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PVC及其衍生物的新工艺、新用途介绍

热度0票浏览91次时间：2018年11月27日 13:25

　　摘　要：文章介绍了近些年来PVC行业及CPVC行业的发展概况，浅述了PVC和CPVC的传统制备方法和应用。重点介绍了PVC热稳定性提升的新工艺以及PVC的新应用。并且也阐述了CPVC性能提高的方法以及其共混改性研究的概况。

　　关键词： PVC；CPVC；CPVC共混体系

　　1　 PVC 新工艺和新用途介绍

　　1.1　国内 PVC 行业发展现状

　　PVC 是聚氯乙烯的缩写，五大通用树脂中 PVC 的产量排在第二位，是我国大力发展并且支持研发的一种塑料建材。现在我国各个行业处于经济转型阶段，PVC 行业也不例外。而且随着原料价格的上涨，收益也在不断的被压缩。目前我国制备PVC 的工业方法主要有两种：一种是乙烯法，这种方法就是利用乙烯为原料生产出氯乙烯，然后再进一步生产出 PVC ；另一种方法是电石法，电石法工业化的时间早于乙烯法的时间，但是因为其污染大，能耗高，现在已经慢慢的被淘汰了。

　　1.2　PVC 制备的新工艺

　　传统的制备 PVC 的方法有以下三种：（1）悬浮聚合法；（2）乳液聚合法：（3）本体集聚合法。这些传统方法制备出来的 PVC 虽然具有耐腐蚀、难燃、透明性好等特点，但是热稳定性差，而且在一般的加工温度下难以降解。随着人们环保意识的逐渐增强，要对 PVC 进行改造的声音就越来越大。到目前已经有很多学者对着一方面开展了不同的研究，着重提高其热稳定性和可降解性。

　　经过研究发现，理想结构的 PVC 热稳定性极好，但是现实生活中的 PVC 之所以热稳定性差是因为在工业生产中很难制备出理想的 PVC。一般来说现实生活中应用的 PVC 里面都有烯炳基氮等结构，这些结构的不稳定性导致了 PVC 的不稳定性。因此为了增强其稳定性，只能从加工工艺上来解决这一问题，从而减少不稳定基团的生成。但是由于这一条件要求过高，所以在实际生活中人们往往采用“热稳定剂”来提高 PVC的稳定性。一般传统的热稳定剂只需满足以下四个条件之一即可：（1）直接取代 PVC 的结构缺陷，消除不稳定结构；（2）能偶遇 PVC 热降解释放出的 HCl 反应，抑制 PVC 的热分解；（3）可和 PVC 热降解生成的共轭多烯加成，阻止其进一步反应：（4）可抑制自动氧化降解。但是传统的热稳定剂一般都含有 Pb、Cd 等有毒元素。因此开发一种新的热稳定剂是十分必要的。目前有种锌基无毒的热稳定剂正在开发中，虽然尚未取得在工业方面的应用，但是已经有一些不小的突破了。

　　1.3　PVC 的新应用

　　传统的 PVC 的用途已经十分广泛，包括建筑、工业、日用等各个方面。可以说现代工业 PVC 的影响巨大。正因如此，我国目前又在开发新型的 PVC 材料。改进的方向主要表现在以下两个方面：（1）经过对 PVC 材料的改性，通过添加一定的化学用剂，然后使用先进的增塑工艺，可以大大提高 PVC塑钢的性能，使其能够在电气系统中取代钢管；（2）将废弃的木纤维和塑料作为主要的原料，通过一定的手段经过加工之后可以制成新型的 PVC 用来代替木材。

　　2　 CPVC 新工艺和新用途介绍

　　2.1　国内 CPVC 行业发展现状

　　CPVC 是由 PVC 氯化制得的衍生物。是一种新型的工程塑料，其应用前景广阔，它的主要优点是耐高温、力学性能优异、化学性能稳定、阻燃性能好、导热系数低等。CPVC 主要用于制造管材及在一定条件下充当腐蚀介质。现在的 CPVC 的生产基本上被国外垄断，国内只有两家公司能够掌握这一技术，但仍与国外有较大差距。

　　2.2　CPVC 制备的新工艺

　　传统的制备 CPVC 的方法有四种：（1）溶液法：采用有机溶剂为溶剂，例如，四氯化碳，将 PVC 溶解，配成均相溶液，在一定的外界条件下与氯气反应生成 CPVC；（2）水相悬浮法：

　　在盐酸或者水里融入 PVC，再加入助溶剂，然后在一定条件下通入氯气，经过脱酸、水洗、中和等步骤得到 CPVC 产物；（3）气固相法：将干燥 PVC 中通入氯气，然后在一定条件下制得 CPVC 树脂；（4）液氯法：采用一定量的液氯，在其中溶解 10%~20% 的 PVC，使其成为凝胶，然后再在一定的调节和步骤下制得 CPVC 产物。

　　但是由这些方法制备出的 CPVC 还是有一定的提升空间。

　　可以类比 PVC 的热稳定性提升。现在，在提升 CPVC 方面最常用的方法就是添加稳定剂、润滑剂、加工助剂等一些其他的助剂。其中添加稳定剂的原因是 CPVC 的加工温度一般较高，但是 CPVC 的对热十分敏感。加入润滑剂是因为 CPVC 熔体的粘度系数大，一般的注射成型会让其发生破裂。而加入加工助剂则是为了提高其塑化性能，传统的 CPVC 易破碎，微粒之间的相互作用极差。

　　2.3　CPVC 的新应用

　　CPVC 生产方法不止一种，因此生产出的 CPVC 就分成了两类，一类是均质 CPVC，其溶解性能好、机械性能差，一般涂料或者纤维的改性剂会采用均质 CPVC。另一种则是非均质CPVC，它的理化性能与均质 CPVC 相差较大。非均质 CPVC耐热性、耐腐蚀性、阻燃性能都十分优异。已经广泛地应用于化工、建材甚至于一些航空领域。

　　现在的研究更倾向于对 CPVC 的改性，而这其中又是以CPVC/PVC、CPVC/ABS 等共混体系研究为主。随着混合体系越来越向多元化发展，能够有效地提高 CPVC 的某些性能，不同的混合体系之间的调节配合也更加和谐。目前来说，不少实验室都制备出了性能更加优异的共混体系，但是距离工业化生产尚有一定的距离。希望我国能够尽快突破这一难关，真正的掌握制备优异性能的 CPVC 的工艺。

　　参考文献：

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　　[4] 张军锋,杨黎博,何旭东,康永.CPVC行业现状及其发展[J].聚氯乙烯,2017(45):5-9.

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