聚氯乙烯的聚合原理
乙烯法pvc用途-概述说明以及解释
乙烯法pvc用途-概述说明以及解释1.引言1.1 概述乙烯法聚氯乙烯（PVC）是一种广泛应用的塑料材料，它通过乙烯单体的聚合反应得到。
PVC具有良好的物理性质和化学稳定性，因此在许多不同的领域有着广泛的应用。
乙烯法PVC的制备过程相对简单，成本低廉，因此成为了世界上最重要的工程塑料之一。
乙烯法PVC的生产过程可以简单描述为乙烯单体与氯气在催化剂的作用下发生聚合反应。
通过控制聚合反应的条件，可以调节PVC的分子结构和性能。
乙烯法PVC生产技术的发展使得PVC的生产更加高效，并且可以根据不同的需求生产出不同性能的产品。
乙烯法PVC具有一系列出色的物理性质，包括高强度、耐热性、耐化学品侵蚀性以及良好的电绝缘性等。
这些物理性质使得乙烯法PVC在建筑、汽车、电子、医疗和包装等领域得到了广泛的应用。
在建筑领域，乙烯法PVC广泛用于管道、地板、窗框、壁纸等建筑材料的制造。
其耐腐蚀性和易加工性使得PVC成为了一种理想的替代材料，取代了传统的金属材料，并且具有更长的使用寿命。
在汽车工业中，乙烯法PVC常被用于制造汽车内饰件、密封件和电线保护套等。
它的热稳定性和耐用性使得PVC能够在汽车的恶劣环境条件下保持较长的使用寿命。
在电子领域，乙烯法PVC被广泛应用于电线电缆的绝缘层、电子元件的外壳和绝缘套等。
它的电绝缘性能和耐热性能使得PVC成为电子产品制造中不可或缺的材料。
此外，乙烯法PVC还被广泛用于医疗器械、输血管道和食品包装等领域。
PVC具有良好的透明度和生物相容性，使其成为医疗领域中常用的材料之一。
然而，乙烯法PVC也存在一些缺点，例如在加工和回收过程中可能释放有害物质，对环境造成一定的污染。
为了解决这些问题，不断有新的技术和方法被引入到PVC的生产和处理中，以提高其环境友好性。
综上所述，乙烯法PVC作为一种具有广泛应用的工程塑料，在建筑、汽车、电子和医疗等领域中发挥着重要作用。
随着技术和环保意识的不断提高，相信乙烯法PVC的应用领域将会进一步扩大，并且逐渐取得更加环境友好的生产和处理方式。
聚氯乙烯合成反应式
聚氯乙烯合成反应式聚氯乙烯是一种广泛应用于工业和生活中的塑料材料，它的制备方法主要是通过聚合反应来实现。
聚合反应是一种将单体分子连接成长链高分子的化学过程，聚氯乙烯的制备也是通过这种方式来完成的。
本文将详细介绍聚氯乙烯的合成反应式及其相关反应条件和机理。
聚氯乙烯的化学式为（C2H3Cl）n，其中n代表聚合度。
聚氯乙烯的制备方法主要有两种：自由基聚合法和阴离子聚合法。
自由基聚合法是将氯乙烯单体在自由基引发剂的作用下进行聚合反应，而阴离子聚合法则是将氯乙烯单体在阴离子引发剂的作用下进行聚合反应。
在这两种方法中，自由基聚合法是目前应用最广泛的一种方法。
聚氯乙烯的自由基聚合反应式为：C2H3Cl + nCH2=CHCl → (C2H3Cl)n其中，C2H3Cl为氯乙烯单体，CH2=CHCl为氯乙烯的共聚单体，n 为聚合度。
在聚合反应过程中，氯乙烯单体和共聚单体在自由基引发剂的作用下发生聚合反应，形成聚合物聚氯乙烯。
聚合反应的过程中，自由基引发剂起到了催化作用，使得聚合反应的速率得以加快。
聚氯乙烯的自由基聚合反应需要在一定的反应条件下进行。
一般来说，反应温度在50-90℃之间，反应时间在2-8小时之间。
反应过程中需要加入自由基引发剂，常用的自由基引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化乙酸、二异丙苯酞等。
在反应过程中，自由基引发剂会不断产生自由基，进而促进聚合反应的进行。
此外，还需要加入反应溶剂，常用的反应溶剂有氯仿、四氢呋喃等。
聚氯乙烯的合成反应式中，共聚单体的加入对聚合反应的影响较大。
共聚单体的加入可以改变聚合物的物理性质和化学性质，从而使得聚合物的性能得到优化。
常用的共聚单体有乙烯、苯乙烯、丙烯酸乙酯等。
聚氯乙烯的合成反应中，还存在一些副反应，如链转移反应、链传递反应等。
链转移反应是指聚合物链上的氢原子被自由基抽取，从而形成新的自由基，进而影响聚合反应的进行。
链传递反应则是指聚合物链上的自由基与反应溶剂中的分子发生反应，从而导致聚合反应的中断。
pvc 原理
pvc 原理PVC（聚氯乙烯）是一种常用的塑料材料，具有良好的物理性能和化学稳定性，广泛应用于建筑、制造业和日常用品等领域。
其原理基于聚合反应，下面将详细介绍PVC的制备过程以及相关原理。
PVC的制备过程可以分为两个主要步骤：氯乙烯生成和聚合反应。
首先，通过氯化工艺制备氯乙烯（C2H3Cl），这是PVC的基础单体。
氯化工艺通常使用氯化氢气和乙烯反应，生成氯乙烯。
氯乙烯生成后，需要对其进行聚合反应，构成高分子量的PVC。
聚合反应过程可以通过两种方法进行：自由基聚合和阴离子聚合。
其中，自由基聚合是应用最广泛的方法。
自由基聚合是通过引入自由基引发剂来触发聚合反应。
自由基引发剂在一定条件下分解，产生自由基，然后与氯乙烯发生反应，并将其连接成高分子链。
自由基聚合过程中，反应速度快，反应活性高，可以在较短的时间内制备大量的PVC。
另一种聚合方法是阴离子聚合，它通过向氯乙烯中加入阴离子引发剂来触发聚合反应。
阴离子引发剂与氯乙烯反应生成阴离子，在此基础上进行链延长，形成高分子PVC。
相较于自由基聚合，阴离子聚合速度较慢，但在制备特定性能要求的PVC时具有一定优势。
无论是自由基聚合还是阴离子聚合，制备出的PVC都可以通过加入适量的增塑剂和稳定剂来改善其性能，以满足不同的应用需求。
增塑剂可以提高PVC的柔韧性和抗冲击性，稳定剂可以提高PVC在高温条件下的稳定性。
总结起来，PVC的制备原理主要包括氯乙烯生成和聚合反应两个步骤。
聚合反应可以通过自由基聚合和阴离子聚合两种方法进行。
通过控制聚合条件以及添加增塑剂和稳定剂，可以制备出满足不同要求的PVC产品。
聚氯乙烯聚合原理
高聚物生产技术
Polymer production technology
聚氯乙烯生产技术
高聚物生产技术
项目二 聚氯乙烯生产技术
任务二：聚氯乙烯工艺路线探究
第1讲：聚氯乙烯聚合原理
聚氯乙烯生产技术
2
高聚物生产技术
一、自由基聚合
1、聚氯乙烯的合成
早在1835年，法国人就发现了氯乙 烯，直到1912～1913年，德国化学家才 发展了聚氯乙烯的工业生产方法。1940 年美国的古得里奇公司创建了悬浮聚合， 从此以后，聚氯乙烯工业开始发展。聚氯 乙烯的聚合机理为自由基聚合。
聚合和自由基型共聚合。
聚氯乙烯生产技术
4
高聚物生产技术
3、引发剂
自由基型合成聚氯乙烯所用的引发剂 主要有以下四种： 偶氮化合物，例如，偶氮二异丁腈
（AIBN）。 有机过氧化合物，例如，过氧化二苯甲
酰（BPO）。 无机过氧化合物，例如，过硫酸钾
（KSP）。 氧化还原体系引发剂，例如，过氧化氢
①向小分子的转移，主要有单体 、引发剂、溶剂。
聚氯乙烯生产技术
12
高聚物生产技术
②高分子转移 向大分子分子的转移，主要有大分 子链状自由基和稳定大分子。 转移的结果是合成的大分子支链化 ，形成长短不一的支链。
聚氯乙烯生产技术
13
高聚物生产技术
谢谢观看
Thanks for watching
聚氯乙烯生产技术
聚氯乙烯生产技术
10
高聚物生产技术
（3）链终止
链自由基失去活性形成稳定聚 合物的反应，可以分为偶合终止和 岐化终止。 双基偶合终止：
双基歧化终止：
聚氯乙烯生产技术
11
聚氯乙烯合成原理
聚氯乙烯合成原理
聚氯乙烯（PVC）是一种常见的人造塑料材料，其合成原理主要包含以下三个方面：
1. 原料制备
聚氯乙烯的合成需要以氯乙烯（VC）为原料，而氯乙烯的生产则通常采用乙烯氯化法。
首先，乙烯在催化剂（如三氯化铁）存在下进行氯化反应，生成二氯乙烷（DC）和少量三氯乙烷（TC）。
然后，二氯乙烷在热裂解反应中转化为氯乙烯（VC）和氢气。
2. 聚合反应
聚氯乙烯的聚合反应通常采用自由基聚合机理，通过引发剂引发聚合反应，产生自由基并进而引发单体聚合。
具体聚合方法有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法等。
3. 产物分离
聚氯乙烯合成后需要进行分离和纯化，以去除其中的未反应单体、催化剂和助剂等杂质。
常用的分离方法包括汽提法和醇洗法。
汽提法是通过在减压条件下将聚氯乙烯树脂中的低分子物质蒸馏出来，醇洗法则是用醇类溶剂对聚氯乙烯树脂进行洗涤，以去除其中的低分子物质。
聚氯乙烯的制备
聚氯乙烯的制备
聚氯乙烯是一种常用的合成树脂，广泛应用于建筑、制造业、医疗和包装等领域。
其制备过程主要是通过将氯乙烯单体在存在催化剂的情况下进行聚合反应。
制备过程一般包括以下几个步骤：
1. 氯乙烯单体的制备：氯乙烯可以通过乙烯与氯气在存在催化剂的情况下反应得到。
2. 聚合反应：将氯乙烯单体加入反应釜中，再加入聚合催化剂（如过氧化物、硫酸和氯化铁等），在高压、高温的条件下进行聚合反应，形成聚氯乙烯。
3. 聚合反应的控制：为了控制聚合反应的速度和产物的分子量，可以通过调节反应温度、压力、催化剂浓度和反应时间等参数。
4. 后续处理：制备好的聚氯乙烯可能包含一些杂质和未反应的单体，需要经过后续处理，如卸压、洗涤、干燥和粉碎等。
总体来说，聚氯乙烯的制备是一种复杂的化工过程，需要控制多个参数来保证产物的质量和产量。
- 1 -。
pvc生产原理
pvc生产原理
PVC（聚氯乙烯）是一种重要的合成塑料，其生产原理是通过聚合反应将氯乙烯（VC）单体分子连接成长链聚合物。
以下是PVC的生产过程：
1. 氯乙烯制备：氯乙烯是从石油基础化工产品经过裂解或氯化生产的。
主要方法有乙炔法、乙烷氯化法和氯化乙炔法。
其中乙炔法是常用的制备氯乙烯的方法。
2. 聚合反应：将氯乙烯单体加入反应釜中，同时加入过氧化物类或乙酰过氧乙酸类的引发剂，引发剂在加热条件下会分解产生自由基。
自由基与氯乙烯发生链引发反应，将氯乙烯单体分子连接起来形成线性聚合物。
3. PVC颗粒化：聚合反应后的PVC以悬浮液的形式存在于反应体系中。
通过加入棕榈油、硬脂酸等表面活性剂，使聚合物颗粒分散均匀，避免颗粒间的聚集。
4. 脱水和干燥：将悬浮液通过过滤或离心分离，去除大部分的反应剩余物和溶剂。
然后将湿润的PVC颗粒置于干燥室中进行烘干，以去除残余的溶剂和水分。
5. 熔融加工：将烘干后的PVC颗粒通过塑料挤出机或注塑机进行熔融加工，使其变为可塑性良好的热塑性塑料。
在熔融状态下，可以通过挤出或注塑成型，制备出各种形状的PVC制品。
PVC生产的关键在于聚合反应，通过控制反应条件、化学添加剂的选择和控制，可以获得具有不同性能和用途的PVC产品。
聚氯乙烯 化学成分
聚氯乙烯化学成分聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，简称PVC）是一种重要的合成聚合物材料，由氯乙烯单体经过聚合反应制得。
聚氯乙烯的化学成分主要是由碳、氢和氯元素组成的。
它的分子式为（C2H3Cl）n，其中n 为聚合度。
作为一种重要的塑料材料，聚氯乙烯具有许多优良的性能和广泛的应用领域。
首先，聚氯乙烯具有优异的机械性能，具有较高的拉伸强度和硬度，同时又具有较好的韧性和耐磨性。
其次，聚氯乙烯具有良好的耐化学性，对酸、碱、盐溶液、醇类和酯类等多种化学物质具有较好的稳定性。
此外，聚氯乙烯还具有优异的电气绝缘性能和可塑性，可以通过加热和加压等方法进行成型，制成各种形状的制品。
聚氯乙烯的制备过程主要包括聚合反应和加工工艺两个环节。
聚合反应是将氯乙烯单体在催化剂的作用下进行聚合，形成聚氯乙烯聚合物。
其中，常用的催化剂有过氧化物、有机锡化合物等。
加工工艺是将聚氯乙烯聚合物通过加热和加压等方式进行成型，制成各种形状的制品，如管材、板材、薄膜、电线电缆等。
聚氯乙烯作为一种广泛应用的塑料材料，在建筑、电子、汽车、包装、医疗和日用品等领域都有重要的应用。
在建筑领域，聚氯乙烯制成的管材被广泛用于给水、排水和暖通空调系统中，其优良的耐腐蚀性和低成本使其成为首选材料。
在电子领域，聚氯乙烯制成的电线电缆具有良好的绝缘性能和耐热性能，被广泛应用于电力输配、通信和电子设备等领域。
在汽车领域，聚氯乙烯制成的内饰件、密封件和导电件具有优异的性能，能够满足汽车工业对安全性、舒适性和环保性的要求。
在包装领域，聚氯乙烯制成的薄膜和瓶盖具有良好的透明性和密封性，被广泛应用于食品、药品和日用品的包装中。
在医疗领域，聚氯乙烯制成的输液管、注射器和人工器官具有良好的生物相容性和耐药性，被广泛用于医疗设备和器械中。
然而，聚氯乙烯的生产和使用过程中也存在一些环境和健康问题。
首先，聚氯乙烯的生产需要消耗大量的能源和化工原料，会产生大量的废气、废水和废固体，对环境造成一定的污染。
聚氯乙烯
肪烃和芳香烃等有机溶剂。
HPVC/SBR共混型热塑性弹性体工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构，但也包含一些结晶区域（约5%），所以聚氯乙烯没有明显的溶点，约在80℃左右开始软化，热扭变温度（ 1.82MPa负荷下）为70-71℃，在加压下150℃开始流动，并开始缓慢放出氯化氢，致使聚氯乙烯变色（由黄变红、棕、甚至于黑色）。
工业聚氯乙烯重均相对分子质量在4.8-4.8万范围内，相应的数均相对分子质量为2-1.95万。
而绝大多数工业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。
硬质聚氯乙烯（未加增塑剂）具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性，可以单独用做结构材料，应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。
硬质聚氯乙烯可以用增强材料。
[2]材料性质给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管件密度 1380 kg/m3杨氏弹性模量(E) 2900-3400 MPa拉伸强度(σt) 50-80 MPaElongation @ break 20-40%Notch test 2-5 kJ/m2玻璃转变温度87℃熔点212℃Vicat B1 85℃导热率 (λ） 0.16 W/m.K热膨胀系数 (α） 8 10-5 /K热容(c) 0.9 kJ/(kg·K)吸水率 (ASTM) 0.04-0.4折射率硬质成型品 1.52~1.55Price 0.5-1.25kg聚氯乙烯的最大特点是阻燃，因此被广泛用于防火应用。
但是聚氯乙烯在燃烧过程中会释放出氯化氢和其他有毒气体，例如二恶英。
聚氯乙烯的燃烧分为两步。
先在240℃-340℃燃烧分解出氯化氢气体和含有双键的二烯烃，然后在400-470℃发生碳的燃烧。
成型性能1.无定形料，吸湿性小，流动性差，为了提高流动性，防止发生气泡，宜事先干燥。
2.极易分解，特别是在高温下与钢、铜接触更易分解（分解温度200度）。
成型温度范围小，必须严格控制料温。
3.使用螺杆式注射机及直通喷嘴时，孔径宜大，以防死角滞料。
聚氯乙烯 生产技术
聚氯乙烯生产技术聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，简称PVC）是一种重要的合成树脂材料，其生产技术涉及到多个环节和工艺。
本文将详细介绍聚氯乙烯的生产技术，并探讨其在工业生产中的应用。
聚氯乙烯的生产主要通过聚合反应完成，该反应一般使用乙烯氯化而成的氯乙烯作为原料。
首先，将氯乙烯与聚合引发剂、稳定剂等添加剂混合，并加热至适宜的温度，使其发生聚合反应。
聚合反应可以通过不同的方式进行，常用的方法包括乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合等。
乳液聚合是一种常见的聚氯乙烯生产方法。
该方法将氯乙烯、水、表面活性剂等添加剂混合，形成稳定的乳液。
然后，在适宜的温度和压力条件下，向乳液中加入引发剂，开始聚合反应。
聚合反应完成后，通过蒸发水分和干燥等工艺步骤，得到固体聚氯乙烯产品。
悬浮聚合是另一种常用的聚氯乙烯生产方法。
该方法将氯乙烯、水、引发剂、分散剂等添加剂混合，形成悬浮液。
然后，在适宜的温度和搅拌条件下，将氯乙烯悬浮液加入反应釜中，开始聚合反应。
聚合反应过程中，悬浮液中的氯乙烯单体逐渐聚合成聚氯乙烯微粒，形成乳浊液。
最后，通过过滤、洗涤、干燥等工艺步骤，得到固体聚氯乙烯产品。
溶液聚合是一种较少采用的聚氯乙烯生产方法。
该方法将氯乙烯溶解在适宜的溶剂中，加入引发剂和稳定剂等添加剂，形成聚合溶液。
然后，在适宜的温度和压力条件下，开始聚合反应。
聚合反应完成后，通过除去溶剂、干燥等工艺步骤，得到固体聚氯乙烯产品。
聚氯乙烯在工业生产中具有广泛的应用。
首先，聚氯乙烯可以用于制造塑料制品，如管道、电线电缆、塑料薄膜等。
其次，聚氯乙烯还可以用于制造塑料地板、壁纸、人造革等建筑装饰材料。
此外，聚氯乙烯还可以用于制造塑料袋、塑料瓶、塑料制品等日常生活用品。
聚氯乙烯的生产技术涉及到聚合反应的过程，常用的方法包括乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合等。
聚氯乙烯在工业生产中具有广泛的应用，包括制造塑料制品、建筑装饰材料和日常生活用品等。
随着科技的不断进步，聚氯乙烯的生产技术也在不断创新和改进，以满足市场需求并提高产品质量。
聚氯乙烯的聚合原理
聚氯乙烯的聚合一、聚氯乙烯悬浮聚合原理聚氯乙烯工业化生产方法有四种：悬浮法、乳液法、本体法、微悬浮法。
悬浮聚合：通过强力搅拌并在分散剂的作用下，把单体分散成无数的小液珠悬浮于水中由油溶性引起剂引起而进行的聚合反应。
溶有引起剂的单体以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合的方法称为悬浮聚合法。
整体看水为连续相，单体为分散相。
聚合在每一个小液滴内进行，反应机理与本体聚合相同，可看做小液珠本体聚合。
悬浮聚合体系普通由单体、引起剂、水，分散剂四个基本组分组成。
悬浮聚合体系是热力学不稳定体系，需借搅拌和分散剂维持稳定。
在搅拌剪切作用下，溶有引起剂的单体分散成小液滴，悬浮于水中引起聚合。
不溶于水的单体在强力搅拌作用下，被粉碎分散成小液滴，它是不稳定的，随着反应的进行，分散的液滴又可能凝结成块，为防止粘结，体系中必须加入分散剂。
悬浮聚合产物的颗粒粒径普通在0.05～0.2mm。
其形状、大小随搅拌强度和分散剂的性质而定。
悬浮聚合法的典型生产工艺过程是将单体、水、引起剂、分散剂等加入反应釜中，加热，并采取适当的手段使之保持在一定温度下进行聚合反应，反应结束后回收未反应单体，离心脱水、干燥得产品。
悬浮聚合所使用的单体或者单体混合物应为液体，要求单体纯度≥99.9%。
表1.氯乙烯单体的指标，% 水，ppm 铁，ppm 乙醛，ppm 低沸物，ppm 高沸物，ppm 纯度≥99.9 ≤300 ≤5≤10≤10≤500在工业生产中，引起剂、份子量调节剂分别加入到反应釜中。
引起剂用量为单体量的0.1% ～ 1%。
悬浮聚合目前大都为自由基聚合，但在工业上应用很广。
如聚氯乙烯的生产75％采用悬浮聚合过程，聚合釜也渐趋大型化；聚苯乙烯及苯乙烯共聚物主要也采用悬浮聚合法生产；其他还有聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯类、氟树脂等。
聚合在带有夹套的搪瓷釜或者不锈钢釜内进行，间歇操作。
大型釜除依靠夹套传热外，还配有内冷管或者(和)釜顶冷凝器，并设法提高传热系数。
聚氯乙烯合成反应式
聚氯乙烯合成反应式聚氯乙烯（PVC）是一种广泛应用的塑料，其合成反应式是：CH2=CHCl + nCl2 → (CH2-CHCl)n + nHCl反应式中的CH2=CHCl表示氯乙烯单体，nCl2表示氯气，(CH2-CHCl)n表示聚合物，nHCl表示氢氯酸。
该反应式描述了氯乙烯单体与氯气在存在催化剂的条件下发生的自由基聚合反应，生成聚氯乙烯。
聚氯乙烯的制备过程包括三个阶段：聚合、稳定和加工。
聚合阶段是指将氯乙烯单体与氯气在催化剂的作用下进行聚合反应，生成聚氯乙烯。
稳定阶段是指在聚合过程中加入稳定剂，以防止聚合物降解。
加工阶段是指将聚合物加工成所需的形状、大小和厚度。
聚合反应是聚氯乙烯制备的关键步骤。
在聚合反应中，氯乙烯单体与氯气在催化剂的作用下进行自由基聚合反应。
催化剂通常采用过渡金属化合物，如二乙基铝氯、氯化铜等。
催化剂的作用是促进氯乙烯单体的自由基聚合反应，使聚合反应更加迅速和高效。
聚合反应的反应条件包括温度、压力和反应时间等。
温度一般在50-70℃之间，压力为2-4 atm，反应时间为6-8小时。
反应结束后，聚合物通过过滤、洗涤、干燥等工艺步骤进行纯化和收集。
稳定剂是聚氯乙烯制备过程中不可或缺的一部分。
稳定剂的作用是防止聚合物在制备和使用过程中降解，延长聚氯乙烯的使用寿命。
常用的稳定剂包括有机锡化合物、有机锑化合物、有机铅化合物等。
这些稳定剂在聚合反应中添加，可以有效地防止聚合物的降解。
加工是指将聚合物加工成所需的形状、大小和厚度。
加工方式包括挤出、注塑、吹塑等。
挤出是将聚合物加热至熔融状态，再通过挤出机将其挤出成所需形状。
注塑是将熔融的聚合物注入模具中，经冷却后形成所需形状。
吹塑是将熔融的聚合物通过吹塑机吹塑成所需形状。
总的来说，聚氯乙烯的合成反应式是CH2=CHCl + nCl2 →(CH2-CHCl)n + nHCl。
聚合反应是制备聚氯乙烯的关键步骤，稳定剂可以防止聚合物降解，加工方式包括挤出、注塑、吹塑等。
聚氯乙烯四大聚合方法
聚氯乙烯四大聚合方法3.1悬浮聚合悬浮聚合通过不断进行搅拌使单体液滴在水中保持悬浮状态，聚合反应在单体小液滴中进行。
通常悬浮聚合反应为间歇聚合。
近年来各公司对PVC树脂间歇悬浮聚合工艺的配方、聚合釜、产品品种和质量不断研究和改进，开发出各具特点的工艺技术，目前应用较多的是Geon公司（原B.F Goo drichg公司）技术、日本信越公司技术、欧洲EVC公司技术, 这三大公司的技术在19 90年以来世界新增的PVC树脂生产能力中各占大约21%的比例。
3.2乳液聚合乳液聚合与悬浮聚合基本类似，只是要采用更为大量的乳化剂，并且不是溶于水中而是溶于单体中。
这种聚合体系可以有效防止聚合物粒子的凝聚，从而得到粒径很小的聚合物树脂，一般乳液法生产的PVC树脂的粒径为0.1—0.2mm，悬浮法为20―200m m。
引发剂体系与悬浮聚合也有所不同，通常是含有过硫酸盐的氧化还原体系。
干燥方法也设计成可以保持较小的粒径的方式, 常常采用一些喷雾干燥剂。
由于不可能将乳化剂完全除去，因此用乳液法生产的树脂不能用于生产需要高透明性的制品如包装薄膜或要求吸水性很低的制品如电线绝缘层。
一般来说乳液聚合PVC树脂的价格高于悬浮聚合的树脂，然而需要以液体形式配料的用户使用这种树脂，如糊树脂。
在美国大部分乳液聚合的树脂产品都是糊树脂（又叫分散型树脂），少量用于乳胶。
在欧洲，各种乳液工艺也用于生产通用树脂，尤其是压延和挤出用树脂。
3.3本体聚合本体法生产工艺在无水、无分散剂，只加入引发剂的条件下进行聚合，不需要后处理设备，投资小、节能、成本低。
用本体法PVC树脂生产的制品透明度高、电绝缘性好、易加工，用来加工悬浮法树脂的设备均可用于加工本体法树脂。
PVC本体工艺在80年代得到较大发展。
但是，尽管从理论上说悬浮和本体聚合反应工艺生产的树脂可以用于相同的领域，实际上加工厂一般只使用其中之一，因为悬浮和本体树脂不能混合，即使少量混合也会因静电效应导致聚合物粉末的流动性降低，而悬浮聚合树脂更易得到的，因此大多数加工厂放弃了本体树脂，近年来本体工艺出现了止步不前或衰退的状态。
聚氯乙烯的合成
聚氯乙烯的合成聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，简称PVC）是一种常见的合成塑料，广泛应用于建筑、医疗、包装、交通等领域。
它具有优异的耐候性、耐腐蚀性和可加工性，因此备受青睐。
本文将介绍聚氯乙烯的合成过程及其在各个领域的应用。
聚氯乙烯的合成主要通过聚合反应来实现。
首先，氯乙烯与氯气在催化剂的作用下发生氯化反应，生成氯乙烯单体。
随后，将氯乙烯单体进行聚合反应，将其分子链连接起来形成聚合物，即聚氯乙烯。
在聚合反应中，通常会添加稳定剂、塑化剂等辅助剂，以调节聚合物的性能。
聚氯乙烯作为一种塑料材料，在建筑领域有着广泛的应用。
例如，PVC管道具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，常用于给水、排水管道系统的建设。
此外，PVC地板、窗框等建筑材料也被广泛采用，为建筑提供了美观、耐用的装饰材料。
在医疗领域，聚氯乙烯也扮演着重要角色。
PVC材料具有良好的生物相容性，被用于制造输液管、矫形器等医疗器械。
此外，PVC材料还被用于制造医用包装袋、输液袋等耐用的医疗用品，为医疗行业提供了便利。
在包装领域，PVC材料的透明度高、柔韧性好，被广泛应用于食品包装、日用品包装等领域。
PVC包装袋、包装盒等产品在保护产品的同时，也提升了产品的附加值，受到消费者的青睐。
PVC材料还被广泛应用于交通领域。
如地铁车厢内饰、公交车座椅、交通标识等产品均采用PVC材料制造，为城市交通提供了舒适、安全的环境。
总的来说，聚氯乙烯作为一种重要的合成塑料，在各个领域都有着广泛的应用。
通过聚氯乙烯的合成，可以制备出各种性能优良的PVC制品，为人们的生活和工作提供便利。
希望本文的介绍能够让读者对聚氯乙烯的合成及应用有更深入的了解。
聚氯乙烯单体聚合方式
聚氯乙烯单体聚合方式
聚氯乙烯（PVC）是一种常见的塑料材料，具有优良的耐用性和耐候性，广泛应用于建筑、医疗、包装等领域。
聚氯乙烯的生产过程中，通常采用聚合方式进行合成，而聚合是将单体分子通过化学反应连续连接成高分子化合物的过程。
聚氯乙烯的单体聚合方式主要包括乳液聚合和乙烯基氯聚合两种方式。
乳液聚合是一种常用的聚氯乙烯生产工艺，其过程是将氯乙烯单体溶解在水中形成乳胶，然后通过引发剂引发聚合反应。
在乳液聚合过程中，一般会加入乳化剂来稳定乳液系统，使得单体分子均匀分散在水中，并且能够吸附在乳液颗粒表面，促进聚合反应进行。
乳胶聚合具有操作简单、成本低廉的优点，且所得的聚合物颗粒分布均匀，适用于生产高质量的聚氯乙烯产品。
另一种常见的聚氯乙烯单体聚合方式是乙烯基氯聚合。
这种方法是通过聚乙烯单体与氯气在催化剂的作用下发生加成反应，形成聚氯乙烯高分子化合物。
乙烯基氯聚合方法具有反应速度快、产率高的特点，适用于批量生产聚氯乙烯树脂。
然而，乙烯基氯聚合对反应条件要求较高，需要精密的反应控制和催化剂配比，以确保聚合反应的顺利进行。
无论是乳液聚合还是乙烯基氯聚合，聚氯乙烯的单体聚合过程都需要控制适当的温度、搅拌速度、引发剂浓度等关键参数，以确保聚合反应的进行。
此外，在聚合过程中还需要处理产生的副产物和控制聚合物的分子量、分布等性能，以获得符合需求的聚氯乙烯产品。
总的来说，聚氯乙烯的单体聚合方式多样，每种方法都有其适用的场景和特点。
通过选择合适的聚合方式和优化生产工艺，可以生产出质量稳定、性能优良的聚氯乙烯产品，满足不同领域的需求。
1。
第15章 聚氯乙烯的聚合讲解
表4-3 PVC典型品种的性能
软质聚氯乙烯
通用型 电器用
密度（g/cm3）
1.2-1.6
硬质PVC 1.2-1.6
吸水性（浸24h）% 0.25
0.5-1
0.1-
拉伸强度（MPa） 10.5-21.1
10.5-21.1 45.7
断裂伸长率（%） 100-500
100-500 25
弯曲强度（MPa） ——
剂、水及乳化剂等组成
•PVC的聚合方法： •本体聚合： ～10% •溶液聚合: 很少 •悬浮聚合： ～80％ •乳液聚合： ～10％
3.2 PVC本体聚合
按聚合物能否溶解于单体:
均相聚合：苯乙烯、MMA、乙酸乙烯酯等的 聚合物能溶于各自单体中，
非均相聚合：氯乙烯、丙烯腈、偏二氯乙烯 等的聚合物不溶于各自单体中。
及来说，增塑剂含量越多，拉伸强度、弹性模量较小，
而伸长率越大。
按增塑剂含量的多少，常将PVC塑烯塑料分为：
无增塑PVC， 增塑剂含量为0；
硬质PVC，
增塑剂含量小于10%；
半硬质PVC， 增塑剂含量为10-30%
软质PVC，
增塑剂含量为30-70%；
聚氯乙烯糊塑料，增塑剂含量为80%以上。
电性能
聚氯乙烯属于极性高聚物，对水等导电 物质亲和力较大，故电阻较非极性的聚烯烃要 小，但仍有较高的体积电阴和击穿电压。聚氯 乙烯的极性基团直接附着在主链上，在玻璃化 温度以下，偶极链段受到冻结构的主链原子的 限制，不能移动，因而并不产生偶极化作用， 可作室温的高频绝缘材料。聚氯乙烯的电学性 能见表4-3。
(2) 乳液聚合机理
聚合场所 成核机理 聚合过程
① 聚合场所
悬浮聚合生产聚氯乙烯介绍
悬浮聚合生产聚氯乙烯介绍首先，悬浮聚合是将乙烯和氯气通过一系列的反应和处理装置，转化为聚氯乙烯颗粒的过程。
在反应器中，乙烯和氯气在催化剂的作用下进行聚合反应，生成聚氯乙烯颗粒。
反应器中温度、压力和搅拌速度等参数都需要控制得当，以保证聚合反应的顺利进行。
其次，粉碎是将聚氯乙烯树脂颗粒进行分散和破碎，以获得适当的颗粒大小。
粉碎时，聚氯乙烯树脂颗粒通过一系列的分散器和破碎机进行处理，最终得到所需的颗粒大小。
再次，塑化是将粉碎后的聚氯乙烯树脂颗粒进行熔融和塑化的过程。
在塑化机中，聚氯乙烯树脂颗粒通过加热和搅拌，变为黏稠的熔融物质。
塑化过程中需要控制温度和搅拌速度，以保持熔融物质的均匀性和流动性。
最后，再粉碎是将塑化后的聚氯乙烯熔融物质进行冷却和固化，并通过破碎机将其变为颗粒状。
再粉碎过程中，熔融物质通过冷却器和破碎机，迅速冷却和破碎，最终得到聚氯乙烯颗粒。
除了以上的工艺步骤，悬浮聚合生产聚氯乙烯还需要涉及到催化剂的选择、添加剂的控制和废气处理等问题。
催化剂的选择直接影响聚合反应的效率和聚氯乙烯的质量；添加剂的控制可以改变聚氯乙烯的性能，如增加塑化剂可以使聚氯乙烯变软；废气处理是因为在生产过程中会产生一些有害气体，需要通过废气处理设备进行处理，以保证环境安全。
悬浮聚合生产聚氯乙烯的方法具有以下优点：首先，该方法的成本相对较低，能够产生高性能的聚氯乙烯树脂；其次，该方法生产的聚氯乙烯树脂具有良好的综合性能，如机械强度高、耐候性好、电绝缘性好等；再次，该方法可以根据产品需求进行调整，生产出不同性能的聚氯乙烯树脂。
然而，悬浮聚合生产聚氯乙烯也存在一些问题。
首先，废水和废气的处理是一个困扰行业的环保难题。
废水处理需要考虑高含氯化合物的处理和回收；废气处理则需要考虑高浓度的氯气和有机物的处理和净化。
其次，聚合过程中会产生一些副产物和废弃物，如塑化剂、添加剂和颗粒状物质等，需要进行妥善处理和利用。
总之，悬浮聚合生产聚氯乙烯是一种重要的生产方法，能够实现高效、低成本、高质量的聚氯乙烯树脂生产。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
聚氯乙烯的聚合在工业生产中，引发剂、分子量调节剂分别加入到反应釜中。
引发剂用量为单体量的0.1% ～ 1%。
悬浮聚合目前大都为自由基聚合，但在工业上应用很广。
如聚氯乙烯的生产75％采用悬浮聚合过程，聚合釜也渐趋大型化；聚苯乙烯及苯乙烯共聚物主要也采用悬浮聚合法生产；其他还有聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯类、氟树脂等。
聚合在带有夹套的搪瓷釜或不锈钢釜内进行，间歇操作。
大型釜除依靠夹套传热外，还配有内冷管或(和)釜顶冷凝器，并设法提高传热系数。
悬浮聚合体系粘度不高，搅拌一般采用小尺寸、高转数的透平式、桨式、三叶后掠式搅拌桨。
二、氯乙烯单体中杂质对聚合反应的影响1.VCM中乙炔对聚合的影响首先表现在对聚合时间和聚合度的影响上，见表1.表1. VCM中乙炔对聚合的影响可知聚合生产中除去单体中的乙炔很重要，一般要求低于10ppm (0.001%)。
乙炔的主要危害是和引发剂的自由基、单体自由基发生链转移反应。
当乙炔含量高时，生产上一般采取降低聚合温度的办法，以免树脂转型；或在聚合反应初期适当提高聚合温度，以消除诱导期的延长；2.VCM中高沸物对聚合的影响VCM中乙醛、二氯乙烯、二氯乙烷等高沸物，均为活泼的链转移剂，从而降低PVC聚合度和降低反应速度。
由于高沸物存在于VCM中不便于聚合温度的掌握，以及高沸物对分散剂的稳定性有明显的破坏作用，因此对VCM中的高沸物含量要严加控制。
此外，高沸物杂质高，影响树脂的颗粒形态，造成高分子歧化，以及影响聚合釜粘釜和“鱼眼”等。
工业生产要求单体中高沸物总含量控制在100ppm（0.01%）以下，即单体纯度≥99.99%。
一般高沸物含量较高时，可借降低聚合反应温度来处理。
3.铁质对聚合的影响VCM中铁离子的存在，使聚合诱导期延长，反应速度减慢，产品热稳定性差，还会降低树脂的电绝缘性能（特别是铁离子混入PVC中时）。
此外，铁离子还会影响产品颗粒的均匀度。
4.水质对聚合的影响。
聚合投料用水的质量，直接影响到产品树脂的质量。
如硬度（表征水中金属等阳离子含量）过高，会影响产品的电绝缘性能和热稳定；氯根（表征水中阴离子含量）过高，特别对聚乙烯醇分散体系，易使颗粒变粗，影响产品的颗粒形态；PH值影响分散剂的稳定性，较低的PH值对分散体系有显著的破坏作用，较高的PH值会引起聚乙烯醇的部分醇解，影响分散效果及颗粒形态。
此外，水质还会影响粘釜及“鱼眼”的生成。
表2. 纯水指标三、聚合生产过程中常用的助剂氯乙烯悬浮聚合过程中，聚合配方体系或为改善树脂性能而添加各种各样的助剂，其中用得比较广泛的有以下几种：分散剂、引发剂、PH 值调节剂、终止剂、消泡剂等。
1.分散剂从悬浮聚合的成粒机理可见，分散剂的作用是稳定由搅拌形成的单体油珠，阻止油珠的相互聚集或合并。
分散剂的组合将影响到聚合产品的主要性能，如：表观密度、孔隙率、颗粒形态、粒径分布、“鱼眼”消失速度、热加工熔融时间乃至残留单体含量等。
常见的分散剂有：聚乙烯醇（PVA）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、甲基纤维素（MC）等。
表1.常用聚乙烯醇规格表2.羟丙基甲基纤维素的规格2.引发剂在氯乙烯悬浮聚合中，引发剂对聚合度无影响，而对调节聚合速率是重要的助剂，并对PVC颗粒形态有一定影响。
引发剂可分有机和无机两大类，有机类引发剂能溶于单体和油类中，适于悬浮聚合，无机类引发剂溶于水，适用于乳液聚合。
有机类引发剂又可分为过氧化物和偶氮化合物。
由于分子结构不同，其活性存在很大的差别，衡量引发剂活性的主要指标是半衰期。
半衰期是指其在氯乙烯聚合条件下，在该温度时分解一半量所需的时间，以小时为单位。
对同一种引发剂在不同的温度下有不同的半衰期，温度越高，半衰期越短，则活性越高；对不同引发剂，在相同温度下半衰期不同，半衰期越短，则活性越高。
一般以60℃时引发剂的半衰期作为划分活性高低的界限：半衰期大于6h为低活性引发剂，半衰期1-6h为中活性引发剂，半衰期小于1h为高活性引发剂。
引发剂具有自身分解的性质，为安全起见，应采用低温条件运输和贮存。
3.终止剂当聚合转化率达到80%-85%时，大分子游离基之间的歧化终止增加，易生成较多的支链结构，影响树脂的热稳定性。
因此，在聚合反应结束（釜压下降0.1-0.2MPa）时，立即加入终止剂，以使游离基反应停止，从大分子结构上减少支链来提高树脂热稳定性。
4.PH值调节剂聚合用水须经脱离子水，处理后的水中钙、镁等金属离子、氯根离子、碳酸根等离子基本除净。
在聚合加水时，空气中的二氧化碳很易溶入水中而降低水的PH值，一般常添加缓冲剂如碳酸氢钠（又称小苏打）来稳定体系的PH值。
5.消泡剂在聚合反应结束出料时，须回收未反应的单体，往往由于气体降压而引起体积的急剧膨胀和料层内液态单体的沸腾，使回收的气相单体夹带许多泡沫树脂，造成回收系统管道堵塞，因此在聚合釜出料之前应加入消泡剂。
四、影响聚合反应的因素1 .温度对聚合的影响①根据一般反应动力学其反应速度随温度上升而加速。
聚合温度每升高10℃，聚合速度约增加3倍。
②对聚合度的影响若温度升高，引发剂的引发速度加快，活性中心大大增加，因而使聚合物分子量缩小，黏度下降。
一般温度波动2℃，平均聚合度相差336，分子量相差21000左右，所以在工业生产时，在工艺设备固定的前提下，聚合温度几乎是控制PVC分子量的唯一因素。
而把引发剂浓度的改变作为调节聚合反应速度的手段。
因此必须严格控制聚合反应温度。
以求得分子量分别均匀的产品。
一般要求聚合釜温度波动±0.3℃。
表1.聚合温度与聚合度的关系2.PH值对聚合反应的影响聚合体系的PH值对聚合反应影响很大，一般必须严加控制。
一般的，PH值升高，引发剂分解速度加快，对缩短反应时间有好处。
但PH值＞8.5时，如果使PVA作分散剂，PVA中的酯基可继续醇解，使醇解度增加，从而使VCM液滴发生兼并，粒子变粗或结块。
PH值过低，影响分散剂的分散和稳定能力，用PVA作分散剂时，粘釜加剧。
PH值严重偏碱性时，分散剂的保胶能力对PVC树脂表观密度、吸油率的影响将被破坏，会出颗粒料。
3.搅拌对聚合反应的影响聚合釜的搅拌主要目的是使VCM单体均匀地分散成微小的液珠悬浮于水中，并得到预期大小和形状的PVC树脂粉，其二是使釜内物料在纵向、横向均匀流动和混合，有效地除去聚合热，使釜内温度均一。
搅拌作用影响到PVC颗粒的粒径和粒径分布、孔隙率极其相关性质。
从分散剂角度看，增加搅拌强度，将使液滴变细。
但强度过大，促使液滴碰撞而并粒，使颗粒变粗。
4.引发剂对聚合反应的影响引发剂的选择和用量对聚合反应、聚合物的分子结构和产品质量有很大影响。
①引发剂浓度和引发剂活性的影响引发剂分解活性高时，一般链引发速度也大，对同一种引发剂，链引发速率随温度而迅速增加。
引发剂用量多，单位时间内所产生的自由基也相应增多，故反应速度快，聚合时间短，设备利用率高。
但用量过多，反应激烈，不易控制，如反应热不及时移出，则温度、压力均会急剧上升，容易造成爆炸聚合的危险。
②不同引发剂对树脂质量的影响使用不同的引发剂不但可以决定氯乙烯单体聚合时分子间结合的方式和引发速度，而且也影响树脂质量。
引发剂还对PVC树脂的结构疏松程度以及颗粒尺寸均匀性有较大影响。
③引发剂的分类选择为了保证聚合反应和树脂质量，选择适当的引发剂是非常重要的。
常常由引发剂的半衰期来进行选择。
在聚合反应时，为使引发剂尽量分解完全，减少残存量，必须考虑单体在一定温度下，完全聚合反应的时间，例如：对氯乙烯聚合来说，反应时间通常为所用引发剂在同一温度下引发剂半衰期的三倍。
这样不仅可以利用半衰期来估算该引发剂在给定的温度下进行聚合反应的时间，而且当需要在一定温度一定时间内完成聚合反应时，可以根据引发剂的半衰期选择适当的引发剂。
如：当需要8h内完成氯乙烯聚合反应时，就得选择在给定温度下半衰期为8/3≈3h的引发剂。
5.分散剂对聚合反应的影响。
从悬浮聚合的成粒机理可以看出，分散剂的作用，是稳定由搅拌形成的单体油珠和阻止油珠的相互聚合和合并。
分散剂的组合将影响反应的正常进行，同时影响聚合产品的主要性能，如表观密度、孔隙率、颗粒形态、粒径分布、“鱼眼”消失速度，热加工熔融时间乃至残留单体含量等。
分散剂的水溶液具有保胶功能，作为高分子化合物的分散剂，其水溶液的黏度是依分子量（聚合度）而变化的，即黏度越大或分子量越高，吸附于氯乙烯—水相界面的保护膜强度越高，愈不容易发生膜破裂的并粒变粗现象。
分散剂的水溶液具有界面活性，分散剂水溶液的表面张力越小其表面活性就越高，所形成的单体油珠越细，所得到的树脂颗粒表观密度愈小，也愈疏松多孔。
分散剂加人的先后对PVC性能有一定的影响，一般来说先加分散剂后加VCM。
如果在加完VCM单体再加分散剂，则会使PVC“鱼眼”数增多，也会使PVC颗粒变粗。
6.水油比对聚合反应的影响。
在PVC悬浮聚合中，水是分散介质，并作为传热介质。
水油比就是指水和单体的质量比。
水油比的大小影响单体分散液滴的数量和大小，从而影响聚合体系的分散、合并速度、直至宏观成粒过程，最终集中反映到树脂的颗粒特性上。
随着水油比的降低，表观密度和吸油率都有明显的提高，一般水油比大，VCM分散好、传热好、反应易控制。
但为提高设备利用率，生成上尽量采用小水比。
随着水油比的缩小，体系中固体体积分数上升，当水油比小到一定值时，体系黏度骤升，因此，水油比不能无限缩小。
否则，由于体系黏度大，影响传热及搅拌均匀性（易发生分层现象），甚至爆聚结块。
五.影响聚氯乙烯颗粒形态的因素影响聚氯乙烯形态的主要因素有搅拌、分散剂、最终转化率、聚合温度、水比等。
①搅拌在氯乙烯悬浮聚合过程中，搅拌起着双重作用，液-液相分散、均匀物料、帮助传热、保持颗粒悬浮等。
搅拌作用影响到PVC颗粒的粒径和粒径分布、孔隙率极其相关性质。
对于同一装置，用转速来表征搅拌强度。
一般认为搅拌愈强烈，由剪切所形成的油珠愈细微，但也愈容易发生临界破裂的并粒，所以反应应在适宜的搅拌强度下进行。
②分散剂选择分散剂应该具有降低界面张力有利于液滴分散和具有保胶能力，以减弱液滴或颗粒聚并的双重作用。
在氯乙烯悬浮聚合中单一分散剂很难满足上述双重作用，为了制得颗粒疏松匀称、粒度分布窄、表观密度适合的PVC树脂，往往采用两种以上的分散剂复合使用，甚至还可添加少量表面活性剂作辅助分散剂。
分散剂在PVC树脂颗粒表面形成皮膜。
在聚合初期，水相中分散剂迅速吸附在单体液滴表面，最后形成皮膜。
③转化率要获得质量较好的疏松型树脂，必须使最终转化率控制在85%以下。
当聚合转化率达到80%-85%时，大分子游离基之间的歧化终止增加，易生成较多的支链结构，影响树脂的热稳定性。
④聚合温度在无链转移剂时，聚合温度是决定PVC树脂分子量的唯一因素。