聚氯乙烯生产-聚氯乙烯生产原理

聚氯乙烯产品性能

悬浮法聚氯乙烯树脂是白色的无定形粉末。

聚氯乙烯制品的刚性、硬度及力学性能优异；但聚氯乙烯对光、热的稳定性较差，易发生降解反应，引起制品颜色的变化，变化顺序是：白色→粉红色→浅黄色→红棕色→黑褐色→黑色。聚氯乙烯具有稳定的物理化学性质，不溶于水、酒精、汽油等；在常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50-60%的硝酸和20%以下的烧碱溶液，具有一定的抗化学腐蚀性。绝大多数工业聚氯乙烯树脂的重均相对分子质量在10-20万，数均相对分子质量在4.55-6.4万。聚氯乙烯的品种通用型PVC树脂根据应用范围划分高聚合度PVC树脂交联PVC树脂在氯乙烯单体聚合体系中加入链增长剂聚合而成在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯的交联剂聚合而成由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成悬浮法聚氯乙烯根据聚合方法划分乳液法聚氯乙烯本体法聚氯乙烯溶液法聚氯乙烯产量最大，约占PVC总产量的80%聚氯乙烯的用途应用领域应用实例一般软制品挤出成型可制成软管、电缆、电线等；注射成型可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。薄膜制品压延成型可制得包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具、塑料大棚及地膜等。涂层制品压延成型制得人造革可以用来制作皮箱、皮包、书的封面、沙发、汽车的坐垫、地板革等泡沫制品发泡成型可制得泡沫塑料，用作泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫及防震缓冲包装材料。透明片材压延成型可制得透明的片材，用作薄壁透明容器或用于真空吸塑包装。硬板和板材挤出成型可制得硬管、异型管、波纹管，用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手等。丝状制品聚氯乙烯单丝可用于制作各种绳索、编织窗纱等。其它仿木材料、代钢建材、中空容器等。聚氯乙烯主要质量指标

聚氯乙烯树脂的质量主要以粒度分布、分子量和分子量分布、黏数、K值、平均聚合度、表观密度、孔隙率、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含及粉末自由流动性等性能来表征。

连锁聚合反应是单体经引发后，形成反应活性中心（活性种），单体迅速加成到活性中心上，瞬间生成高聚物的化学反应。连锁聚合反应的定义及分类均裂：2R﹒(自由基)R:R异裂：A+A:B+:B-（阳、阴离子）引发剂I

一般都有弱的共价键，易分解，分解方式有均裂和异裂两种，可以形成三种活性中心。1、活性中心的产生：91.典型的基元反应一般由链引发、链增长和链终止三个基元反应组成，有时也伴随链转移反应。2.快速的形成过程单体只能与活性中心反应，单体之间不能反应，没有中间产物。3.平均相对分子质量与反应时间的关系延长反应时间不能增加聚合物的相对分子质量。连锁聚合反应的特征10通用橡胶氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶丁基橡胶、聚异丁烯自由基聚合配位离子聚合阳离子聚合连锁聚合反应的实际应用11LDPE、PS、PVC、PMMA、PVAc、ABS树脂自由基聚合配位聚合HDPE、PP12

发生连锁聚合反应的单体大致分为三类：连锁聚合反应的单体含碳-碳双键的单烯类01共轭双烯类单体02羰基化合物和杂环化合物0313电子效应（诱导效应、共轭效应）---决定聚合机理的选择性位阻效应---决定单体聚合能力单体的结构决定聚合类型14

带推电子基团的烯类单体使碳碳双键电子云密度增加，有利于阳离子进攻和结合易进行阳离子聚合，

如-R，-OR，-SR，苯基、乙烯基等。★取代基X为推电子基团增大双键电子云密度，易与阳离子活性种结合分散正电性，稳定阳离子1.电子效应对聚合类型的影响15注意：但取代基吸电子性太强时一般只能进行阴离子聚合。如同时含两个强吸电子取代基的单体：CH2=C(CN)2等。★取代基X为吸电子基团降低电子云密度，易与阴离子活性种结合分散负电性，稳定活性中心

由于阴离子与自由基都是富电性活性种，故带吸电子基团的烯类单体易进行阴离子聚合与自由基聚合。如X=-CN，-COOR，-NO2等。16

p电子云流动性大，易诱导极化，可随进攻试剂性质的不同而取不同的电子云流向，可进行多种机理的聚合反应。如苯乙烯、丁二烯等。R+CHH2Cd+d-★

具有共轭体系的单体共轭效应和诱导效应总是同时起作用,当二者对自由基的稳定性影响发生矛盾,共轭效应起主导作用.聚氯乙烯的单体

聚氯乙烯的单体是氯乙烯，又名乙烯基氯(VC)，为无色带乙醚香味的气体，易液化，易发生氧化、加成、聚合等反应，是基本有机化工的重要原料。氯乙烯有毒，长期吸入和接触会引起肝癌。它与空气可形成爆炸混合物，在加压下更易爆炸，贮运时必须注意容器的密闭及氮封，并应添加少量阻聚剂。

聚氯乙烯的单体氯乙烯分子式：C2H3Cl氯乙烯结构式：氯乙烯单体的来源有：

（1）乙烯氧氯化法（2）乙炔电石法（3）混合烯炔法

（4）乙烯直接氯化法（5）乙烯氯化裂解法（1）乙烯氧氯化法(分两步)：工业生产VC的主要方法①乙烯和氯加成反应在液相中进行：CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl②二氯乙烷热裂解生成氯乙烯的反应式为：ClCH2CH2Cl→CH2=CHCl+HCl③乙烯、氯化氢和氧反应生成二氯乙烷。

CH2=CH2+2HCl+1/2O2→ClCH2CH2Cl+H2O

此法的主要优点是利用二氯乙烷热裂解所产生的氯化氢作为氯化剂，从而使氯得到了完全利用。（2）乙炔电石法

①电石与水反应产生乙炔：CaC2+H2O→CH≡CH+Ca(OH)2

②乙炔与氯化氢加成合成氯乙烯：CH≡CH+HCl→CH2=CHCl此法工艺和设备简单，投资低，收率高；但能耗大，原料成本高，并受到安全生产、保护环境等条件限制，不宜大规模生产。（3）混合烯炔法以石油烃高温裂解所得的乙炔和乙烯混合气为原料。①氯化氢选择性地与乙炔加成，产生氯乙烯。CH≡CH+HCl→CH2=CHCl②乙烯与氯气混合，生成二氯乙烷。CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl③二氯乙烷，热裂解成氯乙