聚氯乙烯的选读.docx

聚氯乙烯合成工艺综述13高分子材料与工程1组员：龙志（34）、林举政（30）、刘港武（31）刘建宏（32）、廖伟泉（29）、钟佳锋（60）前言：聚氯乙烯(PVC) 是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，也是世界上最早实现工业化的塑料品种之一。在世界众多的塑料品种中，PVC有优良的综合性能，是目前世界上仅次于聚乙烯的第二大宗塑料品种。到目前为止，世界上PVC 生产的聚合工艺主要有5种，即悬浮、本体、乳液、微悬浮及溶液聚合工艺。其中悬浮聚合工艺一直是工业生产的主要工艺，绝大部分均聚及共聚产品都是采用悬浮聚合工艺。就拿美国为例，聚氯乙烯生产工艺中，悬浮聚合占87.8%，本体聚合占4.4%，乳液和微悬浮聚合占6.4%，溶液聚合占1.4%。与美国相比，西欧乳液和本体聚合的比例较大，而日本则悬浮聚合占的比例较大。实际上往往根据产品用途、对性能的要求及经济效益，采用不同的聚合工艺方法，本文对PVC原料工艺和聚合工艺进行综述。关键词：聚氯乙烯，聚合方法，工艺方法1.聚氯乙烯的性质聚氯乙烯（PVC）是一种无毒、无臭的白色粉末。相对密度1.35～1.46，折射率1.544。不溶于水、汽油、酒精和氯乙烯，溶于丙酮、二氯乙烷和二甲苯等溶剂。化学稳定性很高，具有良好的可塑性。除少数有机溶剂外，常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50～60%的硝酸及20%以下的烧碱，此外，对于盐类亦相当稳定。但是PVC的热稳定性和耐光性较差，在140℃以上即可开始分解并放出氯化氢(HCl)气体，致使PVC变色。PVC的电绝缘性优良，在火焰上能燃烧并放出HCl气体。 PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3，软PVC占1/3。软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别)，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂（或含柔软剂少），因此软PVC柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的 开发应用价值。PVC的本质是一种真空吸塑膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称为装饰膜、附胶膜，应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大，为60%，其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。根据不同用途可以加入不同的添加剂，呈现出不同的物理机械性能，其制品力学性能、耐腐蚀性能、介电性能、抗化学药品性能优良。 2.聚氯乙烯原料聚氯乙烯是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂的作用下，或在光、热作用下按自由基聚合反应的机理聚合而成，包括电石乙炔法、乙烯法、等离子体制乙炔、煤制烯烃、天然气部分氧化法制乙炔、生物乙醇脱水制乙烯等。已经实现工业化生产的电石乙炔法、天然气乙炔法和乙烯法 3种 PVC 工艺路线【1】。国外生产PVC主要用的是乙烯法，而我国存在富煤贫油的环境下，西部地区电石法PVC企业在传统模式的基础上逐渐演变为“煤—自发电—电石—PVC ”完整的一体化产业链，凭借资源优势和一体化产业链的商业模式，使PVC 成本处于全行业最低水平; 而沿海地区则开始借助于进口乙烯、氯乙烯及二氯乙烷生产PVC。2.1乙烯法 采用的原料有乙烯、氯和氧, 并利用高效固定床氧氯化技术生产VCM和EDC。EDC(二氯乙烷)在附加的氯化和氧氯化区生成。乙烯和氯也在液相下反应生成EDC:C2H 4 + Cl2 → C2H4Cl2;C2H4+2HCl+1/ 2O2 →C2H4Cl2+H2O;在裂解炉中, 将提纯的循环EDC和来自直接氯化的EDC进行裂解生产VCM:C2H4Cl2 → C2H2Cl + HCl;2.2电石法虽然国际市场上PVC树脂的生产工艺主要以乙烯法为主。但是值得注意的是，在电石法制备PVC树脂中，原盐电解后氯化氢用于生产PVC，剩余的钠部分可用于生产烧碱。所以，氯、碱实际上存在共生关系，氯碱平衡也是整个行业乃至企业在发展过程中不得不考虑的重要因素。电石法生产PVC树脂具体流程如下：将大块电石经粗破机破碎后，送至分料溜子与桶装电石一起经皮带机送至细破机，经细碎机破碎到规定粒度，再经皮带机送入料仓，经栈桥皮带机送到乙炔发生器，电石在发生器内遇水，产生的乙炔气从发生器顶逸出，经喷淋预冷器、正水封进入冷却塔和乙炔气柜。来自发生器经冷却后的乙炔气，进入乙炔压缩机加压，然后经清净塔除去粗乙炔气中的PH3、H2S等杂质，再经中和塔、冷凝器等除去酸和水分。精制后的精乙炔气送往氯乙烯合成转化工序。不同原料 PVC 生产工艺路线示意图见图 1【1】3.各种生产工艺介绍3.1本体聚合。PVC本体聚合是开发的较早，但成熟较晚的生产方法，氯乙烯本体聚合只用氯乙烯单体、引发剂和少量添加剂而不需用水和分散剂。本体法生产PVC的主要由于聚合