孫作榮

摘 要：綜述了偏氯乙烯及其聚合物聚偏氯乙烯的性質(zhì)和用途，簡(jiǎn)述了聚偏氯乙烯的合成方法，指出了影響乳液聚合和懸浮聚合的因素。研究了聚偏二氯乙烯的熱穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：偏氯乙烯;聚偏氯乙烯;改性

1 前言

偏二氯乙烯（VDC），也稱為1，1-二氯乙烯（ViNyLi-denecl）、偏氯乙烯。結(jié)構(gòu)公式為CH2=CCL2，無(wú)色揮發(fā)性液體，溶于大多數(shù)極性和非極性有機(jī)溶劑。它的分子中有一個(gè)碳雙鍵，它有一個(gè)碳雙鍵碳原子上連著兩個(gè)氯，這使得偏氯乙烯的化學(xué)反應(yīng)性更強(qiáng)，聚合反應(yīng)更容易發(fā)生。偏氯乙烯有多種生產(chǎn)方法，按原料路線常見(jiàn)的生產(chǎn)方法有：氯乙烯氯化法、氯乙烯氫氯化法、1，2-二氯乙烷氯化法、乙烷氯化法。國(guó)內(nèi)因技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模的限制，大都采用氯乙烯氯化法。反應(yīng)如下：

CH2=CHCl+Cl2=CH2Cl-CHCl2 ? ? ? ? ? ? ? ?①

CH2Cl-CHCl2+NaOH=CH2=CCl2+NaCl+H2O ?②

反應(yīng)①在三氯乙烷母液中進(jìn)行，按照n（CH2=CHCl）：n（Cl2）=1：（1.05-1.1）進(jìn)料，溫度控制40-70℃;反應(yīng)②采用12%氫氧化鈉溶液，溫度控制在60±5℃，粗偏氯乙烯產(chǎn)出含量可達(dá)95%以上，經(jīng)精制即可產(chǎn)出偏氯乙烯精品99.5%以上。

2 聚偏氯乙烯性質(zhì)

聚偏二氯乙烯（PVDC）是以偏二氯乙烯單體為主要成分的共聚物。它是一種無(wú)毒無(wú)味的理想包裝材料，具有較高的阻隔性、較強(qiáng)的韌性、良好的熱收縮性和化學(xué)穩(wěn)定性，以及良好的印刷和熱封性能。PVDC因其優(yōu)異的高阻隔性，常被用于食品包裝材料，用它包裝的食品，可以有效的解決變質(zhì)問(wèn)題，從而大大延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期，同時(shí)對(duì)食品的色澤、香氣、口感具有良好的保護(hù)作用。與普通PE膜、紙張、木材、鋁箔等包裝材料相比，PVDC復(fù)合包裝每單位資源消耗較少，大大降低了包裝浪費(fèi)的數(shù)量和總成本，從而減少了包裝。

3 VDC聚合

3.1 聚合機(jī)理

偏氯乙烯的聚合與大多數(shù)物質(zhì)聚合機(jī)理相同，都是以自由基聚合方式完成的，也就是說(shuō)大多數(shù)是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行的。與小分子連鎖反應(yīng)相比，連鎖聚合反應(yīng)的特點(diǎn)是在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中鏈傳遞過(guò)程的每一步，都是單體形成大分子鏈的一步增長(zhǎng)，鏈的傳遞結(jié)束了，一個(gè)由單體單元組成的大分子鏈也形成了。聚合反應(yīng)分鏈的引發(fā)、鏈的增長(zhǎng)、鏈的終止。

3.2 聚合方法

聚氯乙烯的聚合方法通常包括懸浮聚合和乳液聚合。

通過(guò)共聚物乳液聚合得到的乳膠為固體體積約為50%，外觀為乳白色液體。涂層或涂層干燥后形成的膜具有屏障、防潮、熏香、耐油、耐化學(xué)、阻燃、高頻熱封等特點(diǎn)。對(duì)偏氯乙烯乳液聚合的影響因素很多，如聚合配方、聚合工藝、聚合方法等。這些因素對(duì)乳液聚合的正常運(yùn)行、穩(wěn)定性和性能都有重要影響。懸浮聚合反應(yīng)穩(wěn)定，均勻放熱溫度，高含量的VDC（通常在80%到95%之間），其中樹脂、各種水溶性添加劑和單體殘留量較少比乳液聚合樹脂，并被廣泛應(yīng)用于食品保鮮膜，高屏障膜工具，板材料等等。懸浮法生產(chǎn)PVDC樹脂已得到廣泛應(yīng)用。

4 聚偏氯乙烯熱穩(wěn)定性研究及其解決辦法

4.1 熱穩(wěn)定性研究

在聚偏氯乙烯同分異構(gòu)體的單分子結(jié)構(gòu)中，由于兩氯的對(duì)稱性和強(qiáng)極性，聚偏氯乙烯的同分異構(gòu)體具有高結(jié)晶度和良好的膜障。但偏氯乙烯分子中兩個(gè)對(duì)稱氯原子不穩(wěn)定，熔融分解溫度相對(duì)較近，這給成膜帶來(lái)了很大的困難。PVDC熱不穩(wěn)定性，通?？梢杂玫陀?00℃，但釋放鹽酸加熱到125℃時(shí)，共軛雙鍵形成，使聚合物的黃色或棕色，最終成為黑色。采用自由基懸浮聚合，采用過(guò)氧化氫和偶氮引發(fā)劑（分解后半衰期基本相同）。引發(fā)劑的性能對(duì)聚合物的穩(wěn)定性有兩個(gè)影響。不穩(wěn)定性可能是由于端基效應(yīng)或當(dāng)殘余單體被降解或溶解時(shí)攻擊造成的。在這一點(diǎn)上，樹脂的相對(duì)熱穩(wěn)定性可以通過(guò)在大氣中使用雙輥軋機(jī)來(lái)評(píng)估。通過(guò)加熱或切割樣品，可以很容易地從樹脂的顏色變化過(guò)程中得到降解率和降解程度。具有良好熱穩(wěn)定性的聚合物是通過(guò)使用在降解過(guò)程中不會(huì)攻擊聚合物的自由基來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

4.2 添加劑

為了提高聚偏氯乙烯的熱穩(wěn)定性，還可在聚合前后添加丙烯酸甲酯、丙烯酸烷基酯等共聚單體。因此，在聚合配方中加入丙烯酸酯類的添加劑可以提高樹脂的熱穩(wěn)定性。

4.2.1 增塑劑和穩(wěn)定劑

不同的增塑劑有不同的性質(zhì)，所以在實(shí)踐中使用不同的增塑劑，可以相互補(bǔ)充，以滿足加工性能和產(chǎn)品性能的要求。一般來(lái)說(shuō)，增塑劑的添加量為5～7，增塑劑的添加量較低，會(huì)產(chǎn)生抗增塑劑的效果。如果增塑劑的用量過(guò)大，則會(huì)大大降低產(chǎn)品的阻隔性和力學(xué)性能。

5 結(jié)束語(yǔ)

PVDC具有良好的滲透性，PVDC膜是所有聚合物膜中透氣性最低的一種，是目前食品工業(yè)中最理想的軟包裝材料。同時(shí)，加入其他物質(zhì)或相應(yīng)的添加劑可以提高聚氯乙烯與其他物質(zhì)的共聚，從而提高聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性。因此，可以預(yù)測(cè)PVDC的應(yīng)用前景更加廣闊。

參考文獻(xiàn)：

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