【学者推荐】氯化聚氯乙烯树脂的性质特点、生产及加工方法

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1、广西大学毕业论文 学生姓名 雷树娟 论文名称 氯化聚氯乙烯树脂工艺研究及其供需现状 学院（系）名称 广西大学化工学院 专业名称 应用化学技术 2010级班 * 班级指导教师姓名*教师职称 讲师 12 目录 摘要 1 关键词 1摘要1关键词1前言21关于甲烷的获取22烷烃-低温分离22.1工艺原理33甲烷燃烧43.1燃烧反应反应焓与光子数和波长的关系4 3.2甲烷燃烧反应机理43.3甲烷燃烧火焰反应温度44甲烷催化54.1甲烷燃烧反应机理54.2硫化物和水蒸气对催化剂活性的影响54.3催化剂54.4甲烷催化燃烧催化剂的研究进展64.5甲烷燃烧催化剂体系

2、75 结语 10 主要参考文献 11 致谢 12 摘要：介绍氯化聚氯乙烯的生产、工艺技术、产品应用及市场供需情况，分析产品价格走势及竞争力，对我国发展的建议国家的氯化聚氯乙烯产业被提出。介绍了氯化聚氯乙烯树脂的性能、特点、生产加工方法及应用，并指出了其发展前景。关键词：氯化聚氯乙烯PVC市场前景摘要：介绍氯化聚乙烯的生产、技术、产品及应用及市场供需情况，并对产品进行分析

3、 提出发展我国氯化聚乙烯产业的价格走势和竞争力。介绍了氯化聚乙烯树脂的特点、生产加工方法及应用情况，并指出了其发展前景。关键词：氯化聚氯乙烯

4、骑聚氯乙烯（PVC）市场前景前言：氯化聚氯乙烯（CPVC）是以氯和聚氯乙烯（PVC）为原料的耗氯产品。良好的电气性能等。(PVC)硬制品的安全使用温度一般不超过60℃，而氯化聚氯乙烯硬制品在接近100℃的温度下可以长期使用，氯化聚氯乙烯可以长期使用。在更高温度和更高压力下的时间。为数不多的聚合物之一。氯化聚氯乙烯不仅在常温下具有优良的耐化学性，而且在较高温度下具有良好的耐酸、耐碱和耐化学性，其性能优于PVC等树脂。此外，

5、CPVC仍能保持较高的刚性，完全可以满足化工生产中设备和管道的要求。此外，氯化聚氯乙烯不受自来水中余氯的影响，不会出现裂缝和崩漏。因此，氯化聚氯乙烯管材非常适用于家庭冷热水管道系统。国外主要采用先进的水悬浮法生产氯化聚氯乙烯产品。并已开始在一定程度上替代一些传统的热塑性工程塑料，广泛应用于化工、建材、电器及胶粘剂等领域，尤其是冷水、热水管道分配系统及配件，以及控制液体的阀体化学品等生产。世界主要发达国家和地区都建立了完整的CPVC应用体系。国外主要采用先进的水悬浮法生产氯化聚氯乙烯产品。并已开始在一定范围内替代部分传统热塑性工程塑料，广泛应用于化工、建材、电器及胶粘剂等领域。

6、领域，特别是生产冷热水管道分配系统及管件、控制液体化学品的阀体等。世界主要发达国家和地区都建立了完整的CPVC应用体系。目前，我国氯化聚氯乙烯生产规模小，产品质量差，部分企业仍采用溶剂法，污染严重。由于无法满足国内工业和民用管道的要求，我国每年需要从美国、日本等国进口大量优质氯化聚氯乙烯树脂用于生产硬质产品或直接进口管道、阀门等硬质产品。此外，受国际环境公约约束，四氯化碳溶剂生产装置将逐步淘汰。因此，国内氯化聚氯乙烯行业迫切需要采用先进的生产技术，加快发展速度，以满足国民经济的快速发展和民用产品日益增长的需求。1-21 聚氯乙烯的制备方法 氯化聚氯乙烯的生产方法主要有溶剂法、水法 国内氯化聚氯乙烯行业迫切需要采用先进的生产技术，加快发展速度，以满足国民经济的快速发展和民用产品日益增长的需求。1-21 聚氯乙烯的制备方法 氯化聚氯乙烯的生产方法主要有溶剂法、水法 国内氯化聚氯乙烯行业迫切需要采用先进的生产技术，加快发展速度，以满足国民经济的快速发展和民用产品日益增长的需求。1-21 聚氯乙烯的制备方法 氯化聚氯乙烯的生产方法主要有溶剂法、水法

7、相悬浮法和气固相氯化法。1.1气固相氯化法 气固相氯化法是将干燥状态的聚氯乙烯（PVC）树脂放入反应器或流化床中，通入氯气进行氯化。气固相法工艺流程简单，三废少，生产成本低。该方法操作复杂，反应过程难以控制，产品均一性差，产品性能差，不能应用于大规模工业生产，因此该方法已基本被淘汰。1.2溶剂法溶剂法工艺比较成熟。主要工艺是将PVC树脂溶解在有机溶剂四氯化碳中，然后进行氯化。用这种方法生产的氯化聚氯乙烯也称为全氯乙烯树脂。由于溶剂法氯化比较均匀，产品溶解性好，非常适合用作涂料和粘合剂。但这种方法生产的产品热稳定性和力学性能较差，不能用于制造包括管材在内的硬质产品。同时，有机溶剂四

8、氯化碳毒性大，难以回收利用，造成严重的环境污染和较高的生产成本。四氯化碳已被《蒙特利尔条约》列为受控淘汰物质，因此该工艺在国外已基本淘汰。国内几家氯化聚氯乙烯企业仍在使用这种方法维持生产，开工率很低，未来几年将逐步淘汰。1.3水悬浮法水悬浮法是将PVC悬浮于水或盐酸水性介质中，在引发剂和其他氯化助剂存在下进行氯气氯化，得到多相CPVC。包括PVC氯化、CPVC洗涤、稳定化和CPVC干燥3道工序。该法生产工艺简单，生产工艺流程短，产品中氯的质量分数可达67%，具有良好的耐热性和力学性能，生产成本也较低。缺点是生产过程中产生的酸性废气需要处理。在水悬浮氯化法中，预先使用有机溶剂制备

9、PVC 树脂先溶胀，促进氯化反应。这是因为PVC的预溶胀增加了氯气与PVC的接触面积，增加了氯化反应的速率，使PVC氯化均匀。用氯苯制成的CPVC具有最佳的耐老化性和热稳定性。在水悬浮氯化反应的情况下，引发剂可以选自过氧化物、腈类、可变价金属氯化物、可见光和紫外辐射；分散剂可以选自聚乙烯醇、聚丙烯酸、纤维素衍生物、精细分散的无机物和表面活性剂。共氯化剂可选用TiCl4、SbCl5、PCl5等。在上述共氯化剂存在下，

10、聚苯乙烯磺酸钠，提高CPVC耐热性和透明度。在水悬浮氯化法生产CPVC中，反应温度、压力、引发剂添加量和后处理条件对PVC的氯化有很大影响。此外，PVC原料的质量也会影响CPVC的性能，尤其是其加工稳定性。因此，原料一般选用悬浮聚合得到的PVC，空隙率为0.28-0.35 mL/g，比表面积为​​​1.0- 3.0 m2/g，特性粘度为95-120 mL/g，即具有较高的分子量。悬浮液中PVC的质量分数一般控制在15%35%。3-5 2CPVC性能特点及应用2. 1CPVC性能特点 CPVC是PVC的氯化改性产品，因此CPVC除保留了PVC的特性外，还具有以下优良的性能。利用

11、宽温度范围。PVC树脂氯化时，氯的质量分数从56.7%增加到61.0%68.0%，玻璃化转变温度、软化温度和热变形温度增加 。CPVC维卡软化点较PVC树脂可提高2040。PVC硬管产品的安全使用温度不能超过60度，而CPVC硬管产品在接近100度的温度下可以长期使用。因此，CPVC是少数可以在较高温度和较高内压下长期使用的聚合物之一。机械强度：CPVC的拉伸强度比PVC高50%左右，是ABS和PP树脂的2倍左右。特别是在100℃的温度下，CPVC仍能保持其高刚性。在此温度下完全可以满足设备和管道的要求。耐化学性：CPVC不仅在常温下具有优异的耐化学腐蚀性，而且在更高的温度下，CP

12、VC仍具有良好的耐酸、耐碱和耐化学性。CPVC在许多应用中可以替代传统材料来处理腐蚀性物质，例如劣质水、酸性物质、碱性物质和其他水溶液。提供长使用寿命、低维护和出色的环境弹性。阻燃性：CPVC具有优异的阻燃性和自熄性，其氧指数为60，因此在空气中不会燃烧。具有无火焰滴落、不增加火负荷、火焰传播受限、发烟量低等特点。导热系数：CPVC导热系数低，用CPVC制成的耐热管可以免做保温。CPVC的导热系数仅为1.05W/(cmK)，CPVC制成的耐热管不易从管中散出，热损失小，可省去保温涂层。不受水中氯影响：聚烯烃材料如（PP、PE等）遇到水中余氯可能会分离

13、解决方案，而CPVC不受水中余氯影响，不会开裂和泄漏。肠道内壁光滑，不易滋生细菌。2.2CPVC的应用（1)由于CPVC具有高强度和维卡软化点、耐腐蚀、阻燃等性能，被广泛用于制造各种工业管材、冷热水管材。 ，还可以制造各种阀门、管件等配套系统，特别是在热水管道、耐腐蚀流体管道和超高压电力电缆埋地管道的应用中发挥着越来越重要的作用。(2)@ >CPVC易溶于多种有机溶剂，可用于制作涂料。由于其优良的化学稳定性、耐酸碱、耐水和阻燃性，特别适合在潮湿、寒冷和高温下使用。是目前最重要的防腐涂料品种之一。(3)CPVC树脂还可制造工业耐热、防腐塑料板、压延片材及各种塑料结构件。

14、可与其他塑料改性，可加工成工程塑料合金。(4)作为树脂改性剂，混入PVC中，可显着提高PVC的耐热性；混入丙烯腈中，可提高合成纤维的膨胀系数、韧性和伸长率。(5)@ > 可由人造纤维制成，CPVC拉丝后可用作渔网、工作服、工业滤布、防治关节炎等疾病的内衣材料、不燃降落伞和海缆护套，等（6)CPVC或PVC混合物，加入适当的稳泡剂、调节剂、发泡剂，可制备用途广泛的泡沫材料；

15、CPVC在成型工艺上与PVC类似，但由于CPVC的含氯量比PVC多，而且分子间极性大，成型加工难度大，需添加大量辅料在配方设计中。代理人。（9)填料和增塑剂：CPVC常用的填料主要是无机填料，如二氧化钛（二氧化钛）、碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、煅烧粘土、玻璃纤维等。由于CPVC本身抗冲击性较差强度，无机填料的用量不宜过多，应小于20份，填料表面应进行处理，以提高填料与CPVC的相容性。美国专利中介绍的CPVC配方大多使用5份二氧化钛，与PVC塑料型材的配方设计相同，主要考虑防止光氧化的效果。CPVC硬制品的突出特点是热变形温度明显高于PVC，因此CPVC硬制品的配方中很少使用增塑剂。6 3

16、氯化聚氯乙烯CPVC树脂的加工与其他塑料的成型加工类似。主要的成型加工方法有挤出、注射成型、吸（吹）塑和压延成型，其中塑料采用挤出和注射成型。处理中的代表。目前，CPVC塑料制品一般为刚性制品，以挤出和注塑成型较为常见。3.1干燥由于CPVC树脂中氯含量较高（61%-68%），熔体的非牛顿弹性和薪弹性明显，流动性降低，需要提高加工温度因此。另外，CPVC有轻微的吸水性，加工前应干燥。干燥条件为：颗粒，80-90，2-3h；粉末，80，2小时。水悬浮法制备的CPVC树脂与悬浮法PVC树脂具有相似的结构和性能。一般可以用一般的PVC设备加工氯化聚乙烯，如单螺杆挤出。

17、挤出机、双螺杆挤出机、注塑机、压延机等。3.2 CPVC混合物的热变形温度和软化温度高于PVC树脂，并随着氯含量的增加，CPVC的熔体密度急剧增加。因此，CPVC在加工过程中比PVC更容易发生脱HCl反应，因此CPVC树脂加工配方中通常需要加入热稳定剂、润滑剂、抗冲改性剂和填料等添加剂，与硬质PVC加工相同。使用高速混合器进行预混合。混合方式有高速热混合和低速冷混合两种。（1)高速热混合，通常是CPVC树脂、热稳定剂、内润滑剂（硬脂酸）等。加入高速混合器中进行混合。当物料温度升至95-10℃时，加入外润滑剂（石蜡、聚乙烯蜡等）、抗冲改性剂、填料、颜料等，进一步混合至物料温度

18、12-130，出料至低速冷混机。如果PVC和CPVC树脂一起使用，可以提前2-3分钟预混，使PVC和CPVC充分混合，然后按上述方法混合。(2)低速冷拌。低速冷拌的目的是防止较高温度(12-13℃)的混合物在使用和储存过程中降解。低速冷拌的速度搅拌机的转速明显低于高速冷拌机，搅拌机的转速，同时冷却水通过设备的夹套进行冷却，使物料在冷却时排出。物料温度达到40-45℃，混合后的物料可以直接用双螺杆挤出机挤出，

19、放出HCI，所以挤出成型时的加工温度较窄，难度大于硬质PVC。CPVC挤出加工中使用的挤出机必须配备冷却设备以防止过热。另外，由于材料在加工过程中容易粘壁，因此与材料接触的模具、螺杆等设备表面应具有较高的光洁度，并进行表面防腐处理，即细心抛光镀铬、挤出CPVC制品和硬PVC制品一样，表面（尤其是内表面）往往不够光滑，通常通过调整工艺温度、螺杆转速、配方（内外润滑剂、加工艾滋病）。3.3. 2注塑成型考虑到CPVC熔点高，易降解释放Hcl，CPVC注塑成型时应注意以下三个问题。注射时螺杆转速和注射速度应相对较低，以减少因剪切力过大而引起的过热。在设计注塑模具时，

20、浇口应比相应的硬质PVC制品稍大或采用多浇口系统。模具温度应控制在70-10。典型的CPVC注塑条件为：a、第一段料筒温度165-175、第二段175-185、b、喷嘴175-185、c、模具温度70-80、d、螺杆压缩比2.5、e ，注射压力15MPa，f，注射时间6s。74 氯化聚氯乙烯市场与前景4.1 国内生产能力与产量 1960年代中期，晋西化工研究院开发了溶液法氯化聚氯乙烯和四氯乙烯的生产工艺。小规模工业生产。安徽化工研究院于1970年代中期开始水相悬浮法氯化聚氯乙烯的开发，“七五”期间，氯化聚氯乙烯水相悬浮法的开发生产技术得到解决。1990年这个项目

21、技术鉴定由原化工部组织，1991年1月通过国家科委项目验收。近10年来，山东、江苏的几家工厂都进行了小规模的工业化生产。国内氯化聚氯乙烯硬质产品的发展非常缓慢，市场发展也相应受到限制。近年来，随着国内氯化聚氯乙烯树脂应用的发展，其产量有所增加。目前我国氯化聚氯乙烯与四氯化碳溶剂工艺与水悬浮工艺并存，装置规模小，产量低。4.2 国内需求 2003年，我国硬制品氯化聚氯乙烯树脂消费量8000多吨，其中建材行业需求量近几年增长较快。我国的氯碱等化工行业也是氯化聚氯乙烯树脂。氯乙烯硬质产品的大消费国已经开始大量使用输送腐蚀性液体和气体的管道。预计化工行业氯化聚氯乙烯年消耗量为400 氯乙烯硬质产品的大消费国已经开始大量使用输送腐蚀性液体和气体的管道。预计化工行业氯化聚氯乙烯年消耗量为400 氯乙烯硬质产品的大消费国已经开始大量使用输送腐蚀性液体和气体的管道。预计化工行业氯化聚氯乙烯年消耗量为400

22、0t 以上。由于我国CPVC产品质量偏低，用于管材、型材等硬质制品的CPVC需要大量进口，而CPVC型材、管材、管件、阀门、板材等也有一定的进口量。预计到2005年，国内对硬制品用氯化聚氯乙烯树脂的需求量将达到2万吨以上。4.3 国外现状 目前，全球生产CPVC树脂的企业有20多家，主要集中在美国、日本、德国、法国等国家。近年来，世界上CPVC的开发和应用发展迅速，对CPVC树脂的需求量急剧增加。1985年世界CPVC产能仅为3万吨/年，1990年代初为5万吨/年。目前，世界总产能已超过10万吨/年，全部采用水悬浮法。下表显示了世界主要的CPVC生产公司。公司名称 产能 t/a 美国宇诺化学公司 70

23、000 日本德山积水 20000 日本中原化学 约3000 矿物化学工业株式会社 约3000 德国巴斯夫法国阿尔夫阿特化学 合计 96000 欧美日等发达国家和地区氯化聚氯乙烯冷热水管已广泛应用于民用建筑、办公楼、宾馆、医院、学校，甚至用作太阳能供水管和温泉管。有超过 1000 万套建筑使用氯化聚氯乙烯冷热水管道系统，并且增长迅速，美国国家卫生基金会 (NSF) 已批准氯化聚氯乙烯 (CPVC) 氯乙烯树脂用于饮用水输送工程、食品饮料处理及饮用水配水管道系统。4.

24、发展处于高速增长期！有很大的市场容量和发展潜力。随着经济的发展以及工业和民用对材料性能要求的提高，包括管材在内的刚性制品已成为国内外氯化聚氯乙烯最主要的消费领域。目前国内氯化聚氯乙烯树脂及其硬制品市场存在较大缺口，每年都需要大量进口。优质氯化聚氯乙烯树脂具有广阔的市场前景。因此，采用先进的水相悬浮生产工艺建设氯化聚氯乙烯树脂生产装置将具有以下竞争优势。4. 5发展建议氯化聚氯乙烯是一种性能优越的新型高分子材料，其推广应用势在必行。随着国民经济的稳步发展，我国氯化聚氯乙烯将在未来几年进入快速发展阶段。针对目前国内氯化聚氯乙烯生产企业规模小、品牌少、自动化水平低、产品质量差等生产情况，有必要大力发展我国的 氯化聚氯乙烯在未来几年将进入快速发展阶段。针对目前国内氯化聚氯乙烯生产企业规模小、品牌少、自动化水平低、产品质量差等生产情况，有必要大力发展我国的 氯化聚氯乙烯在未来几年将进入快速发展阶段。针对目前国内氯化聚氯乙烯生产企业规模小、品牌少、自动化水平低、产品质量差等生产情况氯化聚乙烯，有必要大力发展我国的

25、CPVC 行业提出以下建议。采用先进的生产技术，扩大生产规模：综合实力强的氯碱企业整合自身在氯碱产品生产、原辅材料配套、环境管理、技术创新和后续开发能力强等方面的优势资源。 ，高起点投资水利建设。阶段法氯化聚氯乙烯生产项目，建设万吨级生产装置，采用DCS系统控制，大大提高产品质量，降低生产成本，同时注重环境保护，加强三废综合治理，实现清洁生产，创造了良好的经济效益和社会效益。依靠市场竞争，尽快淘汰一些污染严重、低水平、规模小的企业。加快下游产品开发，拓宽应用领域：由于我国CPVC应用开发体系不完善，硬质产品加工应用技术发展缓慢，制约了我国水相CPVC的发展。因此，CPVC生产企业应与下游大力合作 由于我国CPVC的应用开发体系不完善，硬质产品加工应用技术发展缓慢，制约了我国水相CPVC的发展。因此，CPVC生产企业应与下游大力合作 由于我国CPVC的应用开发体系不完善，硬质产品加工应用技术发展缓慢，制约了我国水相CPVC的发展。因此，CPVC生产企业应与下游大力合作

26、与产品加工企业紧密合作，加强后续开发，加大应用研究力度，提高硬产品加工技术水平，丰富硬产品配方品种，增加产品附加值，创造更广阔的应用市场。积极开拓国内外市场：随着生活水平的不断提高，国内CPVC硬质产品的大规模推广应用大有可为，特别是在民用建筑领域，上下水管系统市场容量大很大。生产优质CPVC，一方面可以替代进口产品满足国内需求；另一方面可以拓展国际市场，积极参与国际市场竞争，推动行业发展再上新台阶，为我国CPVC行业发展贡献力量7-9 .5 结论CPVC作为一种新型高分子材料，具有使用温度范围广、重量轻、阻燃性能好等特点和耐腐蚀性。其中，水悬浮法是未来CPVC的主要生产方法。

27、CPVC作为氯碱厂的耗氯产品，对氯的平衡起到积极的作用。另外，CPVC的生产可以充分利用现有的PVC生产设备。因此，CPVC适合氯碱工业的蓬勃发展。一个产品必将获得显着的社会效益和经济效益。参考文献 1 史铁军，董志贤．聚乳酸的性质、合成方法及应用 J. 化工新材料, 2001, 29 (5）:1315. 2 吴明健, 沉国鹏, 刘家勇. 可降解塑料的研究与发展 J. 河南化工, 1999, 22 (5）:67. 3 小李. 生物降解聚合物的研究概况与应用前景J. 福建化工, 2001, 21 (3）@ >:333< @7. 4 邹军，凌秀琴。生物降解高分子材料聚乳酸J.广西化纤,2001,27(6）:38.5 王勇.新一代PLA树脂降解

朴实无华、平易近人的个性对我产生了深远的影响。它让我明白了许多与人打交道和与人打交道的原则。从选题到完成本论文，每一步都是在导师的指导下完成的，我全身心投入。我要向我的上司表示崇高的敬意和衷心的感谢。我要感谢所有教过我的老师。您传授给我的专业知识是我不断成长的源泉，也是完成本论文的基础。我要向我的上司表示崇高的敬意和衷心的感谢。我要感谢所有教过我的老师。您传授给我的专业知识是我不断成长的源泉，也是完成本论文的基础。我要向我的上司表示崇高的敬意和衷心的感谢。我要感谢所有教过我的老师。您传授给我的专业知识是我不断成长的源泉，也是完成本论文的基础。