氯化聚氯乙烯的制取及应用
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前言氯化聚氯乙烯(CPVC)塑料具有耐热、耐候、耐化学介质腐蚀、阻燃、阻烟及无色无味无嗅等优越的理化性能,是近几年来应用领域发展速度较快的新颖塑料材料。
由于美国、欧洲及日本等先进国家和地区对CPVC材料的研制和开发已经日趋成熟,所以CPVC塑料制品已具有一定的市场潜力,尤其是在中国这一庞大的塑料市场中,CPVC塑料尚属新产品、新材料,其利润空间和市场发展空间均有很大的吸引力。
本文通过对CPVC树脂及CPVC塑料制品的简要分析,帮助人们提高对这种新材料的认识。
1.CPVC树脂CPVC树脂是PVC树脂氯化改性的产物,其性能取决于PVC树脂本身及对PVC树脂进行氯化的氯化工艺。
1.1.PVC树脂PVC是氯乙烯聚合的产物,而目前氯乙烯的生成方法主要有电石法和石油(天然气)乙炔法等。
我国工业化生产PVC树脂的方法主要有石油(天然气)乙炔法、电石法及采购VCM单体进行聚合三种。
由于VCM的生产方法不同,相同聚合度的PVC树脂其分子构型及性能也略有不同,不容忽视的关键事实是:PVC树脂的结构与性能直接影响了对其氯化的工艺及氯化后的CPVC树脂的分子构型及性能。
相同氯含量的CPVC树脂由于PVC树脂的结构不同或氯化工艺不同,其性能上的差别是非常明显的。
具体表现在理化性能上的差别及加工性能上的差别。
图1至图4为PVC树脂颗粒的外部和内部形貌的电子照片。
它们的K值和聚合度相似,但分别为中国宜宾天源(本体聚合法)、中国齐鲁石化、日本信越、及中国北二化的产品。
图为PVC树脂颗粒的电子照片,其为中国北二化的产品1.2.CPVC树脂由于PVC树脂是工业化生产CPVC树脂的主要原料,所以对PVC树脂的选用显得尤为重要。
其结构必须是疏松状,且孔隙应适度。
目前CPVC树脂的生产主要采用水相悬浮法,在这一过程中,因为氯气在PVC 树脂中扩散速率对PVC的氯化速率有很大影响,这又要求PVC树脂的皮膜尽可能簿,且表面积要大,结构规整度要好。
塑料造粒机基础知识(十三)氯化聚氯乙烯cpvc性能和用途 - 副本
塑料造粒机基础知识(十三)氯化聚氯乙烯cpvc性能和用途1.1 什么是氯化聚氯乙烯?有哪些性能及用途?氯化聚氯乙烯 ( CPVC) 是由聚氯乙烯树脂经氯化改性后而得到的一种树脂。
与聚氯乙烯的不同之处是: 氯化聚氯乙烯中的氯含量高于聚氯乙烯中的氯含量(氯化聚氯乙烯中的氯含量为61% ~68% , 聚氯乙烯中的氯含量为57%左右) 。
l.性能氯化聚氯乙烯为白色粉末状物,相对密度为l.48 ~ l. 58,具有良好的粘结性、耐化学腐蚀性、耐老化性和电绝缘性,难燃;使用温度最高可达l00~ 105℃,熔融温度为110℃;含氯量最高为75% ,.随着含氯量的增加,制品的拉伸强度和弯曲强度也提高,但脆性也随之增大;洛氏硬度为ll7 ~l22HRR;制品在沸水中不变形; 但溶于酯类、酮类和芳香要空等多种有机溶剂。
原化工部标准 HG2002-1991中规定的 CPVC质量参数要求见表2-1l。
表2-ll原化工部氯化聚氯乙烯树脂标准(HG2002-l991)l.用途氯化聚氯乙烯树脂成型塑料制品所采用的生产方式和PVC树脂成型制品完全相同, 可用挤出法、注射法、粘结及纺丝法成型制品。
挤出法主要成型耐高温、耐酸、碱用管材和板材;电工行业中用于要求阻燃、耐热的 CPVC片、薄膜及电线绝缘护套等; 注射制品主要有要求绝缘性好、耐热的导体防护壳、电开关、电线槽及管接头等;另外,还可作涂料、纤维及与聚氯乙烯共混作 PVC的改性剂等。
但由于这种树脂塑化熔融温度要求较高, 又容易分解, 熔融料易粘在成型机械的工作表面上, 所以这种树脂的加工成型工艺条件要求较苛刻。
要求塑化成型设备的工作面表面粗糙度值低, 有镀铬层, 加工时需要加大热稳定剂强度, 原料在加工前应在80~90℃温度条件下干燥处理2 ~3h。
塑料造粒机图片。
聚氯乙烯合成方法及主要用途
聚氯乙烯氯乙烯单体制备:工业上制备氯乙烯的方法主要有乙炔法、联合法、乙烯氧氯化法、乙烯平衡氧氯化法等。
1、乙炔法乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯是最早实现工业化的方法乙炔可由电石(碳化钙)与水作用制的。
此法能耗大,目前用此法生产氯乙烯制造聚氯乙烯树脂厂家主要集中在我国,占我国聚氯乙烯树脂总量的70%。
2、联合法由石油裂解制得的乙烯经氯化后生成二氯乙烷,然后在加压条件下将其加热裂解,脱去氯化氢后得到氯乙烯,副产品氯化氢再与乙炔反应,又制得氯乙烯。
3、乙烯氧氯化法使用乙烯、氯化氢和氧气反应得到二氯乙烷和水,二氯乙烷再经裂解,生成氯乙烯。
副产品氯化氢再回收到氧氯化工段,继续反应。
4、乙烯平衡氧氯化法是将直接氯化和氧氯化工艺相结合。
乙烯与氯反应生成二氯乙烷,二氯乙烷裂解产生氯乙烯和氯化氢。
氯化氢与乙烯和氧气反应又生成二氯乙烷,二氯乙烷裂解再产生氯乙烯和氯化氢。
氯化氢回收后,继续参与氧氯化反应。
聚氯乙烯聚合工艺:在工业化生产氯乙烯均聚物时,根据树脂应用领域,一般采用五种方法生产,即本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、微悬浮聚合和溶液聚合。
(1)本体聚合法一般采用“两段本体聚合法”,第一段称为预聚合,采用高效引发剂,在62~75°C温度下,强烈搅拌,使氯乙烯聚合的转化率为8%时,输送到另一台聚合釜中,再加入含有低效引发剂的等量新单体,在约60°C温度下,慢速搅拌,继续聚合至转化率达80%时,停止反应。
本体聚合氯乙烯单体中不加任何介质,只有引发剂。
因此,此法生产的氯乙烯树脂纯度较高,质量较优,其构型规整,孔隙率高而均匀,粒度均一。
但聚合时操作控制难度大,聚氯乙烯树脂的分子量分布一般较宽。
(2)悬浮聚合法液态氯乙烯单体以水为分散介质,并加入适当的分散剂和不溶于水而溶于单体的引发剂,在一定温度下,借助搅拌作用,使其呈珠粒状悬浮于水相中进行聚合。
聚合完成后,经碱洗、汽提、离心、干燥得到白色粉末状聚氯乙烯树脂。
应用化工技术毕业论文设计
应用化工技术毕业论文设计毕业论文氯化聚氯乙烯的工艺研究以及其供需现状氯化聚氯乙烯的工艺研究以及其供需现状容摘要:介绍了氯化聚氯乙烯的生产情况、工艺技术、产品应用以及市场供求情况,分析了该产品的价格趋势及竞争能力,对发展我国氯化聚氯乙烯工业提出了建议。
介绍氯化聚氯乙烯树脂的性质特点、生产及加工方法和应用情况,指出了其发展前景。
关键词:氯化聚氯乙烯,聚氯乙烯,市场前景目录前言 (1)1聚氯乙烯的制备方法 (2)1.1气固相氯化法 (2)1.2溶剂法 (2)1.3水相悬浮法 (2)2 CPVC的性能特征与应用 (3)2.1 CPVC的性能特征 (3)2.2 CPVC的应用 (4)3氯化聚氯乙烯的加工 (5)3.1干燥 (5)3.2混料 (5)3.3成型 (6)3.3.1挤出成型 (6)3.3.2注射成型 (6)4氯化聚氯乙烯的市场与前景 (7)4.1国生产能力与产量 (7)4.2国需求 (7)4.3国外状况 (7)4.4竞争能力分析 (8)4.5发展建议 (8)5 结束语 (9)参考文献 (10)致 (11)前言氯化聚氯乙烯(CPVC)是以氯气和聚氯乙烯(PVC)为原料的耗氯产品,具有抗腐蚀、耐老化、难燃、电性能良好等特点。
(PVC)硬制品安全使用温度一般不超过60而℃,而氯化聚氯乙烯硬制品可在接近100℃的温度下长期使用,氯化聚氯乙烯是能在较高温度和较高压力下长期使用的为数不多的聚合物之一。
氯化聚氯乙烯不仅在常温下耐化学腐蚀性能优异,而且在较高温度下仍具有很好的耐酸、耐碱、耐化学药品性,性能优于PVC和其它树脂。
另外,氯化聚氯乙烯的机械强度是PVC的1.5倍, pp 和ABS 的2倍,特别是在100℃的温度下,氯化聚氯乙烯仍能保持很高的刚性,可充分满足在化工生产中对设备及管道等的要求。
并且,氯化聚氯乙烯不受自来水中余氯影响,不会出现裂痕和崩漏。
因此,氯化聚氯乙烯管道非常适用于民用冷热水管系统。
氯化聚氯乙烯产品在国外主要采用先进的水相悬浮法生产。
氯化聚氯乙烯树脂的工艺
2023-11-06•概述•原料与设备•生产工艺流程•产品质量控制•环境保护与可持续发展目•未来发展趋势与挑战录01概述氯化聚氯乙烯树脂(CPVC)是一种热塑性树脂,由聚氯乙烯(PVC)经氯化改性后得到。
CPVC具有更高的热稳定性、阻燃性和耐化学腐蚀性。
CPVC的分子结构中,氯原子取代了部分氢原子,使其具有更高的氯含量,从而提高了其性能。
定义与性质氯化聚氯乙烯树脂的用途CPVC在建筑、化工、汽车、电子、医疗等领域有广泛应用。
在建筑领域,CPVC可用于制造管道、阀门、密封件等;在化工领域,CPVC可用于制造涂料、粘合剂、离子交换树脂等;在汽车和电子领域,CPVC可用于制造电线绝缘层、电缆护套等;在医疗领域,CPVC可用于制造医疗器械、输液袋等。
CPVC的生产工艺主要包括以下步骤1. 聚氯乙烯(PVC)原料的准备和检验;2. PVC颗粒的氯化改性反应;3. 氯化聚氯乙烯树脂的分离和提纯;4. 氯化聚氯乙烯树脂的干燥和粉碎;5. 产品包装和检验。
在氯化改性反应中,PVC颗粒与氯气在一定温度和压力条件下反应,生成氯化聚氯乙烯树脂。
此反应为放热反应,需要控制温度和压力以保持反应的稳定性。
干燥和粉碎是将氯化聚氯乙烯树脂进一步处理成所需的产品形式,如颗粒状或粉末状。
干燥是为了去除树脂中的水分,粉碎是将大块树脂破碎成小颗粒或粉末。
产品包装和检验是为了保证产品的质量和性能符合要求。
包装方式需根据产品应用领域和客户要求进行选择,检验包括外观、尺寸、性能等方面的检测。
分离和提纯是关键步骤之一,需要将未反应的PVC颗粒、氯化物和其他杂质从氯化聚氯乙烯树脂中分离出来,以保证产品的质量和性能。
生产工艺简介02原料与设备氯化聚氯乙烯树脂生产的主要原料包括聚氯乙烯树脂、氯气、引发剂、分散剂等。
根据生产工艺要求,需要严格控制原料的质量和配比。
在原料准备过程中,需要对原料进行严格的检验,确保其质量符合生产标准。
同时,需要按照生产计划和库存情况,合理安排原料的采购和储存。
应用化工技术专业氯化聚氯乙烯实践报告
应用化工技术专业氯化聚氯乙烯实践报告1. 引言1.1 概述本篇报告基于应用化工技术专业的研究和实践经验,对氯化聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,PVC)进行了深入探讨和分析。
PVC作为一种重要的塑料材料,在工业生产和生活中有广泛的应用。
本报告将介绍PVC的理论基础、实践过程与方法以及结果与讨论,旨在提供关于PVC制备与性能评价的全面理解。
1.2 文章结构文章主要由以下几个部分组成:引言、理论基础、实践过程与方法、结果与讨论以及总结与展望。
在引言中我们将介绍本篇报告的概述和目的,为读者提供一个整体框架;理论基础部分将详细阐述PVC的基本概念、原理以及化工技术在其生产中的应用;实践过程与方法部分将描述具体操作步骤、试剂准备以及数据记录与分析方法;结果与讨论部分将对实验结果进行详细分析并就相关影响因素进行探讨;最后,在总结与展望中对当前成果进行总结评价,并提出存在问题及改进建议,同时对未来的研究方向进行展望。
1.3 目的本报告的主要目的是通过实践活动了解PVC的制备方法和其在化工技术中的应用。
通过对实验过程和结果的分析,我们将探讨PVC聚合反应以及与产品质量相关的因素,并对工艺参数进行探讨。
通过这些内容,我们可以更好地理解PVC的生产过程以及对其性能评价提供指导。
此外,本报告还旨在提供一份详尽准确的实践报告范例,供其他学习者参考和借鉴。
注:以上内容为文章“1. 引言”部分清晰撰写内容,请注意不要包含网址或其他外部资源链接。
2. 理论基础2.1 聚氯乙烯简介聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,简称PVC),是一种重要的塑料材料,具有良好的耐候性、耐腐蚀性和机械强度。
它由氯乙烯单体通过聚合反应制得。
PVC广泛用于建筑材料、包装材料、电线电缆绝缘层、衣物和医疗器械等领域。
2.2 氯化聚氯乙烯原理氯化聚氯乙烯(Chlorinated Polyvinyl Chloride,简称CPVC)是在聚氯乙烯分子链上引入少量氯原子而形成的改性聚合物。
氯化聚乙烯与氯化聚氯乙烯的制备工艺及其对产品性能的影响
氯化聚乙烯与氯化聚氯乙烯的制备工艺及其对产品性能的影响姜伟摘要:随着氯化聚乙烯(CPE)和氯化聚氯乙烯(CPVC)在工业领域的广泛应用,了解它们的制备工艺以及对产品性能的影响变得至关重要。
本研究通过对CPE和CPVC的制备工艺进行详细研究和分析,探索了不同工艺参数对其物理和化学性能的影响。
实验结果表明,制备工艺中的温度、压力和反应时间等因素对产品的结晶度、机械性能和阻燃性能有重要影响。
此外,本文还分析了CPE和CPVC 的热稳定性和耐化学性能,并探讨了其应用于管道、电缆和建筑材料等领域的潜在优势。
该研究为提高CPE和CPVC的生产工艺和产品质量提供了新的思路,并为进一步开发和利用这两种材料提供了参考依据。
关键词:氯化聚乙烯;制备工艺;产品性能引言氯化聚乙烯(CPE)和氯化聚氯乙烯(CPVC)作为重要的工业材料,在各个领域得到了广泛应用。
然而,了解其制备工艺及对产品性能的影响仍然具有重要意义。
本研究旨在深入探讨CPE和CPVC的制备工艺,着重研究不同工艺参数对产品性能的影响,并分析其在结晶度、机械性能、阻燃性能、热稳定性和耐化学性方面的表现。
通过对这些关键性能指标的评估,我们将为提高CPE和CPVC的生产工艺和产品质量提供新的思路,并促进其在管道、电缆和建筑材料等领域的更广泛应用。
1.CPE和CPVC的制备工艺1.1工艺参数的调控工艺参数的调控对氯化聚乙烯(CPE)和氯化聚氯乙烯(CPVC)的制备工艺至关重要。
温度是一个重要参数,它影响反应速率、聚合程度和产物的晶体结构。
压力则对反应平衡和产率有影响。
此外,反应时间的调节可控制聚合程度和分子量分布。
通过精确地调控这些工艺参数,可以优化CPE和CPVC的产率、质量和性能。
因此,在工艺开发和生产过程中,合理调控温度、压力和反应时间等工艺参数,是实现高质量CPE和CPVC产品的关键。
1.2制备工艺流程的介绍CPE和CPVC的制备工艺流程包括以下步骤:将乙烯单体与氯气进行氯化反应,生成氯化乙烯;然后将氯化乙烯与聚乙烯树脂在一定温度和压力下进行共聚反应,形成CPE。
氯化聚氯乙烯的制取及应用
添加一定量特别类型有机过氧化物作催化剂的 氯化工艺:于反应器中配制PVC在水介质中的悬浮 液,其中含有在40~90℃下半衰期为10 h的有机 过氧化物催化剂,其量与PVC的质量比为0.01~1 :100。用氮气置换出反应器中的氧气,在汞灯UV 照射下向悬浮液中通人氯气使PVC氯化成CPVC, 反应温度为40--90℃,当CPVC氯化度质量分数达 62%-70%时,停止汞灯UV照射并终止通氯,从而 使氯化终止。该法可缩短氯化反应时间从而提高生
氯化反应的有机过氧化物催化剂,在40~90℃ 的半衰期为10 h,可选用二酰基过氧化物、过氧二碳 酸酯、过氧酯、过氧缩酮等。如二正丙基过氧二碳酸 酯、二异丙基过氧二碳酸酯、1,1,3,3一四甲基丁基过 氧新癸酸酯、二(4一t一丁基环己基)过氧碳酸酯、1一环 己基一1一甲基乙基过氧新癸酸酯、二一2一乙氧基乙基过 氧二碳酸酯、----(2.乙基己基过氧):碳酸酯、£一己基 过氧新癸酸酯、二甲氧基丁基过氧二碳酸酯、二(3一 甲基一3一甲氧基丁基过氧)二碳酸酯、£.丁基过氧新癸 酸酯、2,4一二氯苯甲酰过氧化物、f一己基过氧戊酸 酯、f一丁基过氧戊酸酯、3,5,5一三甲基己酰基过氧化 物、辛酰基过氧化物、月桂酰过氧化物、硬脂酸过氧 化物、1,1,3,3一四甲基丁基过氧~2一乙基已酸酯、丁二
我国CPVC已有小规模生产,总生产能力约为 3 000 t/a,生产厂家主要有无锡电化厂、莱州化工 厂、锦西化工总厂等。无锡电化厂研制的水相悬浮 氯化法省去了溶剂的回收工序,制得的CPVC树脂 与日本钟渊公司的H627,H899牌号的结构与性能 基本一致。其余厂家仍主要采用四氯化碳溶剂法, 生产成本高,产品质量差,且大部为均质CPVC,用 于油漆、粘合剂等领域。非均质尚处于开发阶段,作 为合成材料加工改性剂、高性能管材、型材等则大量 进口解决,市场缺口大。CPVC的进口量在4 500 t/a以上。预计2001年后全国的Cn,C用量将达 2万t/a以上。潍坊亚星化学股份有限公司将建一 套6 000 t/a的CPVC生产装置,总投资5 813万元。 该公司还将引进国外CPVC制品改性技术、挤出技 术、注模技术和配方等生产技术及设备,新建6条 CPVC制品生产线,共6 600 t/a的CPVC制品,总 投资6 147.2万元。西安化工厂引进日本水相法生 产工艺及关键设备,合资建1万t/a CPVC生产装 置,总投资2 500万元。 2工艺改进
浅析氯化聚乙烯的生产工艺及其应用
浅析氯化聚乙烯的生产工艺及其应用氯化聚乙烯,又称聚氯乙烯或PVC,是一种重要的合成树脂材料。
它具有优良的物理性能和化学稳定性,因而在建筑、电子、医疗、包装等众多领域得到广泛应用。
本文将就氯化聚乙烯的生产工艺及其应用进行浅析,以便更好地了解这种重要的合成树脂材料。
一、氯化聚乙烯的生产工艺1. 原料准备氯化聚乙烯的生产原料主要包括乙烯和氯气。
乙烯是一种无色、无味、可燃的气体,是石油加工过程中的主要产品之一。
氯气是一种常见的工业气体,具有刺激性气味,并且具有强烈的腐蚀性。
在生产过程中,乙烯和氯气按一定的比例混合,并经过反应制得氯化聚乙烯。
2. 聚合反应氯化聚乙烯的生产主要采用乙烯氯化聚合法。
这个过程中,乙烯和氯气在催化剂的作用下进行氯化聚合反应,生成氯化聚乙烯。
催化剂通常采用过渡金属催化剂,如钛、铬或锌等。
聚合反应一般在高温高压下进行,反应温度通常在50-70℃之间,反应压力则在10-20MPa之间。
这个过程中,聚合率、密度、分子量分布等因素会影响氯化聚乙烯的性能。
3. 加工成型生产的氯化聚乙烯通常还需要经过加工成型才能得到最终的产品。
加工成型的方法主要包括挤出、注塑、吹塑、压延等,根据最终产品的形状和规格进行选择。
在加工成型过程中,可以通过添加助剂、填料和改性剂等,使得氯化聚乙烯的性能更加优良,以满足不同领域的需求。
以上就是氯化聚乙烯的生产工艺的简单介绍,下面将来看一下氯化聚乙烯在各个领域的应用。
1. 建筑材料氯化聚乙烯是建筑行业中广泛使用的材料之一。
它的耐候性、耐热性、抗老化性和机械性能都非常优异,因而在建筑材料中得到了广泛的应用。
氯化聚乙烯可以用于制造地板、墙板、窗框、排水管道、防水材料等。
在建筑行业的应用中,氯化聚乙烯制品所占比例不断增加,成为建筑行业的主要材料之一。
2. 包装材料由于氯化聚乙烯具有良好的韧性和耐腐蚀性,因此在包装材料中得到了广泛的应用。
氯化聚乙烯可以用于制造瓶子、塑料袋、塑料薄膜、塑料泡沫等包装材料,被广泛用于食品、医药、化妆品、日用品等领域。
氯化聚乙烯 用途
氯化聚乙烯用途1.引言氯化聚乙烯(CPE)是聚乙烯在一定温度和压力下与氯气反应而得到的氯化聚合物,常常用于增强材料和弹性体中。
CPE的优越性能使其成为工业生产中不可替代的材料之一。
本文将从CPE的物理化学性质、制备方法及应用领域等方面进行介绍,并分析其在实际生产中的应用。
2.CPE的物理化学性质CPE的分子结构中含有其它官能基团,它们与氯原子结合,使其在分子内形成交联和分支,以及其水解性和抗紫外线性较强等特点,使得CPE的加工性和物理机械性质得到了加强和改善。
CPE分子链与分子链之间通过氯原子发生交联,形成网络结构,而且分子链之间还有不少侧支构型,单体基团的多样性对于物理化学性能影响较大,所以CPE 具有优异的润滑性、难燃性、耐磨损等性能。
3.CPE的制备方法CPE的制备方法主要有三种:气相氯化法、溶液聚合法和乳液聚合法。
气相氯化法是将聚乙烯原料通过加热转变为气态,然后在一定的压力下,经过高能量的离子化反应,氯气与气态的聚乙烯产生反应。
该方法工艺成本高,但能够得到高质量的CPE产品。
溶液聚合法和乳液聚合法则需要低能耗的条件,主要是通过控制过渡金属离子及其配体的影响,在常压常温下完成氯化作用。
两种方法的产品性质总体相似,但相比较溶液法,乳液法具有生产成本低、环保性能好等优势,因此在实际生产中使用更为广泛。
4.CPE的应用领域CPE被广泛应用于橡胶、塑料、粘合剂、涂料、电线电缆、建材等多个领域。
其中,最主要的应用方向是橡胶增强剂和塑料改性剂。
在橡胶工业中,将CPE作为增强剂,不但增加产品的硬度、裂化韧度以及强度和耐磨性等优良特性,而且有助于降低成本,提高生产效率,提高企业的竞争力。
在塑料工业中,使用CPE作为改性剂,能够增加耐低温、抗老化、耐腐蚀、耐酸碱等性能,因而在电缆、管道、隧道、人行道、地板等方面应用十分广泛。
5.CPE的发展前景随着世界经济一起发展,高性能聚合物材料进入了各个行业的生产中,CPE由于其良好的加工性能和物理化学性能而成为一种重要的材料。
浅析氯化聚乙烯的生产工艺及其应用
浅析氯化聚乙烯的生产工艺及其应用氯化聚乙烯(CPVC)是一种重要的高分子材料,在建筑、化工、电力、航空、轻工等领域都有广泛应用。
本文将从生产工艺、性能特点和应用领域三个方面进行浅析。
一、生产工艺氯化聚乙烯是通过向聚乙烯分子中引入氯原子而得到的,氯原子可与乙烯分子上的氢原子反应,使其变为氯代乙烯。
CPVC的生产工艺可分为两种类型,一种是SUSPENSION法,一种是MELT-PHASE法。
SUSPENSION法将乙烯单体、氯气、过氧化二异丙苯等混合物通入反应器中进行聚合。
反应器内有搅拌装置,使聚合体保持悬浮状态。
反应结束后,聚合物颗粒被离心分离、洗涤后经过干燥旋转筒后制得。
MELT-PHASE法是将固体的聚乙烯料加热至熔融状态,并通入氯气进行氯化反应。
MELT-PHASE法相较SUSPENSION法制得的CPVC具有更好的热稳定性和流变性能。
二、性能特点CPVC的热稳定性能比聚氯乙烯(PVC)更好,其玻璃转化温度(Tg)约为90℃,使用温度可达到100℃-120℃。
在高温、高压、高速的条件下,其机械性能不会发生明显的下降,更适用于高强度工程塑料领域。
CPVC也具有极好的防水性能,在潮湿、通风差的环境下使用也不易老化、腐蚀。
三、应用领域1. 建筑领域CPVC可作为给水管、热水管、下水管等建筑材料。
其优异的耐高温性能对于热水管和供水管的安全使用至关重要,CPVC管道因此成为越来越受人们喜爱的管材。
该材料用于建筑外挂式设备的管道系统,能够承受强颤振和高温高压。
2. 化工领域化工领域的各种制造工艺涉及到的反应介质包括酸、碱、盐水和有机溶剂。
这些介质在不同温度、压力下会产生腐蚀性,CPVC管材的使用可以避免此类腐蚀,因此广泛应用于化工领域的管道系统中。
3. 电力领域CPVC管道被广泛地应用于供热及空调风管系统,其可以防止管道锈蚀及减少维护成本。
4. 航空和轻工领域CPVC材料被广泛地应用于轻工业和航空领域,可用于生产飞机、火车和汽车等的配件。
氯化聚氯乙烯生产与应用
杭州化工2002.32(2)氯化聚氯乙烯生产与应用吕咏梅(中石化南京化工厂,南京210038)摘要:介绍氯化聚氯乙烯生产方法、应用与市场,并对氯化聚氯乙烯的发展前景进行评述与展望。
关键词:氯化聚氯乙烯氯化聚氯乙烯(简称CPvc)是PVC的一个改性品种,其耐候性、耐蚀性、耐老化性和阻燃自熄性等性能远远优于普通的PVC树脂,由其制成的管、板、注塑件广泛应用于化工、建筑、冶金、造船、电子电器、合成纤维等领域,作为一种性能优异的新型合成高分子材料具有广阔的发展前景。
1合成技术的CPvC氯原子在分子链上分布较均匀,得到均质氯化产物,因此溶解性好,易溶于多种有机溶剂,主要用于制造油漆、合成纤维、粘合剂等。
水相悬浮法生产的cPvC,为非均质氯化物,其溶解度低、耐热性能好,适合制造耐热硬质材料代替PvC使用。
固相法制得的CPVC也是非均质氯化物,该法与水相悬浮法相比设备简单、流程短、产品成本低,但是原料易碳化,质地较脆,产品质量不稳定,工艺技术难度氯化聚氯乙烯因为氯化介质不同分为溶剂法、较大,规模化生产仍存在一定难度。
目前根据市场水相悬浮法和固相法三种,不同的生产方法得到的对CPvC的产品要求,产品主要有以下7个类型:树CPVC在性能上也存在着较大的差异。
溶剂法生产脂基料;浇铸树脂;模塑或挤出料;有机溶胶或塑溶我国乳酸生产厂有10多家,总生产能力为2.5~[1]史铁钧,董智贤.聚乳酸的性能、合成方法及应用.化工新型材3.0万t/a,而乳酸除直接用作食品添加剂外,还有乳料·2001,29(5):13—15·酸酯、乳酸盐等后续产品,但产量均小,难以刺激市‘21慧妻:篡国,’刘家永·降解塑料的研究与发展·河南化工’场。
以乳酸发展聚乳酸是个理想的选择,聚乳酸作为[3]萧荔.生物降解聚合物的研究概况及应用前景.福建化工’一个新型的生物可降解塑料在我国有广阔的发展前200l,(3):33—37.景。
氯化聚氯乙烯(CPVC)塑料及其制备方法和应用
前言氯化聚氯乙烯(CPVC)塑料具有耐热、耐候、耐化学介质腐蚀、阻燃、阻烟及无色无味无嗅等优越的理化性能,是近几年来应用领域发展速度较快的新颖塑料材料。
由于美国、欧洲及日本等先进国家和地区对CPVC材料的研制和开发已经日趋成熟,所以CPVC塑料制品已具有一定的市场潜力,尤其是在中国这一庞大的塑料市场中,CPVC塑料尚属新产品、新材料,其利润空间和市场发展空间均有很大的吸引力。
本文通过对CPVC树脂及CPVC塑料制品的简要分析,帮助人们提高对这种新材料的认识。
1.CPVC树脂CPVC树脂是PVC树脂氯化改性的产物,其性能取决于PVC树脂本身及对PVC树脂进行氯化的氯化工艺。
1.1.PVC树脂PVC是氯乙烯聚合的产物,而目前氯乙烯的生成方法主要有电石法和石油(天然气)乙炔法等。
我国工业化生产PVC树脂的方法主要有石油(天然气)乙炔法、电石法及采购VCM单体进行聚合三种。
由于VCM的生产方法不同,相同聚合度的PVC树脂其分子构型及性能也略有不同,不容忽视的关键事实是:PVC树脂的结构与性能直接影响了对其氯化的工艺及氯化后的CPVC树脂的分子构型及性能。
相同氯含量的CPVC树脂由于PVC树脂的结构不同或氯化工艺不同,其性能上的差别是非常明显的。
具体表现在理化性能上的差别及加工性能上的差别。
图1至图4为PVC树脂颗粒的外部和内部形貌的电子照片。
它们的K值和聚合度相似,但分别为中国宜宾天源(本体聚合法)、中国齐鲁石化、日本信越、及中国北二化的产品。
图为PVC树脂颗粒的电子照片,其为中国北二化的产品1.2.CPVC树脂由于PVC树脂是工业化生产CPVC树脂的主要原料,所以对PVC 树脂的选用显得尤为重要。
其结构必须是疏松状,且孔隙应适度。
目前CPVC树脂的生产主要采用水相悬浮法,在这一过程中,因为氯气在PVC 树脂中扩散速率对PVC的氯化速率有很大影响,这又要求PVC树脂的皮膜尽可能簿,且表面积要大,结构规整度要好。
氯乙烯生产工艺介绍
氯乙烯生产工艺介绍氯乙烯是一种广泛应用于塑料工业的有机化工产品,其主要用途是生产聚氯乙烯(PVC)塑料,被广泛应用于建筑、电子、汽车等行业。
以下是氯乙烯的生产工艺介绍。
一、氯乙烯的制备方法氯乙烯的制备主要有两种方法:氯化乙烯法和吸收法。
氯化乙烯法是指通过气相氯化法将乙烯与氯气反应生成氯乙烯。
该方法是目前主要的生产方法,具有投资低、能耗低、生产周期短等优点。
具体步骤如下:1.将乙烯和氯气混合后送入氯化塔,加热至300~500℃。
2.在氯化塔中发生氯化乙烯反应,生成氯乙烯。
3.通过减压脱氯来分离氯乙烯和未反应的乙烯、氯气和副产物。
4.进一步通过含氧化剂的氧化反应,将残余的乙烯和氯气转化为次氯酸乙烯,再经过加热、水洗、脱水和分离等步骤,最终得到纯度较高的氯乙烯。
吸收法是指将裂解氯乙烯废气中的氯化氢吸收并与乙烯反应生成氯乙烯。
该方法主要用于废气的处理和资源化利用,具有环保性好、能耗低等优点。
具体步骤如下:1.将氯乙烯裂解产生的废气通过喷淋塔进行吸收,使氯化氢和乙烯反应生成氯乙烯。
2.废气中残余的乙烯和氯化氢通过减压脱氯塔分离,其中乙烯回收重复使用,氯化氢则用于其他反应。
3.进一步通过加压加热、脱水和分离等步骤,最终得到纯度较高的氯乙烯。
二、氯乙烯的后处理1.脱气:将生产的氯乙烯通过脱气塔去除其中的余氯,使其纯度进一步提高。
2.分离:将脱气后的氯乙烯进行分离,得到纯净的氯乙烯产品。
3.储存和运输:将纯净的氯乙烯储存于贮槽中,通过管道或槽车进行运输。
三、氯乙烯生产工艺的优化与改进1.节能减排:通过控制反应条件、改进废气处理设备等措施,减少能耗并降低废气排放量,提高生产的环保性。
2.优化产能:通过改进反应设备和工艺条件,提高产能,实现规模经济效益。
3.改进催化剂:研发更高效的催化剂,提高反应的转化率和选择性。
4.氯乙烯废气资源化利用:通过吸收法等方法将废气中的氯化氢回收利用,可能的再利用包括氯化乙烯生成的氯乙烯、氯化氢气体以及氯化氢和乙烯反应生成的氯乙烯等。
CPVC氯化聚氯乙烯工业生产中常用的方法及实际生产中常见的问题
CPVC广泛应用于各种挤出制品:管材、板材、型材、片材等。其应用场合主要是一些化学工业腐蚀环境、有消防要求的场所、有耐热要求的场合,而普通PVC树脂的性能达不到要求。
CPVC-氯化聚氯乙烯的应用行业CPVC Applications
CPVC管材
在高温流体(如热水)输送和电力电缆管材中具有广泛的发展前景。CPVC管材主要应用于以下几方面
消防材料
因CPVC具有优良的阻燃性和消烟性,使其成为具有严格消防要求的塑料产品的首选,包括电子电气产品的包装、建筑装潢、交通设施、航空等领域。
注塑制品
CPVC树脂可用于生产供水管的管件、过滤材料、脱水机等,还可以生产电器与电子零件如电线槽、导体的保护层、开关、保险丝的保护盖、电缆绝缘材料等。
压延薄板
与PVC相比,氯化聚氯乙烯CPVC的含氯量进一步增加,致使其分子结构的不规整性增大,分子链的极性增强,分子间的作用力增大,从而达到了改性的目的:
提高了耐热温度:CPVC产品的最高使用温度可以达到110℃,比PVC提高了30~40℃;
提高了化学稳定性:改善了PVC的抗化学性能及抗腐蚀性能,能抗酸、碱、盐、脂肪酸盐、氧化剂、卤素等的化学腐蚀;
发泡材料
CPVC发泡材料的耐热性优于PVC发泡材料,高温时的收缩率很小,可以作为热水管、蒸汽管道的保温材料等。氯含量大于60%的CPVC对溶剂的保持性相当好,可以把CPVC置于加热时能产生气体的溶剂中发泡,能得到均一、微孔的发泡气体,可以用沸点在50~160℃的烃类、醚类、醛类等溶剂做发泡剂。
其它应用
可用于制造耐化学品、耐腐蚀的化工设备,比如反应器、阀门、电解槽等。
复合材料
由CPVC和某些无机或有机纤维组成的复合材料抗冲击性能好,耐热性也比其它树脂的复合材料好,可以制成板材、管材、波纹管、异型材等。
应用化工技术专业氯化聚氯乙烯实践报告
应用化工技术专业氯化聚氯乙烯实践报告
1. 实践目的
- 了解聚氯乙烯的生产工艺和性能特点
- 掌握聚氯乙烯的氯化反应原理和操作步骤
- 培养学生的实践动手能力和安全生产意识
2. 实验原理
- 聚氯乙烯是一种重要的热塑性塑料,通过将乙烯单体聚合而成。
- 氯化反应是通过将聚氯乙烯与氯气在高温下反应,引入氯原子,从而改变其性能。
- 氯化程度越高,聚氯乙烯的热稳定性、化学稳定性和阻燃性能越好。
3. 实验步骤
- 准备工作:准备好聚氯乙烯粒子、反应釜、氯气钢瓶等原材料和设备。
- 装料:将一定量的聚氯乙烯粒子装入反应釜中。
- 加热:将反应釜加热至120-180℃的反应温度。
- 通入氯气:缓慢通入氯气,控制气流速率和压力。
- 反应:保持一定温度和氯气流量,使聚氯乙烯发生氯化反应。
- terminationation:达到预设氯化程度后,停止通入氯气,冷却反应釜。
- 卸料:将氯化后的产品卸出反应釜,进行后续加工。
4. 实验数据
- 原料用量:聚氯乙烯粒子10kg,氯气2kg
- 反应条件:温度150℃,氯气流量0.5L/min,反应时间5h
- 产品性能:氯含量增加5%,热稳定性和阻燃性能提高
5. 实验结论
- 通过对聚氯乙烯进行氯化反应,可以有效改善其热稳定性、化学稳定性和阻燃性能。
- 氯化反应温度、氯气流量和反应时间是影响产品性能的关键因素。
- 实践操作加深了对聚氯乙烯生产工艺的理解,培养了安全生产意识。
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化学推进剂与高分子材料
2002年第2期
的CPVC在模塑过程中的热稳定性和初色相可能 恶化;在0.03~0.5份时,可显著缩短氯化反应时间 而又不会使初色相和热稳定性恶化。
CPVC的氯化度可控制在60%~73%。氯化 反应时应使用汞灯UV照射。若只用有机过氧化物 催化剂而不用汞灯UV照射,则氯化反应的速度非 常慢L9J。不同氯化反应条件的结果示于表1。PvC 原料物性对CPvC性能影响结果示于表2。
早期采用溶液法生产CPVC,以氯仿和四氯化
万方数据
碳为溶剂,溶解PVC后进行氯化反应。后改用悬浮 (分散)氯化,在溶胀剂(如氯仿)存在下,将PVC分 散在水中,用大量过剩氯气在较低温度(低于60℃) 和紫外线(UV)照射下进行氯化。悬浮氯化CPVC 的溶解性能较差,但热稳定性较好。水相法生产 CPVC已有不同的工艺。在汞灯UV照射下氯气通 入PVC的水悬浮液,为缩短氯化反应时问以提高生 产效率,可增加汞灯UV照射强度同时升高氯化反 应过程的温度。该法获得的CPVC在保持PVC优 良特性的同时,其抗热性胜过PVC,但热稳定性不 如PVC。在模塑过程中容易受热分解,对于模塑过 程较长的制造工艺会出现变色,发生模塑产品部分 色相改变等【1,2 J。添加pKa值低于7.0的中和剂 如柠檬酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸铵、柠檬酸镁和柠檬 酸锂,中和氯化聚氯乙烯树脂来增加其热稳定度和 不易降解性【3l。氯乙烯单体聚合时加入交链剂,制 得的交链型氯化聚氯乙烯与非交链的相比改善_『软 化强度,从而改善其加工性能【4|。CPVC制备过程 中,加入羟丙基甲基醚等可改善聚合物的色相。当 用聚乙烯醇制备的PVC时,制备出低相对分子质量 的CPVC色值较高,DE值为18.51。若用羟丙基甲 基纤维素醚代替聚乙烯醇,则制得很低色值的 CPVC,DE值为0D J。
万方数据
3,3,5一三甲基环己烷等。这些催化剂可单独使用, 也可两个或多个类别的化合物结合使用…8。
为改善氯化反应产物的沉淀性,使获得的 CPVC具有优良的自由流动性和初色相,并在热模 塑中具有好的热稳定性,采用具有平均粒子直径不
低于150胛、孔隙度不低于0.15 ml儋、体积密度不
低于0.549/ml的PVC为原料,并添加聚乙烯醇作 悬浮剂、巯基乙醇作链转移剂。该链转移剂可选用 2一巯基乙醇、3.巯基丙醇、硫代丙烯乙二醇、硫代丙 三醇、硫代乙二醇酸、硫代氢丙烯酸、硫代乳酸、硫代 苹果酸、硫代醋酸、异辛基硫代乙二醇酯、正丁基3. 巯基丙酸酯、正丁基硫代乙二醇酯、乙二醇二巯基醋 酸酯、三羟基丙烷三硫代乙二醇酯、烷基巯醇及类似 物。 4制取方法及结果
192
194
251
387 无降落 184
CPVC复合物的
自由流动性/s
222
226
239
299 无降落 212
aWC的热稳定性
(变黑时间/min) 105
105
105
90
105
90
CPVC的初色相 (压片版:“a”值) 1.5
1.6
1.1
2.9
1.2
3.4
表2表明,采用具有平均粒子直径不低于150 /art、孔隙度不低于0.15 ml/g、体积密度不低于0.54 g/ml PVC为原料,可避免漂浮物生成,且制得的 CPVC具有优良的自由流动性和初色相,在热模塑 中热稳定性好。 5产品应用
加入催化剂可加快氯化反应。几种有机过氧化 物催化剂半衰期为10 h的温度如下:(A)3,5,5一三 甲基己酰基过氧化物10 h半衰期的温度为59.4 ℃;(B)£一丁基过氧新癸酸酯10 h半衰期的温度为 46.4℃;(C)t-己基过氧戊酸酯10 h半衰期的温度 为53.2℃;(D)1一环己基一l一甲基乙基过氧一2.乙基己 酸酯10 h半衰期的温度为67.5℃;(E)n一枯基过氧 新癸酸酯10 h半衰期的温度为36.5℃;(F)1,l一二 (f一丁基过氧)环癸烷10 h半衰期的温度为95.0℃。 使用能溶于水的有机过氧化物能更有效地缩短氯化 反应时间。在氯化反应开始之前将有机过氧化物加 入反应器水介质中,其用量与PVC的质量比为每 100份PVC用0.01~1份。低于0.01份时,不能 起到缩短氯化反应时间的作用;而超过1份时,获得
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化学推进剂与高分子材料
2002年第2期
氯化聚氯乙烯的制取及应用
游贤德
(黎明化工研究院洛阳471001)
摘要介绍氯化聚氯乙烯树脂新的制取方法及产品应用市场开发。着重介绍了水相法制取氯化度为 质量分数60%-73%的氯化聚氯乙烯树脂。将聚氯乙烯树脂悬浮于水介质,在40~90℃和汞灯Uv照射 下向反应器中通入氯气反应。氯化反应开始之前加入有机过氧化物作催化剂,可缩短氯化反应时间。当 采用具有特定粒径、孔隙度PVC为原料,并添加聚乙烯醇作悬浮剂、巯基乙醇作链转移剂,制得的氯化聚氯 乙烯树脂热稳定性好,并具有优良的自由流动性。
我国CPVC已有小规模生产,总生产能力约为 3 000 t/a,生产厂家主要有无锡电化厂、莱州化工 厂、锦西化工总厂等。无锡电化厂研制的水相悬浮 氯化法省去了溶剂的回收工序,制得的CPVC树脂 与日本钟渊公司的H627,H899牌号的结构与性能 基本一致。其余厂家仍主要采用四氯化碳溶剂法, 生产成本高,产品质量差,且大部为均质CPVC,用 于油漆、粘合剂等领域。非均质尚处于开发阶段,作 为合成材料加工改性剂、高性能管材、型材等则大量 进口解决,市场缺口大。CPVC的进口量在4 500 t/a以上。预计2001年后全国的Cn,C用量将达 2万t/a以上。潍坊亚星化学股份有限公司将建一 套6 000 t/a的CPVC生产装置,总投资5 813万元。 该公司还将引进国外CPVC制品改性技术、挤出技 术、注模技术和配方等生产技术及设备,新建6条 CPVC制品生产线,共6 600 t/a的CPVC制品,总 投资6 147.2万元。西安化工厂引进日本水相法生 产工艺及关键设备,合资建1万t/a CPVC生产装 置,总投资2 500万元。 2工艺改进
氯化反应使用的PVC是氯乙烯单体的聚合物。 该氯乙烯类单体中,包括氯乙烯单体和可与氯乙烯 单体共聚的其他单体。可与氯乙烯单体共聚的单体 如乙烯、丙烯、乙烯乙酸酯、氯丙烯、芳基氯化物、丙 烯基甘油基醚、芳基甘油基醚、丙烯酸酯、甲基丙烯 酸酯、乙烯基醚等,可单独使用,也可两个或多种单 体结合使用,其用量与氯乙烯单体的质量比为0~ 20:100。PVC的制备方法可任选用悬浮聚合、乳液 聚合、本体聚合和溶液聚合等。PVC的平均聚合度 无特别限制。若以获得的CPVC用于管、管接头、 工业板材、薄板等为目的,则平均聚合度应在400 2000。当平均聚合度低于400时,模塑产品的冲击 强度趋于恶化;当平均聚合度超过2 000时,CPVC 的熔融粘度增高致使加工困难。
PVC的平均 聚合度
氯化反应过程 的沉淀趋势
0.196 0.180 0.172 0.177 0.196 0.100
0.563 0.570 0.518 0.558 0.505 0.596
1 000 好
1 000 1 000 1 000 1 000 1 000
:
好
好
好
坏
好
CPVC树脂的 自由流动性,Is(总第86期)化学来自进剂与高分子材料· 17·
产效率,并使获得的CPVC热稳定性较好,在模塑 过程中不会发生受热分解和变色现象【6j。
采用具有平均粒子直径不低于150 pm、孔隙度 不低于0.15 ml儋、体积密度不低于0.54 g/ml PVC 为原料,并添加聚乙烯醇作悬浮剂、巯基乙醇作链转 移剂,向PVC水悬浮液中通人氯气,在汞灯Uv照 射下,于40~90℃进行氯化反应,可避免漂浮物生 成,且制得的CPVC具有优良的自由流动性和初色 相,在热模塑中热稳定性好,不易焦化变色Ⅲ。 3原料选择
添加一定量特别类型有机过氧化物作催化剂的 氯化工艺:于反应器中配制PVC在水介质中的悬浮 液,其中含有在40~90℃下半衰期为10 h的有机 过氧化物催化剂,其量与PVC的质量比为0.01~1 :100。用氮气置换出反应器中的氧气,在汞灯UV 照射下向悬浮液中通人氯气使PVC氯化成CPVC, 反应温度为40--90℃,当CPVC氯化度质量分数达 62%-70%时,停止汞灯UV照射并终止通氯,从而 使氯化终止。该法可缩短氯化反应时间从而提高生
氯乙烯聚合制PVC:装有搅拌器的不锈钢压力 釜中加入物料的质量比为120份去离子水、0.08份 聚乙烯醇(水解度摩尔分数79.5%,20℃、4%水溶 液粘度41.0 mPa·s)、0.004份2一巯基乙醇和0.04 份特丁基过氧新癸基酯油溶性聚合引发剂。抽除釜 中空气后,加压注入100份氯乙烯。聚合反应在58 ℃搅拌下进行5 h,得到PVC。
酸过氧化物、2,5一二甲基一2,5.二(2一乙基己酰基过 氧)己烷、1一环己基一1。甲基乙基过氧一2一乙基己酸酯、 £.已基过氧一2.乙基己酸酯、f一丁基过氧。2一乙基己酸 黪,劢.罗苯助基和苯酰基过氧化物、f一丁基过氧异 丁酸酯、1,1一二(£一己基过氧)3,3,5一三甲基环己烷、 1,1一二(f一己基过氧)环己烷、1,1一二(£一丁基过氧)
氯化反应的有机过氧化物催化剂,在40~90℃ 的半衰期为10 h,可选用二酰基过氧化物、过氧二碳 酸酯、过氧酯、过氧缩酮等。如二正丙基过氧二碳酸 酯、二异丙基过氧二碳酸酯、1,1,3,3一四甲基丁基过 氧新癸酸酯、二(4一t一丁基环己基)过氧碳酸酯、1一环 己基一1一甲基乙基过氧新癸酸酯、二一2一乙氧基乙基过 氧二碳酸酯、----(2.乙基己基过氧):碳酸酯、£一己基 过氧新癸酸酯、二甲氧基丁基过氧二碳酸酯、二(3一 甲基一3一甲氧基丁基过氧)二碳酸酯、£.丁基过氧新癸 酸酯、2,4一二氯苯甲酰过氧化物、f一己基过氧戊酸 酯、f一丁基过氧戊酸酯、3,5,5一三甲基己酰基过氧化 物、辛酰基过氧化物、月桂酰过氧化物、硬脂酸过氧 化物、1,1,3,3一四甲基丁基过氧~2一乙基已酸酯、丁二