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1、聚氯乙烯(PVC)的生產(chǎn)工藝和基礎(chǔ)知識(shí)一、PVC的生產(chǎn)工藝??聚氯乙烯是由氯乙烯通過自由基聚合而成的。有懸浮聚合法、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。??單體的來源:乙烯法、石油法和電石法。??我國的方法:主要還是電石法。??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(dòng)性等性能來表征。??(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(shí)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
2、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、偶氮二異丁腈等。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。??(2)乳液聚合法最早的工業(yè)生產(chǎn)聚氯乙烯(PVC)的生產(chǎn)工藝和基礎(chǔ)知識(shí)一、PVC的生產(chǎn)工藝??聚氯乙烯是由氯乙烯通過自由基聚合而成的。有懸浮聚合法、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。??單體的來源:乙烯法、
3、石油法和電石法。??我國的方法:主要還是電石法。??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(dòng)性等性能來表征。??(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(shí)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、偶氮二異丁腈等。聚合是在帶有攪拌器的
4、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。??(2)乳液聚合法最早的工業(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,以水溶性過硫酸鉀或過硫酸銨為引發(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,碳酸氫鈉作緩沖劑的。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
5、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。??(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(shí)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(jiǎn)單,產(chǎn)品質(zhì)量好,生產(chǎn)成本也較低。二、PVC發(fā)明小故事??一些德國企業(yè)認(rèn)為乙炔氣是一個(gè)很大的市場(chǎng),就投資制造
6、了大量的乙炔氣??删驮诖罅康囊胰脖簧a(chǎn)出來時(shí),新型發(fā)電機(jī)被發(fā)明了。隨之而來的是電價(jià)的大幅度下降,從此再?zèng)]有人用乙炔氣燈了。這樣一來,大量的乙炔氣就沒用了。PVC的發(fā)明過程很有意思。這要從100多年前的德國說起——當(dāng)時(shí)電的價(jià)格很貴,照明用燈是一般是用乙炔氣為燃料的。??為了利用這些乙炔氣,在1912年的時(shí)候,有一個(gè)叫FritzKlatte的德國化學(xué)家,將乙炔與鹽酸反應(yīng)得到了氯乙烯。他把得到的氯乙烯放在實(shí)驗(yàn)室的架子上,過了一段時(shí)間,發(fā)現(xiàn)氯乙烯聚合了。聚氯乙烯就這樣被發(fā)明了。??遺憾的是,當(dāng)時(shí)他并不知道聚氯乙烯有什么用處,雖然他所在的公司(GreisheimElectr
7、on)將聚氯乙烯這種材料在德國申請(qǐng)了專利,但直到1925年專利過期,他們也沒有想出聚氯乙烯有什么用途。然而就在一年后,即1926年,美國化學(xué)家,WaldoSemon,又一次獨(dú)立地發(fā)明了聚氯乙烯,而且發(fā)現(xiàn)這種材料具有優(yōu)良隔水性能,非常適合做浴簾。??于是,Semon和他所在的B.F.Goodrich公司將聚氯乙烯在美國申請(qǐng)了專利,就這樣PVC開始被大量生產(chǎn)應(yīng)用。三、PVC的特性??玻璃化溫度:85℃。熔點(diǎn):130℃。??無定型態(tài)密度(25℃):1.385g/cm3。??晶體密度(25℃):1.52g/cm3。生產(chǎn)的PVC分子量一般在5萬~12萬范圍內(nèi),具有較大的多分
8、散性,分子