PVC即聚氯乙烯,,英文簡稱PVC(Polyvinyl chloride),,是氯乙烯單體(vinyl chloride monomer, 簡稱VCM)在過氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑,;或在光,、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機(jī)理聚合而成的聚合物,。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統(tǒng)稱之為氯乙烯樹脂。其材料是一種非結(jié)晶性材料,。PVC材料在實際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑,、潤滑劑、輔助加工劑,、色料,、抗沖擊劑及其它添加劑。具有不易燃性,、高強(qiáng)度,、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。 PVC對氧化劑,、還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力,。然而它能夠被濃氧化酸如濃、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴,、氯化烴接觸的場合,。
聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化劑經(jīng)取代反應(yīng)制成,。由于其防火耐熱作用,,聚氯乙烯被廣泛用于各行各業(yè)各式各樣產(chǎn)品: 電線外皮、光纖外皮,、鞋,、手袋、袋,、飾物、招牌與廣告牌,、建筑裝潢用品,、家俱、掛飾,、滾輪,、喉管、玩具(如有名的意大利“Rody”跳跳馬),、門簾,、卷門、輔助醫(yī)療用品,、手套,、某些食物的保鮮紙、某些時裝等,。
聚合方法
PVC用自由基加成聚合方法制備,,聚合方法主要分為懸浮聚合法,、乳液聚合法和本體聚合法,以懸浮聚合法為主,,約占PVC總產(chǎn)量的80%左右,。將純水、液化的VCM單體,、分散劑加入到反應(yīng)釜中,,然后加入引發(fā)劑和其它助劑,升溫到一定溫度后VCM單體發(fā)生自由基聚合反應(yīng)生成PVC顆粒,。持續(xù)的攪拌使得顆粒的粒度均勻,,并且使生成的顆粒懸浮在水中。此外,,還有用微懸浮法生產(chǎn)PVC糊用樹脂,,產(chǎn)品性能和成糊性均好。
①懸浮聚合法 使單體呈微滴狀懸浮分散于水相中,,選用的油溶性引發(fā)劑則溶于單體中,,聚合反應(yīng)就在這些微滴中進(jìn)行,聚合反應(yīng)熱及時被水吸收,,為了保證這些微滴在水中呈珠狀分散,,需要加入懸浮穩(wěn)定劑,如明膠,、聚乙烯醇,、甲基纖維素、羥乙基纖維素等,。引發(fā)劑多采用有機(jī)過氧化物和偶氮化合物,,如過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環(huán)己酯,、過氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二異庚腈,、偶氮二異等。聚合是在帶有攪拌器的聚合釜中進(jìn)行的,。聚合后,,物料流入單體回收罐或汽提塔內(nèi)回收單體。然后流入混合釜,,水洗再離心脫水,、干燥即得樹脂成品。氯乙烯單體應(yīng)盡可能從樹脂中抽除,。作食品包裝用的 PVC,,游離單體含量應(yīng)控制在1ppm以下。聚合時為保證獲得規(guī)定的分子量和分子量分布范圍的樹脂并防止爆聚,,必須控制好聚合過程的溫度和壓力,。樹脂的粒度和粒度分布則由攪拌速度和懸浮穩(wěn)定劑的選擇與用量控制,。樹脂的質(zhì)量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布,、表觀密度,、孔隙度、魚眼,、熱穩(wěn)定性,、色澤、雜質(zhì)含量及粉末自由流動性等性能來表征,。
②乳液聚合法 早的工業(yè)生產(chǎn) PVC的一種方法,。在乳液聚合中,除水和氯乙烯單體外,,還要加入烷基磺酸鈉等表面活性劑作乳化劑,,使單體分散于水相中而成乳液狀,以水溶性過鉀或過銨為引發(fā)劑,,還可以采用“氧化-還原”引發(fā)體系,,聚合歷程和懸浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化穩(wěn)定劑,,十二烷基硫醇作調(diào)節(jié)劑,,作緩沖劑的。聚合方法有間歇法,、半連續(xù)法和連續(xù)法三種,。聚合產(chǎn)物為乳膠狀,乳液粒徑0.05~2μm,可以直接應(yīng)用或經(jīng)噴霧干燥成粉狀樹脂,。乳液聚合法的聚合周期短,,較易控制,得到的樹脂分子量高,,聚合度較均勻,,適用于作聚氯乙烯糊,制人造革或浸漬制品,。乳液法聚合的配方復(fù)雜,,產(chǎn)品雜質(zhì)含量較高,。
③本體聚合法 聚合裝置比較特殊,,主要由立式預(yù)聚合釜和帶框式攪拌器的臥式聚合釜構(gòu)成。聚合分兩段進(jìn)行,。單體和引發(fā)劑先在預(yù)聚合釜中預(yù)聚1h,,生成種子粒子,這時轉(zhuǎn)化率達(dá)8%~10%,,然后流入第二段聚合釜中,,補(bǔ)加與預(yù)聚物等量的單體,,繼續(xù)聚合。待轉(zhuǎn)化率達(dá)85%~90%,,排出殘余單體,,再經(jīng)粉碎、過篩即得成品,。樹脂的粒徑與粒形由攪拌速度控制,,反應(yīng)熱由單體回流冷凝帶出。此法生產(chǎn)過程簡單,,產(chǎn)品質(zhì)量好,,生產(chǎn)成本也較低。