滕領(lǐng)香
(邯鄲市融洋安全檢測(cè)有限公司,河北 邯鄲 056002)
聚氯乙烯(PVC)跟氯氣經(jīng)過(guò)氯化反應(yīng)后會(huì)生成氯化聚氯乙烯(CPVC),也就是說(shuō)氯化聚氯乙烯(CPVC)是性質(zhì)改良后的聚氯乙烯(PVC),其各方面的性質(zhì)與聚氯乙烯(PVC)相似,但是性能有更加優(yōu)越。聚氯乙烯(PVC)跟氯氣經(jīng)過(guò)氯化反應(yīng)后,氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)將會(huì)從 56. 8%提升到60% ~ 74%,含氯量得提高,讓氯化聚氯乙烯具有更強(qiáng)的耐熱性、耐腐蝕性、阻燃性,應(yīng)用范圍也更加廣闊。但是在生產(chǎn)氯化聚氯乙烯的過(guò)程中技術(shù)問(wèn)題得不到解決,無(wú)法大量生產(chǎn)氯化聚氯乙烯。
氯化聚氯乙烯(CPVC)是聚氯乙烯(PVC)跟氯氣經(jīng)過(guò)氯化反應(yīng)后生成的無(wú)規(guī)高分子材料,生產(chǎn)氯化聚氯乙烯(CPVC)的方法主要有三種:溶液法、氣 (固)相法和水相懸浮法。
1.1 溶液法。溶液法是一種很傳統(tǒng)的氯化聚氯乙烯的生產(chǎn)方法,它是將聚氯乙烯經(jīng)過(guò)氯苯、四氯化碳或四氯乙烷溶化在鹵代烴中,成為均相溶液后再添加一定量的引發(fā)劑或者光催化,再合適的溫度下添加氯進(jìn)行氯化反應(yīng)。通過(guò)這種方式生產(chǎn)的氯化聚氯乙烯是均質(zhì)氯化聚氯乙烯,通常被應(yīng)用于生產(chǎn)高級(jí)耐腐蝕涂料、工業(yè)濾布等。這種生產(chǎn)方式讓氯化聚氯乙烯的穩(wěn)定性和機(jī)械性非常差,且工藝流程很長(zhǎng),容易污染環(huán)境,因此一直沒(méi)有很廣泛的運(yùn)用。
1.2 氣 (固)相法。氣 (固)相法還是一種不是十分成熟的氯化聚氯乙烯的生產(chǎn)方法,它是將聚氯乙烯粉料,在干態(tài)狀態(tài)下放在帶有捕集器的固定床或流化床內(nèi),通過(guò)紫外光或單質(zhì)氟進(jìn)行氯化反應(yīng)。這種生產(chǎn)方法的特點(diǎn)是工藝流程短,成產(chǎn)成本低,便于操作。但是這種生產(chǎn)技術(shù)對(duì)于流化床的要求非常高,氯化設(shè)備也很復(fù)雜,整個(gè)氯化過(guò)程控制不當(dāng),就會(huì)導(dǎo)致生成的氯化聚氯乙烯質(zhì)量非常差。
1.2 水相懸浮法:1.2.1工藝原理。水相懸浮法是最常用的氯化聚氯乙烯生產(chǎn)方式,它是將粉末狀的聚氯乙烯懸浮在水中,添加助劑后進(jìn)行氯化反應(yīng)。其生產(chǎn)過(guò)程包括氯化、脫酸水洗、中和水洗、離心、干燥、過(guò)篩、計(jì)量和包裝等,每一步都缺一不可。1.2.2工藝特點(diǎn)。水相法生產(chǎn)氯化聚氯乙烯的最大特點(diǎn)就是工藝流程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,整個(gè)過(guò)程容易控制,安全性高;其次,通過(guò)這種方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品耐熱性、機(jī)械性能都非常好,應(yīng)用范圍更廣泛;污染小,可進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)也是水相法的一大特點(diǎn)之一。1.2.3工藝流程示意圖,見(jiàn)圖1。
圖1
2.1 國(guó)內(nèi)水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)。由于國(guó)內(nèi)的水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)還不成熟,人們也一直在研究更好的方法,提高水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)。吳培英通過(guò)正交試驗(yàn)和反復(fù)試驗(yàn)對(duì)這種方法做了詳細(xì)研究,通過(guò)嘗試改變助劑的種類和用量,在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)反應(yīng)溫度、氯化介質(zhì)濃度、液固相比例等做適當(dāng)調(diào)節(jié),通過(guò)數(shù)據(jù)記錄,了解最合適的生產(chǎn)方式。李慧君等是將聚氯乙烯樹(shù)脂作為生產(chǎn)原料,但是他們對(duì)生產(chǎn)方式做了改變。通過(guò)熱引發(fā)水相懸浮法生產(chǎn)氯化聚氯乙烯,并對(duì)氯化的反應(yīng)溫度、壓力、引發(fā)劑添加量等條件進(jìn)行了詳細(xì)記錄,他們研究發(fā)現(xiàn),將反應(yīng)溫度控制在 85~ 145℃,壓力應(yīng)該在0.1~ 0.55 MPa,引發(fā)劑的添加量控制在0.02% ~ 0.25%左右,生產(chǎn)的氯化聚氯乙烯質(zhì)量最佳。
2.2 國(guó)外水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)。水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)外應(yīng)用非常普遍,國(guó)外的水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)比國(guó)內(nèi)的要先進(jìn)很多,但是國(guó)外的研究者從未停止對(duì)水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)的研究。Tadokoro研究發(fā)現(xiàn),如果聚氯乙烯樹(shù)脂原料有平均粒度和孔隙率,那么在氯化過(guò)程中樹(shù)脂不會(huì)存在流動(dòng)性的問(wèn)題。Cinadr研究發(fā)現(xiàn),用有機(jī)過(guò)氧化物催化劑代替光學(xué)催化劑可以生產(chǎn)出性質(zhì)更優(yōu)越的氯化聚氯乙烯。
2.3 國(guó)內(nèi)外水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)對(duì)比。國(guó)內(nèi)的水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)與國(guó)外相比,存在很大的差距。國(guó)內(nèi)的氯化聚氯乙烯的含氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高只能達(dá)到 68%,但是國(guó)外的氯化聚氯乙烯的含氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高可達(dá)到76%,國(guó)內(nèi)外水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)在氯含量上存在很大的差距。 國(guó)外的水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)更加注重氯化反應(yīng)機(jī)制的研究,并有大量的研究成果,國(guó)內(nèi)的與之比較在這方面顯然差距較大。國(guó)內(nèi)外水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)在工藝研究深度、工藝環(huán)保等方面都存在很大的差別,國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)技術(shù)要想達(dá)到先進(jìn)水平還需要不斷加大研究力度。
我國(guó)的水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)整體來(lái)說(shuō)還比較落后,但是隨著氯化聚氯乙烯的市場(chǎng)需求不斷增加,只有不斷提高氯化聚氯乙烯的生產(chǎn)技術(shù),才能滿足市場(chǎng)的需求。因此,未來(lái)應(yīng)該加大對(duì)水相法氯化聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)的投入力度,研究更加先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù),改善生產(chǎn)過(guò)程中存在的不足,做好氯化聚氯乙烯的市場(chǎng)宣傳,讓氯化聚氯乙烯的知名度和生產(chǎn)技術(shù)不斷提高,成為被大眾所接受的產(chǎn)品。
目前,不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,對(duì)于氯化聚氯乙烯的需求逐年增加。雖然我國(guó)的氯化聚氯乙烯需求在現(xiàn)價(jià)段每年還只有幾千噸,但是隨著社會(huì)的發(fā)展,氯化聚氯乙烯的優(yōu)越性定會(huì)被人們所熟知,到時(shí)候的需求量一定會(huì)劇增。因此,要不斷提高氯化聚氯乙烯的生產(chǎn)技術(shù)水平,通過(guò)先進(jìn)的技術(shù),生產(chǎn)出讓消費(fèi)者滿意的產(chǎn)品,氯化聚氯乙烯的市場(chǎng)才會(huì)更加廣闊。
[1]鮑潔,宋宏宇,袁向前. 水相法制備氯化聚氯乙烯樹(shù)脂工藝[J].上?;? 2013(05).
[2]羅小陽(yáng),呂勝召. 懸浮法聚氯乙烯生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)及進(jìn)展[J]. 中國(guó)氯堿. 2012(10).