1、聚氯乙烯（ polyvinylchloride ） 聚氯乙烯簡介聚氯乙烯簡介 聚氯乙烯的生產聚氯乙烯的生產 聚氯乙烯的應用聚氯乙烯的應用 聚氯乙烯的危害聚氯乙烯的危害 聚氯乙烯的發展前景聚氯乙烯的發展前景 聚氯乙烯簡介 聚氯乙烯的結構 聚氯乙烯的性質 聚氯乙烯的歷史 聚氯乙烯（polyvinylchloride）的結構 聚氯乙烯是無定形的線型、非結晶的聚合物， 基本無支鏈， 鏈節排列規整。 聚合度n的數目一般為50020000。 聚氯乙烯（polyvinylchloride）性質 氯乙烯的聚合物。英文縮寫PVC。聚氯乙烯是僅次于聚乙烯的第二大塑料品 種。玻璃化溫度8085，密度1.351.45

2、g/cm，使用溫度-1560。 PVC具有優良的耐酸堿、耐磨、耐燃及絕緣性能，與大多數增塑劑的混合性 好，因此可大幅度改變材料的力學性能。加工性能優良，價格便宜，但對 光、熱穩定性差，100以上或光照下性能迅速下降。 穩定性穩定性 聚氯乙烯樹脂的軟化點低，約75-80，脆化溫度低于-50 -60，大多數 制品長期使用溫度不宜超過55，特殊配方的可達90。若聚氯乙烯樹脂 純屬頭-性相接面怕線型結構，內部無支鏈和不飽和鍵，盡管C-Cl鍵能相對 較小，聚氯乙烯樹脂的穩定性也應當是比較高的。但即使純度很高的聚氯 乙烯樹脂，長期在100以上或受紫外線輻射就開始有氯化氫氣體逸出。說 明其分子結構中存在尖性

3、基團或不穩定結構。時間越長、降解越多、溫度 越高，降解速度越快，在氧或空氣存在下降解速度更快。 普遍認為，聚氯乙烯大分子末端基及內部的雙鍵結構是引起降解的弱點， 與雙鍵相鄰碳原子上的氯原子不安定： 脫去HCl后，形成共軛的不飽和鍵。該反應會連鎖進行，得到多個雙鍵共軛的聚乙 炔結構。實驗證明將聚氯乙烯的雙鍵氯化飽和后，脫HCl速度大為了低。 在聚合反應、后外理及樹脂加工過程中，聚氯乙烯都可能和氧形成氧化物，后導致 生成羰基-烯丙基， 羰基與雙鍵其軛使雙鍵相鄰碳原子上的 氯原子極為活潑，很容易脫降氯化氫。不少人認為，這很可有是引起聚氯乙烯降角 的主要根源 CH2-CH-CH=CHClCH2-CH-

4、CH=CHCl+Cl Cl CH=CH-CH=CHCl+HCl 聚氯乙烯樹脂中的支化點也是引起降解的弱點，支化點碳原子上氯原子不安定， 也易引起脫氯化氫（叔碳上的氯比仲碳上的氯更容易反應）： 最后也生成具有共軛雙鍵的多烯烴結構。 另外聚氯乙烯分子末端上的一些引發劑殘基，反常的頭一頭連接結構（相 鄰的氯原子穩定性差）等都可能降低氯乙烯的穩定性。 游離的氯化氫還包括降脫出的氯化氫，它的存在對聚氯乙烯的降解有催化 作用，在175下自動催化反應的速度為非催化反應的1000倍。苛性堿同 樣能強化聚氯乙烯樹脂降解均有催化作用，金屬粉末可能是與分解析的氯 化氫生成高價氯化物而起催化作用的。 CH-C Cl

5、CH 2-C +ClCH=C +HCl 成型加工時，強烈的機械剪切力可以使一些C-C鍵斷裂，生成游離基， 促使聚氯乙烯降解。 在熱、光、紫外線作用下，聚氯乙烯脫去氯化氫，形成共軛雙鍵數硨以上 時，即出現變色，（通常當聚氯乙烯解離出0.2%氯化氫時），共軛雙鍵數 越大，色澤越深。 一般來說，聚氯乙烯的分子量越大，熱穩定性、耐焰、自熄的特點越強， 且具有阻燃性。 溶解性 聚氯乙烯耐水、濃堿、非氧化性酸、鏈烴、油和臭氧。氧化性酸（如硫酸、硝酸、 鉻酸）能腐蝕聚氯乙烯。 聚氯乙烯為極性高聚物， 其溶解度參數p約為9.5。聚氯乙烯能溶于某些酌酮、 酯氯化烴等，如四氫呋喃、環已酮、甲乙酮或丙酮與二硫化碳的

6、混合物，以及四氫 糠醇、二惡烷、二氯乙烷、鄰二氯苯、甲苯等。聚氯乙烯的溶解性與分子量有很大 關系，分子量越大，溶解性越差。通常浮液樹脂比懸浮樹脂的溶解性差 聚氯乙類 在硝基烷、丙酮、酸酐和苯胺等中要溶脹。 力學性能 聚氯乙烯分子中含有大量的氯原子，分子極性較大，分子間作用力較強， 大分子的斂集程度高，鏈間距離2.810-10m，遠較聚乙烯的（4.310-10m） 為小，所以聚氯乙烯的拉伸強度、壓縮強度較高，硬度剛度較大，而其沖 擊強度、斷裂伸長率較小。 聚氯乙烯的力學性能與低分子物含量很大關系，聚氯乙烯塑料中常使 用大量增塑劑，使用量可以相差很大，塑料性能變化很顯著。增塑劑 進入大分子之間，使

7、聚氯分子間的距離增大，相互作用力（吸引力） 減小，大分子運動容易。這各外加增塑劑起增塑效果的方法叫外增塑， 如用化學方法在分子鏈上引入其他基團或鏈段，減弱分子之間的作用 力而起到增塑。來得及來說，增塑劑含量越多，拉伸強度、彈性模量 較小，而伸長率越大。 按增塑劑含量的多少，常將PVC塑烯塑料分為： 無增塑PVC， 增塑劑含量為0； 硬質PVC， 增塑劑含量小于10%； 半硬質PVC， 增塑劑含量為10-30% 軟質PVC， 增塑劑含量為30-70%； 聚氯乙烯糊塑料， 增塑劑含量為80%以上。 電電 性性 能能 聚氯乙烯屬于極性高聚物，對水等導電物質親和 力較大，故電阻較非極性的聚烯烴要小，但

8、仍有 較高的體積電陰和擊穿電壓。聚氯乙烯的極性基 團直接附著在主鏈上，在玻璃化溫度以下，偶極 鏈段受到凍結構的主鏈原子的限制，不能移動， 因而并不產生偶極化作用，可作室溫的高頻絕緣 材料。 作電線絕緣用時、懸浮樹脂的電氣絕緣性比浮液 樹脂高10-100倍。降解產生的氯離子的存在會降 低電絕緣性。 加 工 性 能 聚氯乙烯樹脂的顆粒大小、魚眼、松密度、純度、外來雜質、 孔隙率對加工性有都有影響；糊樹脂則應考慮糊料的粘度和 膠化性能。 聚氯乙烯的溫度形變曲 線如左圖，聚氯乙烯為無 定形高聚物，收縮率小。 粉料加工前宜預熱以排除 水分，增強塑化效果，防 止氣泡。 在Tg（80）以下，聚氯乙烯為玻璃態

9、；在Tg Tf（約160） 呈高彈性橡膠狀，有可塑性；在 Tf TD（熱分解溫度）為粘流 態，溫度越高，流動越容易。當溫度超過TD，PVC分解出大量的綠 化氫（HCl），材料喪失了化學穩定性和物理性能。 TD是加工成 型的上限溫度。由于聚乙烯分子間作用力大，Tf很高，甚至接近 分解溫度，因此加入增塑劑以降低Tf。另一方面通過加入穩定劑 提高它的分解溫度才能進行加工成型。 玻璃化溫度Tg只與分子鏈鏈段結構有關，與分子量關系不大，而 粘流溫度Tf是大分子開始運動的溫度，與分子量大小有關，分子 量越大，Tf越高。因此對某些加工成型（如注射成型）來說，有 必要適當降低樹脂的分子量。根據分子量的大小不同

10、，國產懸浮 聚氯乙烯樹脂分為1-7級，序號越大，分子量越小。XJ-4（XS-4） 至XJ-7（XS-7）型樹脂常用于制造硬管、硬板等，其它型號較低， 分子量較大的樹 脂，因Tf較高，需加入大量增塑劑使Tf降低，故常用于制造軟制品。 平均聚合度在1000以下的聚氯乙烯稱作低聚合度聚氯乙烯，具有較好 的加工性能，在加工過程中可少加增塑劑，這樣不會由于增塑劑的遷 移而使制品加速老化。低聚合度聚氯乙烯制品具有較好的透明度，廣 泛地應用于建筑材料、食品及藥物包裝材料以及代替有機玻璃制品。 聚氯乙烯熔體屬非牛頓型的假性流體，剪切速度越大，表觀粘度越小， 且變化相當靈敏。升高溫度，粘度降低不多，即使塑料在分

11、解溫度以 下，但因長時間處于較高溫度，也會起熱及氧化降解現象，而影響其 性能。所以改善聚氯乙烯熔體的流動性應主要考慮增大剪切速率（增 大壓力）。實際上，加大外作用力有助于大分子的運動，使Tf有所降 低，大分子能在較低的溫度下流動。 聚氯乙烯塑料形態各各異，差別很大，加工方法也多種多樣，可壓制、 擠出、注射、涂層等。聚氯乙烯塑料常用于制造薄膜、人造革、電線 電纜的絕緣層，硬質制品，地板、家俱、運動器材等。 聚氯乙烯的發展歷史 1912年，德國人Fritz Klatte合成了PVC， 并在德國申請了專利，但是在專利過期 前沒有能夠開發出合適的產品。 1926年，美國B.F. Goodrich公司的

12、Waldo Semon合成了PVC并在美國申請了專利。 聚氯乙烯生產 聚氯乙烯合成方法 聚氯乙烯生產工藝 聚氯乙烯合成方法 聚氯乙烯用自由基加成聚合制備，方法有懸浮、本體、乳液和溶液等，其 中以懸浮法為主，以過氧化物、偶氮異腈類引發，加分散劑后可得到疏松 樹脂顆粒，加工性能好。 聚合溫度高，鏈轉移速率高，產物分子量小，一般應穩定在0.5以內。 溶液聚合產物直接用作涂料膠粘劑，乳液聚合產物也可直接應用，或噴霧 干燥為固體。 問題陳述 在此處鍵入您的問題。 （這是您的回答的問題。） 聚氯乙烯生產工藝 問題陳述 國內主要采用電石乙炔法生成聚氯乙烯，其原理就是電石水解，制成 乙炔，然后與等物質的量的H

13、Cl加成，得到氯乙烯，然后再加聚反應即 可得到成品聚氯乙烯。方程式如下 1.電石與水反應得乙炔 2.乙炔和氯化氫反應得氯乙稀 3.氯乙稀加成變成聚氯乙烯 nC2HCL=CHCHCln 22222 2()CaCHO CH CaO H 2223 CHHCl CHCl 乙炔的工藝流程敘述及方框圖乙炔的工藝流程敘述及方框圖 敘述：桶裝或袋裝電石經過破碎機破碎后，由皮帶機送到電石大貯斗內， 再從電石大貯斗放入加料斗，經計量后借電石吊斗、電動葫蘆、電磁振動 器連續加入乙炔發生器。電石水解產生的粗乙炔氣由乙炔發生器頂部逸出， 經噴淋預冷器、正水封進入冷卻塔和乙炔氣柜。來自發生器經冷卻后的乙 炔氣，進入乙炔壓

14、縮機加壓，然后經清凈塔除去粗乙炔氣中的硫化氫等雜 質，再經中和塔、冷凝器等除去酸和水分。精制后的精乙炔氣送往氯乙烯 合成轉化工序。 乙炔的工藝流程敘述及方框圖乙炔的工藝流程敘述及方框圖 方框圖：電石電石倉兩個貯斗發生器堿洗 塔冷卻塔水環壓縮機水分離器清凈一塔 清凈二塔中和塔冷卻器旋風分離器送至氯 乙烯工序 氯乙烯的工藝流程敘述及方框圖氯乙烯的工藝流程敘述及方框圖 敘述:來自乙炔工段的乙炔氣經乙炔砂封與來自氯化氫工段的氯化氫氣體以 1:1.051.1配比進入混合器，混合后的氣體經兩組石墨冷卻器冷卻后進入 除霧器進一步脫水，脫水后的混合氣進入預熱器，開溫后的混合氣體進入 裝有氯化汞觸媒的一組轉化器

15、進行第一次轉化， 經過初步轉化的混合氣體 再進入二組轉化器， 反應后的粗氯乙烯進入脫汞罐脫汞后進入除沫冷卻器 降溫，降溫后進入制酸塔，回收氣體中的氯化氫進入水洗塔，然后進入堿 洗塔，然后經除沫器，一部分進入氣柜一部分進入壓縮機，壓縮后的氣體 進入全凝器，沒有冷卻的氣體進入尾氣回收系統達標后排放。 全凝器和尾氣冷凝器冷凝下來的氯乙烯液體進入粗單體貯槽，除水后 氯乙烯液體進入低沸塔，塔釜再沸器用熱水加熱塔頂，用0度水降溫冷卻除 去低沸物的粗氯乙烯液體進入高沸塔，塔釜再沸器用熱水加熱塔頂，用0度 水冷卻氣態氯乙烯進入成品冷凝器，用0度水冷凝成液體氯乙烯，成品氯乙 烯進入單體貯槽貯存再送聚合工段。 氯

16、乙烯的工藝流程敘述及方框圖氯乙烯的工藝流程敘述及方框圖 方框圖: HCLHCL緩沖罐HCL預冷器+乙炔沙封混合 器石墨冷卻器多孔過濾器預熱器轉化器除 汞器冷卻器水洗組合塔堿洗塔汽水分離器 機前冷卻器單壓機機后冷卻器全凝器水 分離器低塔加料槽低沸塔高沸塔成品冷卻 器單體貯槽 聚合工藝流程敘述及助劑聚合工藝流程敘述及助劑 敘述:配料用的水由純水車間送來加入高純水貯槽，由高純水泵送到單體 計量槽，準確計量氯乙烯單體，由氯乙烯工段送到單體計量槽，稱量好的 各種助劑加入釜中進行一段時間冷攪，結束后啟動熱水泵，把熱水送入釜 夾套和內冷管中，當釜溫升到反應溫度停熱水泵，用循環水將反應熱移出， 聚合反應持續進

17、行，當反應壓力下降到0.10.15MPa即可聯系出料。 聚氯乙烯樹脂是聚氯乙烯塑料的基礎。聚氯乙類樹脂由于熱穩定性差。 加工性能也較差、不能單獨使用，必須和多種助劑配合才具有實用價值。 聚氯乙烯塑料根據所用的增塑劑量的多少，表現出硬質、軟質、甚至是 粘稠液體（糊狀）的外觀特征，使得其應用領域相當廣泛，制品多種多 樣。 常用助劑: 分散劑 引發劑 緩沖劑 消泡劑 終止劑 干燥包裝工藝敘述及方框圖干燥包裝工藝敘述及方框圖 敘述:聚合后的漿料經過過濾器進入沉析槽，然后由漿料泵送至供料槽， 漿料通過供料槽出來，再經過濾器由供料泵打至螺旋板換熱器，經換熱 由漿料溫度開至80度左右進入氣提塔，氣提塔底部出

18、來的漿料由熱料泵 送至小沉析槽，再經方箱過濾器由打料泵送至離心機，離心機脫水后進 入氣流干燥塔。 來自大氣經過風室過濾后的空氣，由鼓風機送至預熱器經蒸汽加熱到130- -135度，進入氣流干燥塔與離心后的漿料接觸，使顆粒表面的水分汽化， 夾帶樹脂的氣流切線進入旋風干燥器，經干燥的樹脂與氣流一起進入一 組旋風分離器，大部分樹脂被分離出來進入振動篩，過篩后進入料倉進 行包裝。 方框圖:聚合釜-料漿排放槽-料漿槽-料漿貯槽-料漿進料泵- 節能器-氣提塔-出料泵-節能器-干燥器-離心料漿槽-進料 泵-離心機-上下攪攏-氣液干燥銅-旋風干燥床-一級旋風分離器 -二級旋風分離器-抽風機旋振篩-中間料倉-大

19、料倉-自動包 裝線-外賣 聚氯乙烯應用 高分子量樹脂力學性能好，加增塑劑后制成軟質制品，主要用于薄膜、包 裝材料、容器、電線；低分子量樹脂容易加工，適合于硬質制品，用于管、 板、下水道和建筑材料。 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物流動性好，加工溫度低，用于唱片、地板、涂 料。 氯乙烯-丙烯腈共聚物的軟化溫度、強度較高，并改善溶解性，宜作纖維； 氯乙烯-丙烯酸酯類共聚物的耐候性、沖擊性有所提高。 氯乙烯-丙烯共聚物的流動性和熱穩定性較好，可作瓶料。 全球聚氯乙烯工業發展趨勢 目前，世界塑料工業持續快速發展，對合樹脂脂的需求始終保持高速增長， 合成樹脂領域的市場變化與最近發展動態已成為人們關注的熱點。為此

20、， 國 際石油化工專版從本期開始推出“合成樹脂論壇”欄目，陸續介紹 世界合成 樹脂領域各重點產品的市場特點、最新技術進展及未來發展前景 與趨勢。本期 文章的作者為天津市合成材料工業研究所高級工程師蔡永源 先生。敬請讀者關 注。 聚氯乙烯（）是主要通用塑料品種之一， 在世界五大塑料中的生產 能力僅次于聚乙烯，居第二位，約占合成樹脂總 量的。 我國聚氯乙烯工業市場發展趨勢 我國聚氯乙烯糊狀樹脂主要用于制造人造革、浸漬手套、紗窗、水田 靴、工具把手、壁紙、地板卷材、蓄電池隔板和玩具等。 隨著我國經濟 的穩步發展和人民生活水平的不斷提高，加之聚氯乙烯糊狀樹脂應用開 發的不斷深入，國內市場對聚氯乙烯糊狀樹脂的需求仍具有較大的發展 空間，特別是在汽車、建筑、電子和涂料等方面，對于拓寬聚氯乙烯糊 狀樹脂的消費、開發大宗專用樹脂，促進聚氯乙烯糊狀樹脂的生產具有 積極而現實的意義。 除普通型的聚氯乙烯糊狀樹脂外，其他相關改性產品如摻混樹脂、氯醋 酸樹脂等，由于其具有的獨特的性能而在汽車塑溶膠、PVC方快地毯、印 花油墨、人造革底糊和邊糊、壁紙、人造革、浸漬制品中，其用量將隨 著應用開發力度的不斷加大而增加，大量取代進口 。 聚氯乙烯的危害 聚氯乙稀的生產過程中包括諸多的危險