氯化聚氯乙烯(CPVC)树脂的生产研究
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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PVC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。
2023-11-06•概述•原料与设备•生产工艺流程•产品质量控制•环境保护与可持续发展目•未来发展趋势与挑战录01概述氯化聚氯乙烯树脂(CPVC)是一种热塑性树脂,由聚氯乙烯(PVC)经氯化改性后得到。
CPVC具有更高的热稳定性、阻燃性和耐化学腐蚀性。
CPVC的分子结构中,氯原子取代了部分氢原子,使其具有更高的氯含量,从而提高了其性能。
定义与性质氯化聚氯乙烯树脂的用途CPVC在建筑、化工、汽车、电子、医疗等领域有广泛应用。
在建筑领域,CPVC可用于制造管道、阀门、密封件等;在化工领域,CPVC可用于制造涂料、粘合剂、离子交换树脂等;在汽车和电子领域,CPVC可用于制造电线绝缘层、电缆护套等;在医疗领域,CPVC可用于制造医疗器械、输液袋等。
CPVC的生产工艺主要包括以下步骤1. 聚氯乙烯(PVC)原料的准备和检验;2. PVC颗粒的氯化改性反应;3. 氯化聚氯乙烯树脂的分离和提纯;4. 氯化聚氯乙烯树脂的干燥和粉碎;5. 产品包装和检验。
在氯化改性反应中,PVC颗粒与氯气在一定温度和压力条件下反应,生成氯化聚氯乙烯树脂。
此反应为放热反应,需要控制温度和压力以保持反应的稳定性。
干燥和粉碎是将氯化聚氯乙烯树脂进一步处理成所需的产品形式,如颗粒状或粉末状。
干燥是为了去除树脂中的水分,粉碎是将大块树脂破碎成小颗粒或粉末。
产品包装和检验是为了保证产品的质量和性能符合要求。
包装方式需根据产品应用领域和客户要求进行选择,检验包括外观、尺寸、性能等方面的检测。
分离和提纯是关键步骤之一,需要将未反应的PVC颗粒、氯化物和其他杂质从氯化聚氯乙烯树脂中分离出来,以保证产品的质量和性能。
生产工艺简介02原料与设备氯化聚氯乙烯树脂生产的主要原料包括聚氯乙烯树脂、氯气、引发剂、分散剂等。
根据生产工艺要求,需要严格控制原料的质量和配比。
在原料准备过程中,需要对原料进行严格的检验,确保其质量符合生产标准。
同时,需要按照生产计划和库存情况,合理安排原料的采购和储存。
氯化聚氯乙烯树脂(CPVC)加工稳定化的研究的开题报告
一、研究背景
氯化聚氯乙烯树脂(CPVC)具有良好的耐腐蚀性、耐高温性、耐热性和机械性能等特点,广泛应用于建材、化工、电力、轻工等领域。
然而,在加工过程中,CPVC容易分解、变色、失去耐热性等问题,制约了其应用范围和市场竞争力。
因此,对CPVC 加工稳定性的研究具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在探究CPVC加工稳定化的方法,提高CPVC的加工稳定性和耐热性,以提高其应用范围和市场竞争力。
三、研究内容和研究方法
1.研究CPVC的热稳定剂及其添加量对CPVC耐热性的影响;
2.研究不同加工条件下CPVC的稳定性,优化加工参数;
3.研究光稳定剂对CPVC的稳定化效果;
4.研究CPVC加工过程中添加剂的迁移规律,对加工工艺进行优化;
5.通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等手段对CPVC的表征和分析。
四、研究预期结果
通过对CPVC加工稳定化的研究,预计能够得到以下结果:
1.确定CPVC最适宜的热稳定剂和添加量,提高其耐热性;
2.优化CPVC的加工参数,提高加工稳定性;
3.探究光稳定剂的作用机理,提高CPVC的耐光性;
4.分析添加剂的迁移规律,优化加工工艺;
5.对CPVC进行表征和分析,了解其结构性质和性能特点。
五、研究意义
通过本研究,对CPVC加工稳定化方法的探究能够提高CPVC的加工性能和应用性能,对促进其在建材、化工、电力、轻工等领域的应用具有积极意义。
同时,对扩
大我国塑料加工材料的生产和应用,提高我国塑料加工产业的技术水平和市场竞争力,也具有重要意义。
氯化聚氯乙烯(CPVC)树脂的生产研究【摘要】本文介绍了国内氯化聚氯乙烯(CPVC)树脂的发展概况,并从生产工艺、反应机理等方面详细介绍了氯化聚氯乙烯生产的可行性。
【关键词】聚氯乙烯;氯化聚氯乙烯氯化聚氯乙烯(简称CPVC),又名过氯乙烯。
CPVC能耐大多数的酸、碱、盐,具有很好的耐化学腐蚀性。
CPVC的耐热温度要比聚氯乙烯(简称PVC)高30~40℃,与其他高分子材料相比具有良好的耐热性。
CPVC应用范围十分广泛,主要用于管件、注塑成型、还可用于氯化纤维的改性、制造复合材料、发泡材料、涂料及粘合剂等。
CPVC还可用作塑料的改性剂,它与热塑性或者热固性的塑料共混制造合金,可改善这些材料的性能,使之成为性能更为优越的工程塑料。
我国CPVC的生产厂家一般规模较小,质量档次不高,应用开发力度不够,使我国应用于管材、硬质品方面的CPVC大量依赖进口。
因此,扩大氯化聚氯乙烯的生产及加快开发速度是我国当前面临的首要问题。
(4)卓越的耐候性和耐腐蚀性:CPVC不仅耐紫外线和大气老化,常温下还耐各类酸、碱介质,即使100℃仍耐次氯酸钠溶液、乳酸、稀碱液等介质。
CPVC是PVC氯化改性的产物,其关健技术是PVC初级粒子的形态及氯化条件,CPVC的性能决定于两个因素: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。
因此开发并生产出适合于制造CPVC树脂的专用PVC树脂很重要,其主要特征是要具有合理的疏松度及粒子间的间隙,且粒子表面的皮层较薄,表面积也相对较大。
这种专用料非常有利于氯化时氯在PVC中的深入和扩散。
2、工艺方法选择氯化聚氯乙烯树脂的生产经过长期的发展已经具备十分成熟的生产工艺,在工业上生产主要有溶剂法、水相法、气相法三种方法。
溶剂法生产工艺流程长、成本高、环境污染大。
因此,溶剂法生产在一定程度上受到了制约。
气相发生产具有设备复杂、氯化时热量转移困难、产物容易变黄等缺点,使气相法大规模生产也受到制约。
气固相法合成氯化聚氯乙烯树脂的工艺研究摘要:氯化聚氯乙烯树脂的合成主要依靠流化床反应器来完成,整个合成过程反应类型复杂,控制难度较高,需要综合考虑多方面因素对产品产生的影响。
本文首先介绍了氯化聚氯乙烯树脂的特征、设备以及制备的流程,其次对氯化聚氯乙烯树脂的反应机理、综合性能进行了分析,希望可以有效提升氯化聚氯乙烯树脂的生产工艺水平,为促进行业的可持续健康发展创造良好的条件。
关键词:气固相;氯化聚氯乙烯树脂;工业合成引言氯化聚氯乙烯树脂在合成过程中会受到各种因素的影响,氯化过程中通过氯化改性技术,能够有效提升产物的整体性质,将PVC中氯含量进行调整,我国的管材、型材当中氯化聚氯乙烯树脂都具有广泛的应用。
为了进一步探讨氯化聚氯乙烯树脂的生产反应机理,现就氯化聚氯乙烯树脂的生产工艺流程分析如下。
一、氯化聚氯乙烯生产工艺概述氯化聚氯乙烯树脂在工业生产中具有广泛的应用,其定义与特征包括如下内容。
1.基本特征氯化聚氯乙烯树脂通过聚氯乙烯改性的模式获得的产物,相比于改性前而言,氯化聚氯乙烯树脂具有许多性能优势,包括优良的物理机械性能、阻燃性能,同时还具有很强的耐腐蚀性能。
现阶段,我国的材料大部分应用于型材、管材等领域,一些副产品当中氯化聚氯乙烯树脂也具有广泛的应用。
根据生产工艺特征的差别,氯化聚氯乙烯树脂的生产可以划分为溶剂生产技术、水相悬浮生产技术以及气固相生产技术。
整体来说,水相生产模式的优势明显,不但产品性能突出,同时还具有稳定性好、生产操作流程简单等。
但是,生产过程中存在流程长、废水与废料较多的情况。
国内一些企业采取气固相搅拌生产模式替代该技术,取得了良好的效果,实现了污染物的合理控制,不过在热传导性能方面存在一些风险,没有得到大规模的推广使用。
2.生产设备氯化聚氯乙烯树脂的生产过程中需要可靠的设备与生产原材料,设备主要包括气固流化床、电位滴定仪。
原材料包括硝酸银、硫酸铁铵、硫氰酸铵等。
3.制备流程称取PVC粉末后,将其置入流化床反应器进行反应。
气固相法合成氯化聚氯乙烯树脂摘要:在流化床反应器中,研究了紫外光引发的氯化聚氯乙烯(CPVC)树脂的合成过程,考察了反应时间、反应温度、原料气中φ(Cl2)和紫外光强度对产品w(Cl)的影响。
较佳的反应条件为:反应时间1.5 h, 反应温度110 ℃,原料气中φ(Cl2)为30%,紫外光波长为300 nm,紫外光强度为211 μW/cm2。
合成的CPVC产品中w(Cl)可达68.48%,CPVC的力学性能比聚氯乙烯有较大提高。
关键词:氯化聚氯乙烯聚氯乙烯气固相光催化Abstract: The author studied the synthesis process of chlorinated polyvinyl chloride (CPVC) initiated by UV light in a fluidized bed and explored the influences on chlorine mass content of reaction time, reaction temperature, volume fraction of chlorine gas in feedstock and UV light intensity. The optimal reaction conditions includs: the reaction time 1.5 h, reaction temperature 110 ℃, volume fraction of chlorine gas in feedstock 30%, UV light wavelength 300 nm and UV light intensity 211 μW/cm2. The chlorine mass content of the composite CPVC could reach 68.48% and the mechanical properties of the CPVC improved more noticeable in comparison with polyvinyl chloride.Keywords: chlorinated polyvinyl chloride;pvc;gas solid phase;photocatalysis 氯化聚氯乙烯(CPVC)是将聚氯乙烯(PVC)进一步氯化改性的产物。
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PVC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。
氯化聚氯乙烯(CPVC)树脂的生产研究
【摘要】本文介绍了国内氯化聚氯乙烯(CPVC)树脂的发展概况,并从生产工艺、反应机理等方面详细介绍了氯化聚氯乙烯生产的可行性。
【关键词】聚氯乙烯;氯化聚氯乙烯
氯化聚氯乙烯(简称CPVC),又名过氯乙烯。
CPVC能耐大多数的酸、碱、盐,具有很好的耐化学腐蚀性。
CPVC的耐热温度要比聚氯乙烯(简称PVC)高30~40℃,与其他高分子材料相比具有良好的耐热性。
CPVC应用范围十分广泛,主要用于管件、注塑成型、还可用于氯化纤维的改性、制造复合材料、发泡材料、涂料及粘合剂等。
CPVC还可用作塑料的改性剂,它与热塑性或者热固性的塑料共混制造合金,可改善这些材料的性能,使之成为性能更为优越的工程塑料。
我国CPVC的生产厂家一般规模较小,质量档次不高,应用开发力度不够,使我国应用于管材、硬质品方面的CPVC大量依赖进口。
因此,扩大氯化聚氯乙烯的生产及加快开发速度是我国当前面临的首要问题。
(4)卓越的耐候性和耐腐蚀性:
CPVC不仅耐紫外线和大气老化,常温下还耐各类酸、碱介质,即使100℃仍耐次氯酸钠溶液、乳酸、稀碱液等介质。
CPVC是PVC氯化改性的产物,其关健技术是PVC初级粒子的形态及氯化条件,CPVC的性能决定于两个因素: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。
因此开发并生产出适合于制造CPVC树脂的专用PVC树脂很重要,其主要特征是要具有合理的疏松度及粒子间的间隙,且粒子表面的皮层较薄,表面积也相对较大。
这种专用料非常有利于氯化时氯在PVC中的深入和扩散。
2、工艺方法选择
氯化聚氯乙烯树脂的生产经过长期的发展已经具备十分成熟的生产工艺,在工业上生产主要有溶剂法、水相法、气相法三种方法。
溶剂法生产工艺流程长、成本高、环境污染大。
因此,溶剂法生产在一定程度上受到了制约。
气相发生产具有设备复杂、氯化时热量转移困难、产物容易变黄等缺点,使气相法大规模生产也受到制约。
水相悬浮法生产不用溶剂、成本底、产品质量好,其生产工艺最为成熟,而我厂对水相悬浮法生产具有成熟的生产技术及十年的生产经验。
大多数员工对水相悬浮生产有直观的认识,因此,采用水相悬浮法生产氯化聚氯乙烯对氯碱企业来说是一种十分可行、可靠的生产方法。
3、水相悬浮法氯化工艺
水相悬浮法氯化工艺主要包括三道工序:聚氯乙烯氯化;氯化聚氯乙烯的洗涤和稳定;氯化聚氯乙烯干燥。
其简要步骤如下:
向设有搅拌器的搪瓷釜或钛质反应釜中加入定量水或20%盐酸,然后按计算量加入PVC树脂粉、分散剂和引发剂,配成15-20%的PVC悬浮液。
搅拌下升温50-70℃,经鼓泡器向反应釜中通入氯气,反应至含氯量合格,终止氯化反应。
把浆料送入离心机中分离出盐酸,把盐酸返回氯化反应釜或打入氯化气提工序中。
压出的浆料送至带有搅拌器的搪瓷洗涤釜中用水和苏打溶液加以稳定。
把稳定后的氯化聚氯乙烯送入离心机,分离出水及其他液体,然后送入干燥器中。
用鼓风机送入空气,经加热器加热空气,通入干燥器除去氯化聚氯乙烯中的水分,使氯化聚氯乙烯干燥。
废气经除尘器后排空。
最后从干燥器中输出所需的氯化聚
氯乙烯树脂。
其工艺流程图如下:
4、反应机理
聚氯乙烯(PVC)是一种直链化合物,是按游离基型聚合而成的无定型热塑型树脂,其氯化属取代反应。
在PVC分子链中引入氯原子时,氯原子首先取代大分子-CH2-基团上的氢原子,生成-CHCl-CHCl-结构,随着氯含量的上生,其结构-CHCl-CHCl-也相应增多,当氯含量大于65%时,则生成偏二氯链节-CH2-CCl2-,随着氯化程度的提高,生成的偏二氯链节也进一步增多。
5、存在问题及解决方法
由于氯化反应是放热反应,反应温度偏高,再加上如果反应釜内不排氯,通氯不恒定,后处理工艺不完善,将会使氯化过程中产生较多的断链及支化反应,从而使其物理性能下降,使CPVC树脂存在明显缺陷。
主要表现在以下两点:
(1)氯含量只能保持在65%左右,超过68%,则加工性能差。
而国外一些公司的产品氯含量可达70-75%,从而使其耐热性、耐燃性、耐老化性均有较大的提高。
(2)如果不能很好的控制氯化工艺,将会使材料的拉伸强度、屈服强度、弯曲强度低于PVC树脂。
6、小结
CPVC作为新型高分子材料,具有温度适用范围宽、阻燃性较好、耐腐蚀等特点。
CPVC氯碱厂耗氯产品,能使氯平衡起到积极作用。
国产CPVC的开发与应用具有非常好的前景,特别是国产树脂价格低廉,只要掌握其成型技术,可大大降低产品成本,从而能够推动CPVC在我国的应用。
参考文献
[1]张中发.氯化聚氯乙烯的应用与开发.陕西化工,1994,4:1-4??[2]王小莲.氯化聚氯乙烯的特点、制备及应用[J] 聚氯乙烯,2006(1):16-17
[3]张小文.氯化聚氯乙烯(CPVC)塑料[J]国外塑料,2006.23(4):37-41。