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氯化聚乙烯生产技术的研究进展

段继海;姜永刚;张自生

【摘要】氯化聚乙烯是一种新型的高分子弹性体材料,是将聚乙烯进行氯化而得的

一种改性产品.该文主要介绍了制备氯化聚乙烯三种不同的生产技术,即溶液法、悬

浮法、气固相法,并对这三种生产方式的优缺点进行了比较,结果表明:溶液法污染严

重,已基本被淘汰;悬浮法最成熟,应用最广泛;气固相法因其环保高效,最具发展潜力.

最后对氯化聚乙烯的主要应用进行了介绍.

【期刊名称】《合成材料老化与应用》

【年(卷),期】2018(047)003

【总页数】6页(P119-124)

【关键词】氯化聚乙烯;溶液法;悬浮法;气固相法;产品应用

【作者】段继海;姜永刚;张自生

【作者单位】青岛科技大学化工学院,山东青岛266042;青岛科技大学化工学院,山

东青岛266042;青岛科技大学化工学院,山东青岛266042

【正文语种】中文

【中图分类】TQ333.92

氯化聚乙烯(CPE)是通过取代反应将聚乙烯(PE)分子链中的氢离子取代为氯离子，

是聚乙烯的重要改性产品。氯化聚乙烯按照氯含量的不同[1]，可以细分为塑性氯

化聚乙烯(氯含量为15%)、弹性氯化聚乙烯(16%～25%)、弹性体氯化聚乙烯

(25%～50%)、硬质氯化聚乙烯(50%～60%)和高弹性氯化聚乙烯(60%)。氯化

聚乙烯的氯含量一般在30%～45%，它的性能类似于橡胶，具有弹性；当其氯含

量低于30%时，它的性能接近于聚乙烯；当其氯含量高于40%时，它的性能与聚

氯乙烯类似[2]。

氯化聚乙烯的分子链结构可以看做是乙烯、氯乙烯、1，2-二氯乙烯的三元无规排

列的共聚物。氯化聚乙烯含有许多优良的特性，如耐热性、耐候性、耐化学腐蚀性、

阻燃性、导电性好以及机械强度高等，可广泛的应用在塑料、建材、化工、冶金、

电器、纺织、造船、涂料等方面，前景广阔[3]。

1氯化反应机理

聚乙烯的氯化反应机理主要由链引发、链传递、链终止三部分构成，其中链引发主

要有引发剂引发、紫外光引发、等离子体引发等引发方式。机理[4]如下：

链引发：

链传递：

链终止：

2氯化聚乙烯的生产技术

氯化聚乙烯的生产技术主要有溶液法、悬浮法、气固相法三种方式。溶液法是最早

开发的制备氯化聚乙烯的生产技术，现在已基本淘汰。悬浮法是最成熟的生产技术，

是目前主要的生产方式。气固相法国内外进行了大量的研究，但未大规模工业化，

是最有前景的生产方式。下面将分别介绍氯化聚乙烯的各种生产技术。

2.1溶液法

溶液法是将聚乙烯树脂溶于有机溶剂，如四氯化碳或三氯乙烷等，加入适量的引发

剂，如过氧化苯甲酸等，然后向反应釜内通入氯气，进行氯化反应。此反应温度较

低，约100℃～115℃，反应后的氯化溶液经水析、离心、干燥后除去溶剂即得到

氯化聚乙烯产品。生产工艺如图1所示。

文献[5]介绍了一种溶液法制备氯化聚乙烯的方法，在粉末状的聚乙烯原料中加入

了少量的氯化聚乙烯，目的是防止聚合物颗粒的相互粘结，将其溶解于加入其它溶

剂(如：四氯乙烷、三氯乙烷等)的四氯化碳溶剂中，加热通入氯气后，在装有大功

率搅拌器的反应器里进行反应。

1-溶解釜；2-反应釜；3-吸收塔；4-水析塔；5-离心机；6-干燥器图1溶液法的

工艺流程Fig.1Theproductionprocessofsolutionmethod

德国赫斯特公司的一项专利[6]提到将高压法聚乙烯粉末用惰性的有机稀溶液(例如

四氟化碳)溶解，然后通入氯气，该法比较简单可行。该法将低密度聚乙烯溶解于

溶液中，可以通过调节氯气的压力来决定在反应过程中是否存在乳状液；该公司另

外的一项专利[7]介绍了生产密度大于0.93的氯化聚乙烯产品的方式。该方式指出

聚乙烯在溶剂中进行氯化反应时，可以选用还原重金属化合物的有机金属化合物作

为催化剂，这样制得的氯化聚乙烯产品密度至少为0.93，如果用高密度聚乙烯作

为生产的原料，那么氯化聚乙烯产品的密度可控制在0.93到0.95。

谭魁龙等[8]提出了用环保经济的液体石蜡代替四氯化碳等有机溶剂的新方法。该

方法是将高密度聚乙烯在135℃的条件下，通过搅拌完全溶解于液体石蜡中并形

成均匀的溶液，继续保温1使高密度聚乙烯充分地舒展在液体石蜡中，反应后可

以生成二者彼此相互溶解的氯化石蜡和氯化聚乙烯。整个反应一直处于均相状态，

从而可制备氯分布均匀的氯化聚乙烯。

2.2悬浮法

悬浮法分水相悬浮法和酸相悬浮法，是将聚乙烯粉末悬浮在介质(如水或