氯化聚氯乙烯(CPVC)树脂的生产研究

氯化聚氯乙烯(CPVC)树脂的生产研究

【摘要】本文介绍了国内氯化聚氯乙烯(CPVC)树脂的发展概况，并从生产工艺、反应机理等方面详细介绍了氯化聚氯乙烯生产的可行性。

【关键词】聚氯乙烯；氯化聚氯乙烯

氯化聚氯乙烯（简称CPVC）,又名过氯乙烯。CPVC能耐大多数的酸、碱、盐，具有很好的耐化学腐蚀性。CPVC的耐热温度要比聚氯乙烯（简称PVC）高30～40℃，与其他高分子材料相比具有良好的耐热性。CPVC应用范围十分广泛，主要用于管件、注塑成型、还可用于氯化纤维的改性、制造复合材料、发泡材料、涂料及粘合剂等。CPVC还可用作塑料的改性剂，它与热塑性或者热固性的塑料共混制造合金，可改善这些材料的性能，使之成为性能更为优越的工程塑料。

我国CPVC的生产厂家一般规模较小，质量档次不高，应用开发力度不够，使我国应用于管材、硬质品方面的CPVC大量依赖进口。因此，扩大氯化聚氯乙烯的生产及加快开发速度是我国当前面临的首要问题。

(4)卓越的耐候性和耐腐蚀性:

CPVC不仅耐紫外线和大气老化,常温下还耐各类酸、碱介质,即使100℃仍耐次氯酸钠溶液、乳酸、稀碱液等介质。

CPVC是PVC氯化改性的产物，其关健技术是PVC初级粒子的形态及氯化条件，CPVC的性能决定于两个因素：氯的含量和氯在CPVC分子链上的分布。所以相同氯含量的CPVC会由于氯原子的分布不一样而产生较大的性能差别。因此开发并生产出适合于制造CPVC树脂的专用PVC树脂很重要，其主要特征是要具有合理的疏松度及粒子间的间隙，且粒子表面的皮层较薄，表面积也相对较大。这种专用料非常有利于氯化时氯在PVC中的深入和扩散。

2、工艺方法选择

氯化聚氯乙烯树脂的生产经过长期的发展已经具备十分成熟的生产工艺，在工业上生产主要有溶剂法、水相法、气相法三种方法。溶剂法生产工艺流程长、成本高、环境污染大。因此，溶剂法生产在一定程度上受到了制约。气相发生产具有设备复杂、氯化时热量转移困难、产物容易变黄等缺点，使气相法大规模生产也受到制约。水相悬浮法生产不用溶剂、成本底、产品质量好，其生产工艺最为成熟，而我厂对水相悬浮法生产具有成熟的生产技术及十年的生产经验。大多数员工对水相悬浮生产有直观的认识，因此，采用水相悬浮法生产氯化聚氯乙烯对氯碱企业来说是一种十分可行、可靠的生产方法。

3、水相悬浮法氯化工艺

水相悬浮法氯化工艺主要包括三道工序：聚氯乙烯氯化；氯化聚氯乙烯的洗涤和稳定；氯化聚氯乙烯干燥。其简要步骤如下：

向设有搅拌器的搪瓷釜或钛质反应釜中加入定量水或20%盐酸，然后按计算量加入PVC树脂粉、分散剂和引发剂，配成15-20%的PVC悬浮液。搅拌下升温50-70℃，经鼓泡器向反应釜中通入氯气，反应至含氯量合格，终止氯化反应。把浆料送入离心机中分离出盐酸，把盐酸返回氯化反应釜或打入氯化气提工序中。压出的浆料送至带有搅拌器的搪瓷洗涤釜中用水和苏打溶液加以稳定。把稳定后的氯化聚氯乙烯送入离心机，分离出水及其他液体，然后送入干燥器中。用鼓风机送入空气，经加热器加热空气，通入干燥器除去氯化聚氯乙烯中的水分，使氯化聚氯乙烯干燥。废气经除尘器后排空。最后从干燥器中输出所需的氯化聚

氯乙烯树脂。其工艺流程图如下：

4、反应机理

聚氯乙烯(PVC)是一种直链化合物，是按游离基型聚合而成的无定型热塑型树脂，其氯化属取代反应。在PVC分子链中引入氯原子时，氯原子首先取代大分子-CH2-基团上的氢原子，生成-CHCl-CHCl-结构，随着氯含量的上生，其结构-CHCl-CHCl-也相应增多，当氯含量大于65%时，则生成偏二氯链节-CH2-CCl2-，随着氯化程度的提高，生成的偏二氯链节也进一步增多。

5、存在问题及解决方法

由于氯化反应是放热反应，反应温度偏高，再加上如果反应釜内不排氯，通氯不恒定，后处理工艺不完善，将会使氯化过程中产生较多的断链及支化反应，从而使其物理性能下降，使CPVC树脂存在明显缺陷。主要表现在以下两点：

(1)氯含量只能保持在65%左右，超过68%，则加工性能差。而国外一些公司的产品氯含量可达70-75%，从而使其耐热性、耐燃性、耐老化性均有较大的提高。

(2)如果不能很好的控制氯化工艺，将会使材料的拉伸强度、屈服强度、弯曲强度低于PVC树脂。

6、小结

CPVC作为新型高分子材料，具有温度适用范围宽、阻燃性较好、耐腐蚀等特点。CPVC氯碱厂耗氯产品，能使氯平衡起到积极作用。国产CPVC的开发与应用具有非常好的前景，特别是国产树脂价格低廉，只要掌握其成型技术，可大大降低产品成本，从而能够推动CPVC在我国的应用。

参考文献

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