氯化聚氯乙烯(cpvc)塑料及其制备方法和应用

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1、前言    氯化聚氯乙烯（CPVC）塑料具有耐热、耐候、耐化学介质腐蚀、阻燃、阻烟及无色无味无嗅等优越的理化性能，是近几年来应用领域发展速度较快的新颖塑料材料。由于美国、欧洲及日本等先进国家和地区对CPVC材料的研制和开发已经日趋成熟，所以CPVC塑料制品已具有一定的市场潜力，尤其是在中国这一庞大的塑料市场中，CPVC塑料尚属新产品、新材料，其利润空间和市场发展空间均有很大的吸引力。本文通过对CPVC树脂及CPVC塑料制品的简要分析，帮助人们提高对这种新材料的认识。       1．CPVC树脂       CPVC树脂是

2、PVC树脂氯化改性的产物，其性能取决于PVC树脂本身及对PVC树脂进行氯化的氯化工艺。       1．1．PVC树脂       PVC是氯乙烯聚合的产物，而目前氯乙烯的生成方法主要有电石法和石油（天然气）乙炔法等。我国工业化生产PVC树脂的方法主要有石油（天然气）乙炔法、电石法及采购VCM单体进行聚合三种。由于VCM的生产方法不同，相同聚合度的PVC树脂其分子构型及性能也略有不同，不容忽视的关键事实是：PVC树脂的结构与性能直接影响了对其氯化的工艺及氯化后的CPVC树脂的分子构型及性能。相同氯含量的CPVC树脂由于PV

3、C树脂的结构不同或氯化工艺不同，其性能上的差别是非常明显的。具体表现在理化性能上的差别及加工性能上的差别。   图1至图4为PVC树脂颗粒的外部和内部形貌的电子照片。它们的K值和聚合度相似，但分别为中国宜宾天源（本体聚合法）、中国齐鲁石化、日本信越、及中国北二化的产品。图为PVC树脂颗粒的电子照片，其为中国北二化的产品       1．2．CPVC树脂   由于PVC树脂是工业化生产CPVC树脂的主要原料，所以对PVC树脂的选用显得尤为重要。其结构必须是疏松状，且孔隙应适度。目前CPVC树脂的生产主要采用水相悬浮法，在这一

4、过程中，因为氯气在PVC树脂中扩散速率对PVC的氯化速率有很大影响，这又要求PVC树脂的皮膜尽可能簿，且表面积要大，结构规整度要好。因此，CPVC树脂的生产最好由具有一定规模且科研能力较强的PVC树脂生产厂来承担。国外生产CPVC的著名厂商例如美国的B.F.Goodrich公司、德国的BASF公司、法国的ATOFINA公司、日本的Kaneka公司等均是生产PVC树脂的国际性大公司。这些公司首先研制生产CPVC树脂的专用PVC树脂，它在采用悬浮法聚合的过程中添加了特殊助剂，然后将这一专用PVC树脂再经过水相悬浮法生产CPVC

5、树脂。   由于不同的氯化条件，相同氯含量的CPVC树脂的分子构型并不一样，其性能也不一样。所以氯化工艺是生产CPVC树脂的关键技术。    中国山东旭业公司在参阅了国际上CPVC生产的文献资料的基础上，利用自己的科研力量所生产的氯含量在64～68%的CPVC树脂，其加工性能优越，已在中国市场上显示了较强的竞争力。该公司采用水相悬浮法进行氯化反应生产氯化聚氯乙烯，其主要特点是分段氯化，利用可控制的分段反应温度和压力使其获得氯化均匀的CPVC树脂。为了尽量减少在氯化过程中所产生的断链和支化反应现象，宜在氯化反应前进行脱氧处理

6、。应当指出，目前困扰该公司提高CPVC树脂质量的最大问题是无法求得理想的专用PVC树脂。   表1至表2分别是日本Kaneka公司牌号为H829和H816S的CPVC树脂与中国山东旭业公司牌号为J700和Z500的基本参数对照表。表1ItemKanekaH829ChinaJ700Methodηsp0.2820.229－K-value62.955.9ISO1628-2RawResinK-value6657ISO1628-2Clcontent（%）6764.5ISO1158VicatSofteningtemp.（℃）118.6

7、108.5ISO306Bulkdensity（g/ml）0.580.37ISO-60Volatilematerial（℃）0.080.9ISO-1269AverageParticlesize（μm）15993ISO-2591Foreignmaterial（count/100g）00－InitialColor（Sn）YI126137Roll200℃,Pres195℃InitialColor（Sn）△E08.5 StaticThermalStability950890Inoven195℃表2ItemKanekaH816SChi

8、naZ500MethodK-value68.454.8ISO1628-2RawResinK-value5657.7ISO1628-2Clcontent（%）68.465.1ISO1158VicatSofteningtemp.（℃）106.8119.096.8107.4ISO306Bulkdensity（