聚氯乙烯_(PVC)

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1、第四章聚氯乙烯（PVC）PVC的结构、性能、应用与成型概述聚氯乙烯树脂是聚氯乙烯塑料的基础。聚氯乙类树脂由于热稳定性差。加工性能也较差、不能单独使用，必须和多种助剂配合才具有实用价值。常用的助剂包括稳定剂、增塑剂、润滑剂、填料等、聚氯乙烯塑料根据所用的增塑剂量的多少，表现出硬质、软质、甚至是粘稠液体（糊状）的外观特征，使得其应用领域相当广泛，制品多种多样。PVC是三十年代初实现工业化的。从三十年代起，在很长的时间里，聚氯乙烯产量一直在世界塑料用量中占居第一位。六十年代后期，聚乙烯取代了聚氯乙烯。现在聚氯乙烯塑料虽退居第二位，但产量仍占塑料总产间的四分之一以上。六十年代以前，单体

2、氯乙烯的生产基本是以电石乙炔为主，由于电石生产需耗大量电能和焦炭、成本高。六十年代初乙烯氧氯化法生产氯乙烯工业化后，各国转向了以更便宜的石油为原料。另外，由于聚氯乙烯的原料很大部分（约57%重量）是制碱工业必然伴生副产物氯气，不仅原料来源丰富，而且也是发展氯碱工业、平衡氯气的很重要的产品之一。所以聚氯乙烯在塑料中的比重虽有下降，但仍保持了较高的增长速度。聚氯乙烯塑料制品应用非常广泛，但在七十年代中期，人们认识到聚氯乙烯树脂及制品中残留的单体氯乙烯（VCM）是一种严重的致癌物质，无疑在一定程度会影响聚氯乙烯的发展。不过现在人们已成功地通过汽车等途径降低残留的VCM，使聚氯乙烯树脂

3、中VCM会含量小于10ppm，达到卫生级树脂要求，扩大了聚氯乙烯的应用范围。甚至可使树脂中的VCM含量小于5ppm，加工后残留的VCM极少。对人体基本无害，可发用作食品药包装和儿童玩具等。我国于1958年开始工业生产聚氯乙烯，产量0.3万吨，62年达到2.4万吨。其后，我国很多地方都建立了聚氯乙烯生产厂，81年产量上升到37.2万吨，84年为50万吨，88年达到63.8万吨，呈稳步增长的势头。近年我国聚氯乙烯的生产，不但数量稳步增加，同时品种增多，质量上升。如糊树脂的美国公司从83年的0.82万吨增至的17.69万吨；内在质量好的疏松型树脂产量增长迅速，87年已达36.5万吨，

4、占总产量的36%；卫生级树脂从85年开始试生产，87年即达12.59万吨，其中长期依靠进口的高型号（分子量较小）卫生级树脂达5.8万吨，已能基本立足于国内。但是我国目前聚氯乙烯制品仍以软质制品为主，约占80%，硬制仅占18-20%，结构很不合理，而国外则以硬制品为主，占65%左右。第一节聚氯乙烯树脂树脂的制造单体单体氯乙烯生产工艺不断发展改进，使单体成本大大降低，氯乙烯价格的降低又使聚氯乙烯树脂售价大幅度下降，无疑是促进聚氯乙烯工业迅速发展的一个重要原因。故先对单体的生产作简单介绍。单体氯乙烯可以用很多方法合成，现在都以乙烯和乙炔作烃类原料，已有宣布用乙烷作原料的报道，但还少有

5、工业化。单体氯乙烯生产工艺不断发展改进，使单体成本大大降低，氯乙烯价格的降低又使聚氯乙烯树脂售价大幅度下降，无疑是促进聚氯乙烯工业迅速发展的一个重要原因。故先对单体的生产作简单介绍。单体氯乙烯可以用很多方法合成，现在都以乙烯和乙炔作烃类原料，已有宣布用乙烷作原料的报道，但还少有工业化。乙炔的氢氯化法：制造氯乙烯的乙炔主要是通过电石得到的，将石灰（CaO）售炭在电炉中加热至2000℃，可生成电石（碳化钙）。电石和水作用立即放出乙炔，反应式为：乙炔和氯化氢化氯汞存在下制得氯乙烯：乙烯氯化法：乙烯在氯乙烯的生产中已大时取代乙炔作原料。乙烯首先和氯气反应生成1，2-二氯乙烷，二氯乙烯：

6、二氯乙烷裂解时放出分子氯化氢，对氯气而言，氯的利用率仅50%，只有一半的氯进入了氯乙烯中，无疑将造成浪费，增加了氯乙烯的成本。现已采用多种方法，以有效利用氯化氢。联合法：二氯乙烷裂解产生的氯化可以直接用于乙炔的氢氯化炔的氢氯化，作为制备氯乙烯的原料。将（2）法与（1）法结合，在能提供乙炔的条件下，具有积极的意义。总反应式可写成：乙烯的氧氯化法：在氧的作用下，乙烯可被氯化氢氯化，生成氯乙烷：将该反应与（2）法（乙烯氧氯法）结合，即将（2）法裂解产生的氯化再用于乙烯氧氯化。总反应式为：我国氯乙烯生产除多为八十年代以前建成的电石乙炔法生产厂外，近年建厂均采用乙烯氯化法。单体氯乙烯在常

7、温下是无色有醚类气味且有麻醉性的气体，微溶于水，易溶于有机溶剂。其沸点为-13.5℃，烯点159.7℃，临界温度为142℃，临界压力为52.2大气压，爆炸极限为40-21%。氯乙烯加压可液化，工业上常在5个大气压以上的压力将液体氯乙烯贮于罐中。由于氯乙烯有致肝癌、呼吸系统和脑部肿瘤的作用，西方国家规定中氯乙烯允许浓度5-10ppm。氯乙烯可以看作是一个氯原子取代了乙烯分子中的一个氢原子，与乙烯相比，有下列差异：a、氯原子比氢原子体积大，所以氯原子的空间位阻较大；b、由于氯原子负性较大，碳一氯