聚氯乙烯生產-聚氯乙烯生產原理

聚氯乙烯產品性能

懸浮法聚氯乙烯樹脂是白色的無定形粉末。

聚氯乙烯制品的剛性、硬度及力學性能優(yōu)異；但聚氯乙烯對光、熱的穩(wěn)定性較差，易發(fā)生降解反應，引起制品顏色的變化，變化順序是：白色→粉紅色→淺黃色→紅棕色→黑褐色→黑色。聚氯乙烯具有穩(wěn)定的物理化學性質，不溶于水、酒精、汽油等；在常溫下可耐任何濃度的鹽酸、90%以下的硫酸、50-60%的硝酸和20%以下的燒堿溶液，具有一定的抗化學腐蝕性。絕大多數(shù)工業(yè)聚氯乙烯樹脂的重均相對分子質量在10-20萬，數(shù)均相對分子質量在4.55-6.4萬。聚氯乙烯的品種通用型PVC樹脂根據(jù)應用范圍劃分高聚合度PVC樹脂交聯(lián)PVC樹脂在氯乙烯單體聚合體系中加入鏈增長劑聚合而成在氯乙烯單體聚合體系中加入含有雙烯和多烯的交聯(lián)劑聚合而成由氯乙烯單體在引發(fā)劑的作用下聚合形成懸浮法聚氯乙烯根據(jù)聚合方法劃分乳液法聚氯乙烯本體法聚氯乙烯溶液法聚氯乙烯產量最大，約占PVC總產量的80%聚氯乙烯的用途應用領域應用實例一般軟制品擠出成型可制成軟管、電纜、電線等；注射成型可制成塑料涼鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽車配件等。薄膜制品壓延成型可制得包裝袋、雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具、塑料大棚及地膜等。涂層制品壓延成型制得人造革可以用來制作皮箱、皮包、書的封面、沙發(fā)、汽車的坐墊、地板革等泡沫制品發(fā)泡成型可制得泡沫塑料，用作泡沫拖鞋、涼鞋、鞋墊及防震緩沖包裝材料。透明片材壓延成型可制得透明的片材，用作薄壁透明容器或用于真空吸塑包裝。硬板和板材擠出成型可制得硬管、異型管、波紋管，用作下水管、飲水管、電線套管或樓梯扶手等。絲狀制品聚氯乙烯單絲可用于制作各種繩索、編織窗紗等。其它仿木材料、代鋼建材、中空容器等。聚氯乙烯主要質量指標

聚氯乙烯樹脂的質量主要以粒度分布、分子量和分子量分布、黏數(shù)、K值、平均聚合度、表觀密度、孔隙率、魚眼、熱穩(wěn)定性、色澤、雜質含及粉末自由流動性等性能來表征。

連鎖聚合反應是單體經(jīng)引發(fā)后，形成反應活性中心（活性種），單體迅速加成到活性中心上，瞬間生成高聚物的化學反應。連鎖聚合反應的定義及分類均裂：2R﹒(自由基)R:R異裂：A+A:B+:B-（陽、陰離子）引發(fā)劑I

一般都有弱的共價鍵，易分解，分解方式有均裂和異裂兩種，可以形成三種活性中心。1、活性中心的產生：91.典型的基元反應一般由鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止三個基元反應組成，有時也伴隨鏈轉移反應。2.快速的形成過程單體只能與活性中心反應，單體之間不能反應，沒有中間產物。3.平均相對分子質量與反應時間的關系延長反應時間不能增加聚合物的相對分子質量。連鎖聚合反應的特征10通用橡膠氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠順丁橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠丁基橡膠、聚異丁烯自由基聚合配位離子聚合陽離子聚合連鎖聚合反應的實際應用11LDPE、PS、PVC、PMMA、PVAc、ABS樹脂自由基聚合配位聚合HDPE、PP12

發(fā)生連鎖聚合反應的單體大致分為三類：連鎖聚合反應的單體含碳-碳雙鍵的單烯類01共軛雙烯類單體02羰基化合物和雜環(huán)化合物0313電子效應（誘導效應、共軛效應）---決定聚合機理的選擇性位阻效應---決定單體聚合能力單體的結構決定聚合類型14

帶推電子基團的烯類單體使碳碳雙鍵電子云密度增加，有利于陽離子進攻和結合易進行陽離子聚合，

如-R，-OR，-SR，苯基、乙烯基等?！锶〈鵛為推電子基團增大雙鍵電子云密度，易與陽離子活性種結合分散正電性，穩(wěn)定陽離子1.電子效應對聚合類型的影響15注意：但取代基吸電子性太強時一般只能進行陰離子聚合。如同時含兩個強吸電子取代基的單體：CH2=C(CN)2等。★取代基X為吸電子基團降低電子云密度，易與陰離子活性種結合分散負電性，穩(wěn)定活性中心

由于陰離子與自由基都是富電性活性種，故帶吸電子基團的烯類單體易進行陰離子聚合與自由基聚合。如X=-CN，-COOR，-NO2等。16

p電子云流動性大，易誘導極化，可隨進攻試劑性質的不同而取不同的電子云流向，可進行多種機理的聚合反應。如苯乙烯、丁二烯等。R+CHH2Cd+d-★

具有共軛體系的單體共軛效應和誘導效應總是同時起作用,當二者對自由基的穩(wěn)定性影響發(fā)生矛盾,共軛效應起主導作用.聚氯乙烯的單體

聚氯乙烯的單體是氯乙烯，又名乙烯基氯(VC)，為無色帶乙醚香味的氣體，易液化，易發(fā)生氧化、加成、聚合等反應，是基本有機化工的重要原料。氯乙烯有毒，長期吸入和接觸會引起肝癌。它與空氣可形成爆炸混合物，在加壓下更易爆炸，貯運時必須注意容器的密閉及氮封，并應添加少量阻聚劑。

聚氯乙烯的單體氯乙烯分子式：C2H3Cl氯乙烯結構式：氯乙烯單體的來源有：

（1）乙烯氧氯化法（2）乙炔電石法（3）混合烯炔法

（4）乙烯直接氯化法（5）乙烯氯化裂解法（1）乙烯氧氯化法(分兩步)：工業(yè)生產VC的主要方法①乙烯和氯加成反應在液相中進行：CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl②二氯乙烷熱裂解生成氯乙烯的反應式為：ClCH2CH2Cl→CH2=CHCl+HCl③乙烯、氯化氫和氧反應生成二氯乙烷。

CH2=CH2+2HCl+1/2O2→ClCH2CH2Cl+H2O

此法的主要優(yōu)點是利用二氯乙烷熱裂解所產生的氯化氫作為氯化劑，從而使氯得到了完全利用。（2）乙炔電石法

①電石與水反應產生乙炔：CaC2+H2O→CH≡CH+Ca(OH)2

②乙炔與氯化氫加成合成氯乙烯：CH≡CH+HCl→CH2=CHCl此法工藝和設備簡單，投資低，收率高；但能耗大，原料成本高，并受到安全生產、保護環(huán)境等條件限制，不宜大規(guī)模生產。（3）混合烯炔法以石油烴高溫裂解所得的乙炔和乙烯混合氣為原料。①氯化氫選擇性地與乙炔加成，產生氯乙烯。CH≡CH+HCl→CH2=CHCl②乙烯與氯氣混合，生成二氯乙烷。CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl③二氯乙烷，熱裂解成氯乙