CPVC—课程设计

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1、一、设计背景CPVC是PVC的氯化产物，即PVC的氯化改性。PVC树脂是生产CPVC树脂的主要原料，它必须是疏松状而不能选用紧密状。由于CPVC树脂的加工主要采用水相悬浮法，在这一过程中，由于氯气在PVC树脂中的扩散速率对PVC的氯化速率影响较较大，所以要求PVC树脂的皮膜尽可能薄，表面积不能小，因此生产CPVC的厂家应选用由特殊助剂悬浮合成的专用PVC树脂来合成CPVC树脂。美国的Goodrich公司、德国的BASF公司、日本的积水公司和钟渊化学公司所生产的CPVC树脂都是采用的专用PVC树脂进行氯化的。CPVC制品的性能主要决定于CPV

2、C树脂，它的加工性能更是决定于CPVC树脂，CPVC材料的应用和发展关键在于CPVC树脂的生产工艺的改进和提高，且能够得到专用PVC树脂，从而能提供不但性能优良而且加工性能较好的CPVC树脂。CPVC，挤出用CPVC树脂应选用P=700的PVC树脂，注射用CPVC树脂应选用P=500的PVC树脂。一般PVC的氯含量为56～59%，CPVC为64～75%，随着氯含量的增加，相应地CPVC的熔融粘度增加，软化点升高，耐热性能提高，密度增大，拉伸强度提高，同时脆性增大，冲击强度下降，加工难度也增大。本方不涉及CPVC在合成时的氯化工艺和技术，但是

3、我们希望氯含量大于70%的高氯含量的CPVC树脂表面氯含量较低，使其易于加工。在使用特殊的配方及工艺的情况下，国产CPVC树脂的的挤出加工制品的性能已能达到国际先进水平，且加工难度不大，但注射制品使用国产CPVC树脂加工困难，这有待于CPVC生产厂家能够开发出真正适合于注射加工的国产CPVC树脂。二、设计思路及合成原理CPVC是PVC与氯气在溶剂或水相中，依靠光、热、引发剂等作用反应生成。在PVC氯化过程中，氯可以取代PVC分子链中亚甲基—CH2—上的氢，也可以取代含氯亚甲基—CHCl—上的氢，这样在CPVC分子链上可能会出现四种结构单元：

4、1、—CH2—CHCl—；2、—CHCl—CHCl—；3、—CH2—CCl2—；4、—CHCl—CCl2—。PVC在路易斯酸或自由基引发剂存在下均能进行氯化反应。Nass介绍了用路易斯酸作引发剂的氯化反应机理。在路易斯酸存在下氯化是按消去—加成反应机理进行，该反应对温度、浓度及反应时间特别敏感，生成的CPVC含氯量可达64%。由于分子结构与反应条件的影响关系较为复杂，对于这种聚合物及其反应机理研究报道的较少。三、合成及材料来源简介PVC树脂液氯工艺水电蒸汽1、必须选用悬浮聚合法生产的疏松型PVC树脂，不能采用紧密型树脂。2、应选用适当聚合度

5、的PVC树脂。3、应选用孔隙率高、比表面积大、无表皮率高的树脂。4、应选用一定粒径的PVC树脂。其合成过程包括PVC氯化、脱酸、后处理、离心、干燥等单元操作。CPVC水相悬浮体系生产过程的影响因素：1、悬浮体系固液比。1、氯化介质及助剂。2、引发体系。3、悬浮体系中的氢。4、氯化温度。5、氯化压力。6、搅拌强度。7、脱酸、后处理过程。8、干燥。四、聚合物合成工艺1、国内的一些配方（参考）条件配方1配方2配方3配方4原料PVC树脂/kg800800800800水/kg3500350035003500聚甲基丙烯酸钠/kg6.5~7.56.5~7

6、.56.5~7.56.5~7.5氯气/kg480320450320工艺条件引发方式光光光光反应温度/℃80~8578~8293~9788~92反应压力/MPa0.25~0.40.2~0.40.2~0.40.3~0.4反应时间/h665.55CPVC氯含量/%666365631、CPVC的分子式CPVC（PVC-C）是PVC的氯化产物，一是提高热变型温度，增加刚性，提高化学稳定性，同时提高耐候性及难燃性，降低烟密度，这种产品通常用来制成产品，用于有特殊要求的场合；二是提高材料的溶解性能。这种产品俗称过氯乙烯，主要用于生产粘合剂、涂料和氯纶化纤

7、。CPVC的氯化方法为水相悬浮（淤浆）氯化法。它的分子结构为：-CHCl-CHCl-CH2-CHCl-CPVC的性能决定于二个因素：氯的含量和氯在CPVC分子链上的分布。所以相同氯含量的CPVC会由于氯原子的分布不一样而产生较大的性能差别。2、配方CPVC注塑制品的配方设计是要克服CPVC树脂的难加工性，同时又要保持其材料的优良性能。如生产工业用CPVC管件或冷热水用CPVC管件，其质量性能必须达到国际标准的要求，主要指标维卡软化点需达103℃。以下为工业用CPVC管件的配方。序号原辅料质量份序号原辅料质量份（Phr）1CPVC—Z3041

8、006ESBO适量2E2305SP稳定剂适量7DOP适量3辅助稳定剂0.5~28润滑剂0.1~1.54改性剂适量9填充剂1~85PA—21410颜料适量3、CPVC材料的挤出成型