聚氯乙烯改性与加工讲述.ppt

* 塑料类型 单体来源 单体性质 合成机理 聚合方法 PE 石油裂解气 易燃气体，沸点-103.9℃ 自由基 高压气相本体聚合，液相淤浆法，双环管式反应器 PVC 以乙烯为原料，采用乙烯氧氯化法和乙烯氯化法 无色气体，沸点-14℃，商品供应压缩为液体 自由基 悬浮法、乳液法、微悬浮法和本体法 PP 炼厂气和乙烯裂解 气体，沸点-47.7℃ 配位 气相本体法，浆液法 第二章 PVC 树脂合成及应用进展 结构：CH2=CHCl，分子量62.5 物理性质：常温常压下为无色有乙醚气味的气体，沸点－13.8℃ 毒性：对人有麻醉作用，空气最大浓度为500ppm。 1. 氯乙烯的简单性质 2.氯乙烯单体的合成方法 （1）电石乙炔法: 乙炔来源：可由电石（煤炭经电弧炉炼制的产物）或石油热裂解制得 。 电石乙炔法制备氯乙烯成本表 （2）乙烯法： A. 加成反应：乙烯氯化 二氯乙烷 B. 热裂解反应：二氯乙烷 氯乙烯+氯化氢 目前我国最常用的方法 乙烯法制备氯乙烯成本表 工业生产各品种PVC的主要区别不仅在于相对分子质量的不同，而且与颗粒结构有关。由于PVC不溶于单体氯乙烯(VC)中，在聚合过程形成较特殊的形态结构。 一般认为，PVC树脂颗粒是由微区粒子、初级粒子、聚集体粒子堆砌构成的粗粒，粒径为50～250um。颗粒的形态、内部孔隙率、表面皮膜、颗粒大小及其分布等对PVC树脂的许多性能均有影响。 疏松型PVC树脂：颗粒较大、粒径分布均匀、内部孔隙率高、外层皮膜较薄，树脂具有吸收增塑剂快、塑化温度低、熔体均匀性好、热稳定性高等优点。目前工业上以生产疏松型PVC树脂为主。紧密型PVC树脂较少。 二、聚氯乙烯的制备(2) 主要生产方法： 本体聚合 溶液聚合 悬浮聚合 乳液聚合 单体在水中以乳液状态进行的聚合，体系主要由单体、引发剂、水及乳化剂等组成 单体本身，加入（或不加）少量引发剂的聚合 将单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合 单体以液滴状悬浮于水中的聚合，体系主要由单体、引发剂、水和分散剂四组分组成 (一）悬浮聚合 (suspension polymerization) 1.定义： 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，由油溶性引发剂引发而进行的聚合反应。 （1）单体：工厂纯度要求99.98% （2）去离子水：经离子交换树脂或磺化煤脱盐 （3）引发剂： 1）油溶性引发剂： 偶氮引发剂——偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、 偶氮二异戊腈、偶氮二环己基甲腈、偶氮二异丁酸二甲酯； 过氧类引发剂——过氧化二苯甲酰类物质。 2）反应温度下半衰期约为2h的复合型引发剂； 3）选择具有合适溶解度的引发剂。原则上其易配成溶液便于加料。 2.组成： 单体+(油溶性)引发剂+双亲性分散剂+去离子水 （4）分散剂（dispersant)——控制颗粒大小和形状；提高颗粒中的孔隙率 水溶性有机分散剂—吸附在液滴表面，如聚乙烯醇类； 无机分散剂—包围液滴，阻隔作用，如碳酸钙、碳酸镁，硫酸钡等。 明胶(Gelatin)，由动物皮肤、骨等的胶原部分降解而成，它具有许多优良的物理及化学性质，如形成表面活性。 3.聚合工艺：利用聚合反应的温度控制聚氯乙烯树脂的平均分子量。 加料与控温：在聚合反应釜中加入去离子水、分散剂、各种助剂、氯乙烯单体。加热到聚合温度，最后加入引发剂溶液。 聚合反应开始，夹套低温通水冷却，严控温度波动范围。压力下降到0.5-0.65MPa而结束反应。 4.分离：加入链终止剂终止反应或减压脱除未反应单体，经过汽提继续分出单体，再经离心分离工段，脱除水分。 5.聚合物后处理：去水滤饼送入卧式沸腾干燥器进行两次干燥，干燥后的聚氯乙烯树脂经筛选除去大颗粒树脂后，包装得悬浮聚氯乙烯树脂成品。 6.合成工艺配方 生产方法：间隙乳液聚合法；半连续乳液聚合法；种子乳液聚合法、微悬浮聚合法及连续乳液聚合法。 常用生产方法：种子乳液聚合法。 用途：主要用于制造人造革、壁纸、玩具、汽车内饰灯产品。 （二）乳液聚合 (Emulsion Polymerization) 乳液法PVC树脂粒径极细，树脂中乳化剂含量高，电绝缘性能差，成本高。该树脂常用于PVC糊的制备。 PVC糊树脂(EPVC)是聚氯乙烯树脂中的一大类，与悬浮法树脂相比是高分散性粉状物，粒度范围一般在0.1～2.0μm(悬浮法树脂粒度分布一般在20～200μm)。 PVC糊树脂是1931年在德国的法本(IG Farben)工厂开始研究，并于1937年实现了工业化生产。 乳化剂的选择： 引发剂： 分散