聚氯乙烯材料学

一

.聚

氯

乙

烯结

构

简

式

：[-

cH2

—-CHC1-]n材料性质Polyvinyl

chloride:密度1380

kg/m3杨氏弹性模量(E)2900-3400拉伸强度(ot)50-80

MPa

熔

点

2

1

2

℃导热率(λ)0.16

W/m.K热容

(c)0.9

kJ/(kg·K)热膨胀系数(α)810-5

/KMPa聚氯乙烯具有阻燃(阻燃值为40以上)、耐化学药品性高(耐

浓盐酸、浓度为90%的硫酸、浓度为60%的硝酸和浓度20%

的氢氧化钠)、机械强度及电绝缘性良好的优点。但其耐热性

较差，软化点为80℃,于130℃开始分解变色，并析出HCI。具有稳定的物理化学性质，不溶于水、酒精、汽油，气体、

水

汽渗漏性低；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

；

对

盐

类

相

当

稳

定

，

但

能

够

溶

解

于

醚

、

酮

、

氯

化

脂

肪烃

和芳香烃等有机溶剂二

.聚

氯

乙

烯

物

理

和

化

学

性

质稳定；不易被酸、碱腐蚀；对热比较耐受三黑然三

.聚

乙

烯

的

分

类1.根据应用范围不同，

PVC可分为：1).通用型PVC树脂：由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的2).高聚合度PVC树脂：指在氯乙烯单体聚合体系中加入链增

长剂聚合而成的树脂3).交联PVC树脂：在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯

的交联剂聚合而成的树脂编号比较项目X

J

型SG型1表

观

密

度

/(

g

/

m

l

)0.55～0.70.4～0.552粒子直径/μm30～10050～1503水萃取液电导率/(S·cm-1)5～10×10-51～4×10-54鱼眼及晶点多少5白

度

/

%一

般

在

7

0

%

左

右70～866粒子显微镜观察呈玻璃球或冰糖屑，表面光滑呈棉花状，表面毛糙不规则7“细胞”结构一般呈单细胞一般呈多细胞8次级粒子间孔隙几乎无孔隙有较大孔隙2.在聚氯乙烯悬浮聚合过程中，选取不同的悬浮分散

剂

，可得到颗粒结构和形态不同的两类树脂：SG-

疏松

型

(

“棉

花

球

”

型

)

.XJ-

紧

密

型

(

“

乒

乓

球

”

型

)

树脂XJ

型

和SG

型

PVC

树

脂

性

能

比

较编号比较项目XJ型SG型1吸

收

增

塑

剂6

%

～

1

3

%

,

吸

收

慢1

3

%

～

1

5

%

,

吸

收

快2捏合溶胀在

增

塑

剂

中

溶

胀

起

点

及

终

点

温

度

较

高

，

捏

合

溶

胀

速

度

慢起

点

与

终

点

温

度

都

可

低

2

0

°

C

左

右

，

捏

合

溶

胀速度快3捏

合

料

输

送料

细

易

结

团

粘

壁干

而

松

，

不

易

粘

壁

，

输送量大4挤

出

机

加

料流

动

性

差

，

易

架

桥流

动

性

好

，

进

料

快5塑化性能塑

化

慢

，

易

存

在

未

塑

化的生料塑

化

快

，

温

度

可

低5

～

1

0

°

C

,

不

易

结

焦

，

可

减

少

清

理

损

失6制

品

综

合

质

量电

绝

缘

性

、

热

老

化

性

能

较

差

，

制

品

表

面

一

般

比

较

粗

糙

，

色

泽

不

鲜艳电

绝

缘

性

、

热

老

化

性

能

较

好

，

制

品

表

面

光

滑

，

色

泽

鲜

艳

，

易

保证

白

度

及

透

明

度

等

要

求XJ

型

和SG

型

PVC

树

脂

加

工

性

能

比

较四

.聚

乙

烯

的

用

途1.聚氯乙烯异型材型材、异型材是我国PVC

消费量最大的领域，约占PVC

总消费量的25%左右，主要用于制作门窗和节能材

料，目前其应用量在全国范围内仍有较大幅度增长。在

发达国家，塑料门窗的市场占有率也是高居首位，如德

国

为

5

0

%

,

法

国

为

5

6

%

,

美

国

为

4

5

%

。2.聚

氯

乙

烯

管

材在众多的聚氯乙烯制品中，聚氯乙烯管道是其第二大消

费领域，约占其消费量的20%左右。在我国，聚氯乙烯管较PE

管和PP

管开发早，品种多，性能优良，使用范围广，

在市场上占有重要位置。3.聚

氯

乙

烯

膜PVC膜领域对PVC的消费位居第三，约占10%左右。

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，用这种方法加工薄膜，成为压延薄膜。也可以通过剪裁，热合加工包装袋、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，所受热收缩的特性，可用于收缩包装

。4.PVC

硬材和板材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、异型管、波纹管，用作下水管、饮

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。5.PVC

一

般

软

质

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

。6.聚氯乙烯包装材料聚氯乙烯制品用于包装主要为各种容器、薄膜及硬片。PVC

容器主要生产矿泉水、饮料、化妆品瓶，也有用于精制

油的包装。

PVC膜可用于与其它聚合物一起共挤出生产成本

低的层压制品，以及具有良好阻隔性的透明制品。聚氯乙烯

膜也可用于拉伸或热收缩包装，用于包装床垫、布匹、玩具

和

工

业

商

品

。7.聚氯乙烯护墙板和地板聚氯乙烯护墙板主要用于取代铝制护墙板。聚氯乙烯地板

砖中除一部分聚氯乙烯树脂外，其余组分是回收料、粘合

剂、填料及其它组分，主要应用在机场候机楼地面和其它

场所的坚硬地面。8.聚氯乙烯日用消费品行李包是聚氯乙烯加工制作而成的传统产品，聚氯乙烯

被用来制作各种仿皮革，用于行李包，运动制品，如篮球、

足球和橄榄球等。还可用于制作制服和专用保护设备的皮

带。服装用聚氯乙烯织物一般是吸附性织物(不需涂布),

如雨披、婴儿裤、仿皮夹克和各种雨靴。聚氯乙烯用于许多体育娱乐品，如玩具、唱片和体育运动用品，目前聚氯

乙烯玩具增长幅度大，由于聚氯乙烯玩具和体育用品生产

成

本

低

，

易

于

成

型

而

占

有

优

势

。到

下

游

依

次

为I、

Ⅱ、②未

完

全

框

起

的

均

为

加

工

中

间

产

品

，很

少

贸

易流通。乙块注：①

产

业

链

层次

：上游IIIIIITy某

原III

、IV

和V:基

基轻

油烯二氧乙坭氧化氢L十

石

东

石红乙九看是

乙

希原盐禁翻病

炭屯

石化

工签

换填

Ⅱ地口十子水乙型号用途XJ-1SG-1高

级电缆

绝

缘

层、

保

护

层SG-2SG-3电缆、电线

绝

缘

层、

保

护

层

及

氯

纶

纤

维

等

软

制品、

蓄电

池隔

板XJ-3SG-4薄膜

(农

膜、雨衣、战

备

物资

及

工

业

包

装

)、软

管、

鞋

料、人

造

革

底

层XJ-4SG-5硬管、

硬

片、

透明

瓶、

包

装

硬

软

片

及

塑

料印

花

纸XJ-5SG-6硬板、唱

片

、

管

件

、

焊

条

、

沙

管

、

玩

具

、

透明

硬

片XJ-6SG-7过氯乙

烯

树

脂

及

注

塑

加

工

制品SG-8唱片、型

材、

家电

壳

体、

食品

包

装

及替

代

有

机

玻

璃

制品补充：XJ

型和SG

型各牌号聚氯乙烯的主要用途五

.聚

氯

乙

烯

的

生

产

方

法反应方程式

氯

乙

烯

聚氯乙烯1.按聚合压力可以分为：高压法、中压法、低压法；2按介质来分可以分为：淤浆法、溶液法、气相法。3.主要生产工艺：目前世界上拥有聚乙烯技术的公司很多，拥有LDPE

技术的有7家，

LLDPE

和全密度技术的企业有10家，HDPE技术的企业有12家。从技术发展情况来看，高压法生产的LDPE是PE树脂生产中技术最成熟的方法，釜式法和管式法工艺技术均已成熟，

目前这两种生产工艺技术同时并存。国外各公司普遍采

用

低

温

高

活

性

催

化

剂

引

发

聚

合

体

系

，

可

降

低

反

应温度和压力。目前世界上主要应用的聚乙烯生产技术共用11种

我国的PE

生产工艺有8种。(

1

)

高

压

管

式

和

釜

式

反

应

工

艺(2)三井化学低压淤液法CX

工艺(3)BP气

相

法Innovene

生

产

工

艺(4)雪佛龙-菲利蒲斯公司双环管反应器LPE

工艺(5)

北

欧

化

工北星

(Bastar)双

峰

工

艺(6)低压气相法Unipol

工艺(

7)巴赛尔聚烯烃公司Hostalen

工艺(8)Sclartech

溶液法生产工艺,六

.干

燥

设

备

的

选

用1.干燥器选用：喷雾干燥器2.选用喷雾干燥器原因：1)、干燥进行迅速(一般不超过30秒钟),虽然干燥介质

的温度相当高，但物料不致发生过热现象；2)、干物料已经

呈

粉

末

状

态

，

可

以

直

接

包

装

为

成

品

；3.喷雾干燥器的原理：当料液被送到高速放置雾化器圆盘上，受到离心力的作用。

料液在雾化器旋转面上向四周迅速伸展为薄膜，并不断地加速向雾化器圆盘边缘运动，离开雾化器圆盘边缘时

，料液膜被雾化成雾滴，雾滴的大小与圆盘旋转速度和加料量有关，通常旋转圆盘边缘线速度达60米/秒以上。旋转雾化

器加料要均匀，不能忽多忽少。4.喷雾干燥器的特点：1.

干

燥

速

度

快2.在恒速阶段液滴的温度接近于使用的高温空气的湿球温度物料不会因高温空气影响其产品质量，产品具有良好的分散型，

流

动

性

和

溶

解

性3.生产过程简，单操作控制方便，容易实现自动化。4.由于使用空气量大，干燥容积变大，容积传热系数较低。5.防止发生公害，改善生产环境。6.适于连续大规模生产。七

.

干

燥

操

作

条

件

和

空

气

消

耗

量1.干

燥

操

作

条

件

：以热空气为干燥介质，初始湿度H₁为0.005kg

水/kg

的绝2.空

气

消

耗

量

：G₁=4x107/(3600x24)=463kg/h湿基含水量换算为干基含水量，即X1=0.04/(1-0.04)=0.0417(kg

水/kg

绝干气)X2=0.002/(1-0.002)=0.002(kg

水/kg

绝干气)干气，离开干燥器时湿度H₂

为0.04kg

水/kg

绝干气进入干燥器的绝干物料量：Gc=G₁(1-0.04)=444.5(kg绝干气/h)水分蒸发量：W=Gc(X₁

-X₂)=444.5x(0.0417-0.002)=17.6(kg水

/h)空气消耗量：L=W/(H₂-H₁)=17.6/(0.04-0.005

)=503(kg

绝干气/h)原

湿

空

气

消

耗

量

：L=L(1+H1)=503x(1+0.005)=506(kg

原空气/h)八.选配风机1.选配风机：喷雾风机型

式

：

该

机

有

固

定

式

(

0

3

8

-

1

1

型

)

和

移

动

式

(

0

3

8

-

1

2型

)

两

种结构。主

要

规

格

：

8

-

2

0全压(Pa):100-500流

量(m3/h):11160-182500功率(KW):2.2-37移

动

式(038-12型)固

定

式

(038-11型)叶轮直径(mm)500电

动

机

功

率(kW)0.75叶片数4流

量

(

m

3

/

h

)10800叶片安装角35°全

压

(

p

a

)150转速(r/min)1450(

外

形

尺

寸

)

h×中960×中5002.结

构由叶轮、风筒、后导流器、喷雾装置及支架等部分组成，

采用新型叶轮，高性能后导流器和新型电机支持结构

，风机

效

率

高

，

风

机

效

率

高

，

成

雾

稳

定

，

雾

量

调

节

范

围

大操

作

简

易

，

使用方便，雾滴直径均匀。雾滴直径90%以上小于0.1mm,用

水量在20～50

kg/h,

水源要求清洁，但不要求压力。九

.喷

雾

干

燥

器

的

操

作

规

程1、

开机前，请确认水、气、电已满足设

备要求；请再次确认所有紧固件已收紧，

检

查

门

已

关

紧

。2、

开冷却循环水，开总控制电源(位于墙

上

)

,及控制电柜左上角开关，开启冷冻

机

。3、

准备往系统注入氮气：检查三个阀门，V

-

3

(

关

)

、

V-2

(

关

)

、V-4

(

开

)

。4、

将氮气分压关闭，开总阀，然后将分压调至

0.4MPa。5、

系

统

内

导

入

氮

气

：V-101

(

开

)

,V-102

(

开

)

,V-1

0

3

(

开

得

较

小

)

,V-106

(

开

得

较

小

，

使

其

流

量

在

0

.

5

左右

)

,

调

节V-102

与

V-103

间

的

三

联

过

滤

器

，

使

其

压

力

在0.1MPa,V-104

(

开

得

较

小

，

压

力

在0.1

MPa

左右)。6、

至

氧

气

浓

度

低

于

规

定

的

浓

度

(

3

%

)

时

，V-103

(

关

),V-2

(

开

)

,V-4

(

关

)

,

然

后

启

动

循

环

风

机

5

-

1

0

分

钟

，使氧气浓度维持在3%(系统不漏气)。7、

开启雾化器(频率为0HZ),开启电加热，开供料泵，

开蠕动泵(温度未达到设定值时，不得供料)

,

当温度达到100℃后(设定温度在100℃以上),调节雾化器频率至30

-40HZ。8、

当热风入口温度达到已设定温度并稳定时，将雾化器的频率

慢慢调制50HZ

。开启蠕动泵，喷溶剂，使出口温度达到设定值

并

稳

定

(

此

时

可

观

察

溶

剂

是

否

喷

出

，

出

口

温

度

的

变

化

情

况

)

。9、

当入口温度与出口温度达到设定值时，迅速将溶剂切换至原料液。并调节雾化器旋钮至规定转速。10、

喷料完毕后，将原料液切换至溶剂，并且雾化器频率调

至50HZ,

并喷雾10分钟左右，此后供料泵关闭，电加热关

闭(此时关闭氮气)

,慢慢减速雾化器转速至20HZ左右。当进口温度降到90℃关闭可燃气体开关，关闭冷冻机开关，并

用

空

气

置

换

系

统

内

氮

气

(

开V-3,

关

V-2,

开

V-4),雾化器在温度为90℃以下时可关闭，循环风机在温度为60℃

以

下

时

可

关

闭

。11、

当控氧仪氧气浓度达到21%后

，可开检查门，并清理物料

。12、

关闭电源及氮气各个分流阀。十

.喷

雾

干

燥

器

常

见

故

障

及

处

理

方

法出现干燥不良的问题时，应从以下三方面来发现问题。1、

干燥器状况检查干燥器时，特别要注意空气过滤器和软管。被堵塞的过滤器或压扁的软管会降低气流，从而影响干燥器的运行

；损坏的过滤器会污染干燥剂，抑制它的吸湿能力；破裂的软

管可能将潮湿的环境空气引入干燥气流中，引起干燥剂过早

地吸湿和高露点；保温措施不良的软管和干燥料仓也会影响

干燥温度。2、

干燥气路在干燥气路中，应当在料仓入口处检测干燥温度，以便

补偿干燥器在软管中的热损失。料仓入口处的空气温度低，

可能是由于控制器的调节不当和缺少保温层，或者是加热器

元件、加热器电流接触器、热电偶或控制器出现了故障。此外，监测整个干燥过程中各处的干燥温度、观察干燥剂更换时的温度波动情况也很重要。如果物料从干燥器出来后没有得到适当的干燥，则应检查干

燥料仓是否有足够大的空间以提供充分有效的干燥时间。有效

的干燥时间是指颗粒实际暴露在适当的干燥温度和露点中的时

间。如果颗粒在料仓中的停留时间不够，就得不到适当的干燥。

所以，应注意颗粒料或破碎料的大小和形状，它们会影响干燥

料的堆积密度和停留时间。

一条扭折的软管或一个堵塞的过滤器都能限制气流，影响干燥器的性能。所以，如果检查干燥器没有发现这类问题时，则无法判断气流是否充足。在此，有一个快捷、简便、准确的方法可以检测干燥器气流是否充足，即测量物料在干燥料仓内的垂直温度曲线。3、

干燥剂的再生和冷却干燥剂的吸湿能力是有限的，因此它吸附的湿气必须通

过再生被清除。其过程是：当环境空气被吸入后，通过一

个

过

滤

器

进

入

鼓

风

机

，

然

后

被

送

入

一

组

加

热

器

。

加热后

的

空气通过干燥剂床。当干燥剂的温度上升时，释放出吸附

的湿气。当热空气吸收水汽达到饱和后，就被排入大气。

高温再生干燥剂返回干燥环路前必须冷却，才能恢复干燥

剂的吸湿功能。另一方面，干燥剂更换后，露点立刻出现峰值，表明

干燥剂放入前冷却不充分，使它不能很好地吸附湿气，

冷却之后干燥剂的露点会降到正常标准。如果干燥剂冷

却不当，将导致温度出现峰值，温度骤变会降低干燥剂

对离聚物、无定形聚酯和某些尼龙牌号等热敏材料的干

燥能力。十

一

.喷

雾

干

燥

操

作

的

安

全

注

意

点

!

!

!1.在氧气浓度未达21%时，严禁开检查门；否则易引起操作人

缺氧，以致室息。2.开冷冻机时，必须开循环水；3.每次开车前，雾化器两个加油口必须加油；4.闭式操作过程中，喷有机溶剂(如乙醇，二甲苯等

)

时，

氧气浓度必须控制在5%以下(可通过再次导入N2

或重新

开机，使氧气浓度达要求值)

,否则有机溶剂有燃烧、爆

炸的危险。5.设备在运转中，不要触摸旋转部件(雾化器、雾化盘、

皮

带

、

电

机

风

叶

)6.设备运转中或停机后一段时间内，其表面温度比较高，请

不要用手去触摸袋滤器、旋风分离