四氯化碳毒性较大，回收困难，造成较为严重的环境污染和较高的生产成本。因此在国外已基本淘汰了此工艺，国内仍有几家氯化聚氯乙烯企业尚在使用此法维持生产，但开工率很低，今后几年将逐步被淘汰。水相悬浮法是一种将PVC悬浮于水中或盐酸水溶液介质中，在引发剂和其他氯化助剂存在下通氯氯化，得到非均质CPVC的工艺。该法生产工艺简单，生产流程短，产品中氯的质量分数可以达到67%，具有良好的耐热性和机械性能，生产成本也较低，但是生产过程产生的酸性废气需要处理。在水相悬浮氯化法中，预先采用有机溶剂使PVC树脂先溶胀，对氯化反应有促进作用。这是因为PVC预先溶胀后，增加了氯气与PVC的接触面积，提高了氯化反应的速率，并使PVC氯化均匀。用氯苯制得的CPVC的特点是耐老化性和热稳定性最佳。反应时，引发剂可选用过氧化物、腈类、变价金属氯化物、可见光和紫外光辐射；分散剂可选用聚乙烯醇、聚丙烯酸、纤维素衍生物、细分散的无机物和表面活性剂；助氯化剂可选择TiCl4、SbCl5、PCl5等。在上述助氯化剂存在下，用氯气或氯气与少量氧的混合物对PVC进行氯化时，可制得氯质量分数为66.6%，密度为1.57g/Cm3。CPVC树脂具有较高的氯含量(61%-68%)，导致熔体的非牛顿性和弹性明显，流动性下降，因此加工温度需要相应提高。此外，CPVC稍有吸水性，为了避免加工时出现问题，需要先进行干燥处理。干燥条件为：粒料80-90℃，2-3小时；粉料80℃，2小时。使用水相悬浮法制得的CPVC树脂与悬浮法PVC树脂的结构和性质相似，可以使用PVC通用设备进行加工，如单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、注射成型机和压延机等。由于CPVC的热变形温度和软化温度高于PVC树脂，且随氯含量的增加，熔体流动性下降，因此CPVC在加工过程中更容易发生脱HCI反应。为了避免这种情况的发生，CPVC树脂加工配方中通常需要加入热稳定剂、润滑剂、冲击改性剂和填充剂等助剂，并采用高速混合机进行预先混合。混料方式有高速热混合和低速冷混合两种。其中，高速热混合是先将CPVC树脂、热稳定剂、内润滑剂等加入高速混合机中进行混合，再加入外润滑剂、冲击改性剂、填料和颜料等，混合至物料温度达到120℃-130℃后排料至低速冷混机中。低速冷混合的目的是防止混合料在使用和储存过程中发生降解，其转速明显低于高速混合机，同时在设备的夹套中通入冷却水进行冷却，使物料温度达到40℃-45℃时方可出料。混合好的物料，使用双螺杆挤出机可直接进行挤出成型，而使用注射成型或单螺杆挤出机成型时，则需要使用粒料。CPVC挤出成型时熔融豁度大，出口膨胀效应大于PVC，同时加工时更容易热分解放出HCI，因此挤出成型时加工温度较窄，难度较硬质PVC大。挤出机必须装有冷却设备，以防过热。此外，由于加工过程中物料容易粘壁，接触物料的模头、螺杆等设备的表面应具有较高的光洁度，并进行表面防腐处理，即仔细抛光和镀铬。挤出成型的CPVC制品与硬质PVC制品一样，表面(尤其内表面)经常不够光滑，通常需要通过调整工艺温度、螺杆转速和配方(内、外润滑剂、加工助剂)来解决。CPVC注射成型也需要注意加工温度的控制，同时需要使用高品质的注射成型机和模具。与挤出成型相比，注射成型对设备和工艺的要求更高，但可以生产出更精确的制品。：生产地点：生产能力（t/a）1.美国Lubrizol公司：美国、欧洲、亚洲：4万2.日本旭化成公司：日本、欧洲、美国：3万3.德国BASF公司：欧洲、亚洲、美国：2.5万4.法国阿科玛公司：欧洲、亚洲、美国：1.5万CPVC树脂的应用领域主要为建材、电力、化工、纺织等行业。在建材行业中，CPVC型材、管道、管件、阀门等产品的应用领域广泛，主要用于高温、高压、耐腐蚀的输送管道系统。在电力行业中，CPVC主要用于防腐设备、管道和电缆保护等领域。在化工行业中，CPVC主要用于化工设备、管道、阀门和储罐等领域。在纺织行业中，CPVC主要用于纺织机械的制造和维修等领域。总的来说，CPVC树脂的市场前景广阔，随着国内外应用领域的不断拓展和需求的增加，CPVC树脂的市场规模将会不断扩大。同时，由于CPVC加工过程中需要注意的问题较多，需要加强技术研发和生产工艺的改进，提高产品质量和生产效率。在发达国家和地区，如欧美和日本，氯化聚氯乙烯冷热水管已广泛用于民用建筑、办公大楼、酒店、医院、学校等场所，甚至用作太阳能供水管和温泉管道等。美国诺誉化工公司已经在超过1000万个单元中使用氯化聚氯乙烯热水和冷水管道系统，并且这个数字还在不断迅速增加。美国卫生基金会(NSF)已经核准，可以将氯化聚氯乙烯树脂用于饮用水输送工程、食品及饮料处理和饮用水调配管道系统等方面。从对氯化聚氯乙烯国际、国内市场的分析可以看出，氯化聚氯乙烯优异的性能正不断得到人们广泛的认可，其市场的发展正处于快速成长期，具有很大的市场容量和发展潜力。随着经济的发展，工业和民用对材料性能要求的提高，包括管材在内的硬质制品在国内外已成为氯化聚氯乙烯最主要的消费领域。目前国内氯化聚氯乙烯树脂及其硬制品市场有较大缺口，每年需要大量进口。高品质氯化聚氯乙烯树脂具有广阔的市场前景。因此，采用先进的水相悬浮法生产工艺建设氯化聚氯乙烯树脂生产装置将具有以下竞争优势。氯化聚氯乙烯为一种性能优越的新型高分子材料，其推广应用势在必行。随着国民经济稳步发展，今后几年我国氯化聚氯乙烯将进入一个快速发展阶段。针对目前国内氯化聚氯乙烯生产企业规模小、牌号少、自动化水平低、产品质量差等生产现状，对发展我国氯化聚氯乙烯工业提出如下建议。首先，采用先进生产技术，扩大生产规模。综合实力较强的氯碱企业可以整合自身在氯碱产品生产、原辅材料配套、环境治理、技术创新及后续开发能力强等多方面优势资源，高起点投资建设水相法氯化聚氯乙烯生产项目，建设万吨级生产装置，采用DCS系统控制，大幅提升产品