古詩詞大全網 - 成語解釋 - 壹種聚氯乙烯的制備方法

壹種聚氯乙烯的制備方法

聚氯乙烯可以由乙烯、氯氣和催化劑通過取代反應制得。PVC因其耐火耐熱的特性,被廣泛應用於各行各業的各類產品中:電線護套、光纖護套、鞋子、手袋、箱包、飾品、招牌和廣告牌、建築裝飾制品、家具、飾品、滾輪、管材、玩具(如意大利著名的“羅迪”跳馬)、門簾、卷簾門、輔助醫療用品、手套、某些食品的保鮮等。聚氯乙烯是通過自由基加成聚合制備的。聚合方法主要分為懸浮聚合、乳液聚合和本體聚合,以懸浮聚合為主,約占PVC總產量的80%。向反應釜中加入純水、液化VCM單體和分散劑,然後加入引發劑和其他添加劑。加熱到壹定溫度後,VCM單體發生自由基聚合,生成PVC顆粒。連續攪拌使顆粒大小均勻,並使生成的顆粒懸浮在水中。此外,還有壹種微懸浮法生產的PVC糊用樹脂,產品性能和成糊性能良好。

①懸浮聚合將單體以液滴的形式懸浮分散在水相中,選用的油溶性引發劑溶解在單體中。聚合反應在這些液滴中進行,聚合反應的熱量及時被水吸收。為了確保這些液滴以珠子的形式分散在水中,需要加入懸浮穩定劑,如明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素和羥乙基纖維素。引發劑主要是有機過氧化物和偶氮化合物,如過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環己基酯、過氧化二碳酸二乙基己基酯、偶氮二異庚腈和偶氮二異丁腈。聚合在帶有攪拌器的聚合釜中進行。聚合後,物料流入單體回收罐或汽提塔回收單體。然後流入混合釜,水洗,離心,脫水,幹燥,得到樹脂成品。氯乙烯單體應盡可能從樹脂中去除。食品包裝用PVC中遊離單體含量應控制在65438±0 ppm以下。為了獲得具有特定分子量和分子量分布範圍的樹脂,防止爆炸聚合,必須控制聚合過程中的溫度和壓力。樹脂的粒徑和粒徑分布由攪拌速度和懸浮穩定劑的選擇和用量控制。樹脂的質量由粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表觀密度、孔隙率、魚眼、熱穩定性、顏色、雜質含量和無粉流動性來表征。聚合反應器是主要設備,由不銹鋼或搪瓷內襯的鋼釜制成,配有攪拌器和傳熱夾套用於溫度控制,或內冷排氣管、回流冷凝器等。為了降低生產成本,反應釜的容積從幾立方米逐漸發展到十幾立方米,最大的達到了200立方米(釜式反應器)。聚合釜重復使用後應除垢。用聚乙烯醇和纖維素醚作為懸浮穩定劑制備的PVC壹般疏松多孔,表面積大,易吸收增塑劑和增塑劑。

(2)乳液聚合是最早工業化生產PVC的方法。乳液聚合時,除水和氯乙烯單體外,還應加入烷基磺酸鈉等表面活性劑作為乳化劑,使單體分散在水相中形成乳液,可使用水溶性過硫酸鉀或過硫酸銨作為引發劑,也可使用“氧化-還原”引發體系。聚合過程不同於懸浮法。還有聚乙烯醇作為乳化穩定劑,十二烷基硫醇作為調節劑,碳酸氫鈉作為緩沖劑。聚合方法有三種:間歇法、半連續法和連續法。聚合產物為乳液,乳液粒徑為0.05 ~ 2微米,可直接應用或噴霧幹燥成粉末樹脂。該乳液聚合方法具有聚合周期短、易於控制、分子量高、聚合度均勻的優點,適用於制造PVC糊、人造革或浸漬制品。乳液聚合配方復雜,產品雜質含量高。

③本體聚合聚合裝置比較特殊,主要由立式預聚合釜和帶框架攪拌器的臥式聚合釜組成。聚合分兩步進行。單體和引發劑在預聚合釜中預聚合1h生成種子粒子,此時轉化率達到8% ~ 10%,然後流入第二個聚合釜,加入與預聚物等量的單體繼續聚合。當轉化率達到85% ~ 90%時,排出殘留單體,然後粉碎過篩,得到成品。樹脂的粒徑和形狀由攪拌速度控制,反應熱由單體回流冷凝帶出。該方法生產工藝簡單,產品質量好,生產成本低。PVC樹脂是壹種極性無定形聚合物,密度為1.380 g/cm3,玻璃化轉變溫度為87℃,因此熱穩定性差,加工困難。不能直接使用,必須改性混合,加入相關添加劑和填料後才能使用。然而,由於添加劑和填料的類型和分數不同,PVC材料的性能和要求也不同。我們通常稱之為PVC配方,嚴格來說是PVC改性配方,PVC只有改性後才能使用。這種材料通常被歸類為聚合物改性材料。高分子材料的改性主要集中在通用塑料的高性能化、單組分材料向多組分材料(合金、共混、復合)的轉變、材料的功能化、性能和價格的優化。改性方法主要有化學改性、填充改性、增強改性、* *混合改性和納米復合改性。改性的基本原理是通過添加劑賦予材料功能或改善某些性能。所以PVC配方的技術決定了壹個工廠的技術和生產能力。

壹般PVC要先改性造粒。經螺桿擠出機制備成顆粒後,塑化更充分,更易加工,尤其是采用註塑技術的產品。螺桿擠出機是塑料成型最重要的設備之壹。它通過外部的動力傳遞和外部加熱元件的傳熱,進行塑料固體的輸送、壓實、熔融、剪切、混合和擠出成型。螺桿擠出機在塑化造粒機械和成型加工機械中都起著重要的作用。嚴格來說,有特殊要求的PVC產品和PVC改性配方都是根據客戶要求量身定做的。PVC生產中也有* * *聚衍生。此類改性品種包括氯乙烯* * *聚合物、聚氯乙烯* *混合物和氯化聚氯乙烯。PVC熱穩定性差,耐光性差。氯化氫在150℃開始分解,與增塑劑含量發生不良反應。此外,顏料對PVC的影響還體現在顏料是否與PVC及構成PVC產品的其他成分發生反應,以及顏料本身的耐遷移性和耐熱性。著色劑中的壹些成分可能會促進樹脂的降解。例如,鐵離子和鋅離子是PVC樹脂降解的催化劑。因此,使用氧化鐵(紅、黃、棕、黑)顏料或氧化鋅、硫化鋅、立德粉等白色顏料會降低PVC樹脂的熱穩定性。壹些著色劑可能會與PVC樹脂的降解產物發生反應。比如群青顏料耐酸性差,所以在PVC著色過程中,會與PVC分解產生的氯化氫相互作用,失去應有的顏色。所以在PVC著色方面,考慮到所用樹脂和相關添加劑的特性,結合顏料的特性。選擇著色劑時應註意以下問題。

1,顏料中的壹些金屬離子會促進PVC樹脂的熱氧化分解如圖1所示。

測量方法是帶顏料的聚乙烯加熱到180℃時的色相變化。因為顏料中含有金屬離子,加速了PVC的分解,導致色相變化。同時也要註意,同樣加入湖紅可以使PVC的色差不同,如含鈣,色差小;含錳時色差很大,這是由於錳等金屬對PVC脫氯化氫的促進作用。

硫化物著色劑(如鎘紅、黃等。)用於PVC著色,由於著色劑分解可能會釋放硫化氫。這種著色劑不應與鉛穩定劑混合,以免產生黑色硫化鉛。

2.顏料對聚氯乙烯電絕緣性的影響

PVC作為電纜料,和聚乙烯壹樣,要考慮著色後的電氣性能。特別是PVC的絕緣性比聚乙烯差,所以顏料的影響更大。表明用無機顏料著色的PVC的電絕緣性優於有機顏料(爐黑和銳鈦礦型鈦白粉除外)。遷移僅發生在增塑的PVC產品中,並且當使用染料或有機顏料時。所謂遷移,就是周圍溶劑中的壹些可溶性染料或有機顏料通過增塑劑滲透到PVC制品表面,那些溶解的染料(顏料)顆粒也被帶到制品表面,導致滲色、溶劑滲色或蒙砂。

另壹個問題是“縮放”。是指著色劑在著色加工過程中,由於與被著色物體相容性差或不相容而從體系中釋放出來,沈積在加工設備表面(如擠出機機筒內壁、模孔內壁)。指顏料承受各種氣候的能力。這些因素包括可見光和紫外線、濕度、溫度、大氣氯化和產品使用過程中遇到的化學物質。最重要的耐候性包括堅牢度、抗粉化性和物理性能的耐久性。但是有機顏料因為結構不同而有好有壞。另外,在含有白色顏料的配方中,顏料的耐候性會受到嚴重影響。

色素的褪色、變暗或變色壹般是由色素的反應基因引起的。這些活性基因可以與大氣中的水分或化學試劑(酸和堿)相互作用。比如鎘黃在水和陽光的作用下會褪色,麗素紅耐光性好,適合大部分室內使用,但在有酸堿成分的室外使用會褪色嚴重。

脫氯化氫的測定方法參照JIS-K-6723,測定溫度為180℃。基於未著色PVC復合材料的脫氯時間,延長或延遲時間為5%和10%區間,負值表示加速分解。壹般有特殊要求的PVC材料需要從國外進口。其中,美國聯合碳化公司和北歐化學公司比較有名。隨著國內各大科研院所和生產單位的不斷研發和技術積累,國內PVC改性材料的配方設計和制造已達到國際先進水平,湧現出徐州漢永新材料有限公司等具有自主知識產權的公司,完全替代進口材料,許多產品出口國外。