2016年度聚氯乙烯归纳深刻复习知识点

2016《聚氯乙烯制备及应用》总复习资料

一、什么是高分子材料，有什么结构特点与金属材料、无机非金属材料得的结构与性能差别

高分子是由碳、氢、氧、硅、硫等元素组成的分子量足够高的有机化合物。

常见的分子分子量也在几十到几百之间。高分子物质的分子一般由几千、几万甚至几十万个原子组成，它的分子量也就是几万、几十、至以亿来计算。高分子的“高”就是指它的分子量高。共同的结构特性，即都是由简单的结构单元以重复的方式连接而成的

1、不均一性：分子量大小及分布，结晶

2、结构 a. 强度：长链结构，每个分子都好像一条长长的线，许多分子纠集在一起，就成了一个扯不开的线团，这就是高分子化合物具有较高强度，可以作为结构材料使用的根本原因。

b. 柔顺性：高分子链在分子内旋转作用下可采取各种可能的形态，如取不同的构象，如伸直链、无规线团、折叠链、螺旋链等。

c. 粘弹性高分子材料的形变与时间有关，材料变形长度随时间的增加而增加的现象。

高分子材料：分子量大：一般由数千到数百万；单个分子链主要由共价键组成；分子链间作用力（范德华）很大，没有气态；高分子分子链之间互相缠结，呈无规线团状；可塑，有弹性，强度高，粘弹性。

金属材料：金属键，自由电子。导电导热，延展性，有金属光泽，部分硬度大。

无机非金属材料：在晶体结构上，无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。

二、什么叫聚氯乙烯(PVC)?

聚氯乙烯，英文名称是：Polyvinyl chloride，简称PVC，是由氯乙烯单体〔简称VCM)聚合而成的高分子化合物，它的分子式是：

三、PVC与国民经济的关系

化学工业、石油化工、铝行业等作为基础行业，其发展速度与国民经济密切相关。而烧碱是化学工业最大、最基础的原料，全球烧碱总量39%消费在化学工业。由于聚氯乙烯分子量的53％是氯，能消耗氯碱生产中30%的氯气，是氯碱平衡中的主要杠杆。因此，聚氯乙烯对于氯碱行业、化学工业以及国民经济的发展有着举足轻重的地位。

四、PVC的应用领域

五、PVC塑钢型材的优点

塑钢型材只所以能大面积的推广适用，并逐步取代木制和铝门窗，和它的独特优势是分不开的。塑钢门窗较之铝和木制门窗有以下优势：

1、价格便宜

2、色彩丰富

3、经久耐用

4、保温性能好

5、防火性、电绝缘性

六、电石水解反应制备乙炔的主、副反应

七、乙烯氧氯化法生产氯乙烯

目前世界各国多采用三步法，包括乙烯直接氯化生成二氯乙烷：二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氢，裂解产生的氯化氢与乙烯、氧进行氧氯化反应生成二氯乙烷这三步反应。该工艺特点就是利用氧氯化反应来平衡裂解产生的氯化氢，使之生成可继续裂解的二线乙烷。

反应式如下：

八、聚氯乙烯树脂的分类

按聚合工艺路线的不同，PVC树脂可分为三类：悬浮法树脂(S-PVC) （suspension）；乳液法树脂(E-PVC)（emulsion）；本体法树脂(B-PVC) （body）悬浮法树脂和本体法树脂可用于硬PVC加工了；乳液法树脂常配合增塑剂或分散剂制成糊，再用于成型加工，故称糊树脂。三类树脂的聚合工艺尽管不同，聚合反应的机理却是相同的，所得聚合物分子结构的基本特征相同。不同之处在于树脂颗粒的形态、相对分子质量的分布及残留聚合反应助剂的含量等。

九、悬浮聚合生产聚氯乙烯树脂过程

悬浮聚合是在立式带有搅拌桨、有加热及冷却夹套的反应釜中进行的。按一定加料顺序，在去除氧气于高速搅拌下，定量地将去离子水、引发剂、pH缓冲剂和分散剂加到釜中；再定量注入液态氯乙烯单体。所用引发剂属油溶型(如过氧化二碳酸酯)，易溶于氯乙烯中。分散剂(亦称保护胶)在水中有分散性，并与氯乙烯具良好亲合性(如聚乙烯醇)。在搅拌作用下，液态氯乙烯被打碎成小液滴，液滴中溶解着引发剂分子，液滴表面包着分散剂薄层以减少液滴的凝聚。

将上述配合料迅速升温至需要的聚合温度，并保持一定压力使氯乙烯维持在液态，通过釜壁冷却夹套保持物料的温度，聚合反应就在每个单体液滴中进行。

每个单体液滴中的反应，实质上是本体聚合。PVC分子在液滴中析出并聚集，当大部分单体被聚合时，反应釜中是由均匀的白色树脂颗粒与水组成的淤浆，末反应的单体包含于淤浆颗粒中。水，既是输送物料的介质，更是传热介质。将淤浆排入减压釜中，未反应的氯乙烯大部分蒸发离去，再送入离心过滤装置除去大部水分，送入汽提塔进一步除去残留单体和水，再经过筛和打包即可出厂。聚合釜中，使用表面张力和用量均较小的分散剂，聚合的中、后期采用高速搅拌，有利于生成体积较大、表面膨起、表皮多孔、内部疏松的树指颖粒－疏松型树脂。使用表面张力及用量均较大的分散剂，在弱的搅拌下，只能获得体积较小、表面凹陷、表皮细密、内部紧密的树脂颗粒－紧密型树脂。

十、本体聚合生产聚氯乙烯树脂过程

本体聚合分二步进行。

首先将定量的氯乙烯与引发剂投入具有高速搅拌和夹套立式预聚釜中，聚合釜的上方与

冷凝器相通。冷凝器可使蒸发的氯乙烯冷凝流回反应釜，以便能有效地维持聚合温度。

预聚合温度一般在62 ℃左右，不随树脂牌号而变。当单体的2％转化为聚合物时，引发剂差不多都已分解起了引发作用，聚合生成的分子链经过一个个层次的聚集形成0.01-0.1um大小的初级粒子核。而后，随聚合进行，初级粒子核会长大，但不会有新的初级粒子形成。几个初级粒子核会附聚，单体转化率为5％一8％时，初级粒子核的附聚体长大到l-2um，它们是具有“生长能力”的“种粒子”。将上述经预聚合得到的“种粒子”浆液泵入后聚合釜，后聚合釜与预聚釜不同之处是使用搅拌强度较低的螺带式搅拌器。以避免“种粒子”的破碎和“种粒子”的过度聚集。后聚合温度依产品牌号选定。单体70％的左右转化成聚合物时，初级粒子长大到1～2um，“种粒子”长大到5～l0um，“种粒子”聚集而成的树脂颗粒的尺寸为50～100um。经后聚合的物料，送入减压、过滤、汽提装置，使树脂中残留单体浓度在标准之内，便可打包、出厂。本体聚合得到树脂颗粒内孔隙的多少与聚合温度和转化率有关。后聚合温度越高(高型号树脂)，聚合转化率越高，则树脂颗粒内越紧密；本体聚合的前、后二步聚合温度不同，因而本体法树脂的相对分子质量分布要宽些。本体法树脂不含分散剂，纯度较高，但孔隙度较疏松型悬浮法树脂要低，树脂颗粒的体积也小些。

十一、乳液聚合生产聚氯乙烯树脂过程

乳液聚合与前二类聚合不同，使用的是水溶性引发剂(如过硫酸盐)和亲水的表面活性剂(如烷基磺酸)为乳化剂。聚合釜中，通过强力搅拌和乳化剂的作用，使氯乙烯成为在水介质中分散的微小乳滴。引发剂分散于水与单体乳滴的界面处。

聚合反应开始于乳滴表层，扩展于乳滴内部，最终每个乳滴成为一个树脂颗粒。聚合得到的浆液经喷雾于燥，可得到具有成糊能力的树脂，颗粒粒径约0.1～1um。