浅谈聚氯乙烯(PVC)的生产工艺与发展状况.doc

1、浅谈聚氯乙烯(PVC)的生产工艺与发展状况摘要：聚氯乙烯（PVC）是我国合成材料中高速发展的热塑性合成树脂之一。本文对聚氯乙烯的生产工艺进行研究，对其生产工艺和应用进行了概述，简单介绍了聚氯乙烯（PVC）在化学工业中的作用和地位，确定了聚氯乙烯的生产工艺。 关键词：聚氯乙烯（PVC） ；生产工艺；热塑性；研究； 中图分类号：TQ325.3 文献标识码：A 文章编号： 引言: 从上世纪 90 年代中期以来至 2006 年底，聚氯乙烯树脂在国内产能已达到一千多万吨/年，位居世界第一；至 2012 年产能高达两千多万吨。随着市场经济的不断提高，聚氯乙烯行业也不断研发及引进先进技术，其装置生产实现了规

2、模化与集约化，产品质量提高的同时消耗也在不断降低。 正文： 聚氯乙烯（PVC）生产工艺原理 聚氯乙烯（PVC）的生产工艺主要方法是氯乙烯的悬浮聚合和乳液聚合。悬浮聚合其操作比较简单，生产的成本也较低，其产品的应用范围十分广泛，例如工业、农业、电力、交通运输等，所以适用于工业中的大规模生产。当聚合时，采用的是引发剂为油溶性的有机过氧化物类和氧化还原引发体系，当反应时放出大量的反应热。在聚合反应中存在着较严重的增长链向单体转移，对产物相对分子质量影响最大，链转移可随温度的升高而加快。当另外加入一些其他成分时，可增强它的耐热性、韧性及延展性能等。如果增塑剂的加入量达百分之三十至百分之四十时，可制成软

3、质聚氯乙烯，其延伸率比较高，制品相对柔软，而且具有良好的耐蚀性和电绝缘性，时常用于电缆包皮、绝缘层、农业薄膜、工业包装以及日用雨衣等，在当今世上广泛应用的合成材料。 聚氯乙烯（PVC）的发展趋势及工艺状况 聚氯乙烯（PVC）是合成树脂中重要的品种，仅次于聚乙烯的第二大通用塑料。国内 PVC 产能速度非常之快，从 2003 年年产 500 万吨到 2009年年产量大幅涨到 1500 万吨，占全球新增 PVC 产能的 90%。近年来，受大量新增产能投产以及国内需求下降与乙烷基乙烯成本优势等影响，其他国家的 PVC 出口急剧上升，如美女自 2010 年 PVC 出口量已达 270 万吨，占全球总出口

4、量的 60%。在未来很长时间内，随着国内建筑市场复苏，美国 PVC 出口量将开始下降。近几年来，随着国际原油价格的居高不下，石油、天然气等路线制聚氯乙烯的工艺路线受乙烯供应的成本所影响。 三、聚氯乙烯（PVC）生产工艺设计 聚氯乙烯（PVC）生产工艺设计方法的选择具有多样化，这是化工产品生产的特点之一。这就意味着需要对每个不同的工艺方法进行分析研究，从而找出一条比较符合实际的最合适的工艺方法，一但确定，就可以对其进行工艺流程设计，所以工艺方法也是工艺流程设计的依据。值得注意的是，在设计 PVC 配方之前，首先必须了解 PVC 树脂以及各种助剂的性能。 1、聚氯乙烯悬浮法具体工艺 1.1 悬浮聚

5、合。首先将单体呈微滴悬浮分散于聚合釜中并启动搅拌器,再依次将分散剂溶液、引发剂（多选用有偶氮化合物与有机化合物，如过氧化二碳酸二环已酯、偶氮二异丁腈及过氧化二碳酸二异丙酯等）及其他助剂加入聚合釜内，如聚乙烯醇、甲基纤维素、明胶等。然后，对聚合釜夹套内通入蒸汽和热水，当聚合釜内温度升高至聚合温度（一般 50至 58）后，改通冷却水，控制聚合温度不能超过规定温度的0.5。当转化率达 6070，有自加速现象发生，反应加快，放热现象激烈，应加大冷却水量，等到釜内压力从最高 0.6870.981Mpa 时,就可以泄压出料,使聚合物膨胀。没能聚合的氯乙烯，可将单体经泡沫捕集器统一排入氯乙烯气柜，循环使用，

6、由氯乙烯气体所带出的少量树脂，利用泡沫捕集器捕集下来，将其流至沉降池中，作为次品进行处理。 悬浮聚合时，水的用量和树脂内部的结构相关，例如紧密型的树脂（若吸胶为分散剂）的生产，水的质量与单体比为 1：1.31：1.1；另外，疏松型树脂（若聚乙烯醇为分散剂）的生产，其水的质量与单体比为 1：11：20。 1.2 树脂干燥。聚氯乙烯（PVC）树脂干燥法分内热沸腾干燥法和旋风干燥法。将气流干燥管与沸腾床干燥器结合使用，然后将其中的气流干燥管脱除树脂上的表面非结合水，及沸腾床干燥器脱除树脂内部结合水的方法，一般称为二段干燥法。但第二段干燥的过程由于物料停留的时间比较长，投资较大，费用较高，热效率较差。

7、所以，经过对原装置深入研究及分析，并吸收国内外先进工业生产技术与经验进行了较大的改进。如采用的 MST 旋风干燥器，其特点是停留时间适用、热效率利用好，经过达产测试，达到了预期生产效果，取得了较好的经济效益。 2、乳液聚合法。乳液聚合法最早的工业生产聚氯乙烯（PVC）的一种方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外，另需要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而形成乳液状。以水溶性过硫酸钾或者过硫酸铵为引发剂。还可以采用“氧化-还原“引发体系，聚合历程和悬浮法不同。也可以加入聚乙烯醇作乳化稳定剂、十二烷基硫醇作调节剂、碳酸氢钠作缓冲剂的等。聚合产物为乳胶状，乳液粒径0.052m，可

8、以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短，较易控制，得到的树脂分子量高，聚合度较均匀，适用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸渍制品。 3、聚氯乙烯（PVC）工艺流程示意图 聚氯乙烯（PVC）后续加工注意事项 纯 PVC 树脂属于一类强极性聚合物，其分子间作用力较大，从而导致了 PVC 软化温度和熔融温度较高，一般需要 160-200才能加工。另外PVC 分子内含有的取代氯基容易导致 PVC 树脂脱氯化氢反应，从而引起PVC 的降解反应，所以 PVC 对热极不稳定，温度升高会大大促进 PVC 脱HCL 反应，PVC 在 110左右时就开始脱 HCL 反应，从而导致了 PVC 降解。鉴于

9、上述两个方面的缺陷， PVC 在加工中需要加入助剂，以便能够制得各种满足人们需要的软、硬、透明、电绝缘良好、发泡等制品。在选择助剂的品种和用量时，必须全面考虑各方面的因素，如理化性能、流动性能、加工性能，最终确立理想的配方。另外，根据不同的用途和加工途径，我们也需要对树脂的型号做出选择。不同型号的 PVC 树脂和各种助剂的配搭组合方式，就是我们常说的 PVC 配方设计。配方设计必须保证其加工性能，提高分解温度，降低熔融温度。 总结： 为加快我国聚氯乙烯行业的技术发展，从根本上解决聚氯乙烯产品结构单一特种专用树脂供应不足的状况， PVC 行业应加快科技创新、加快拥有自主知识产权的核心技术的研发和产业化。依靠科技进步，提高产品质量，降低生产成本，加大特种专用树脂的研发力度，正确处理生产与研发及销售之间的关系，在技术上与产品附加值高的牌号开发与生产上加大投入力度。 参考文献： 1张新力；中国 PVC 行业发展现状及趋势聚氯乙烯2011.8 2阿庆兴徐菁蔚；两种 PVC 生产工艺的比较煤炭经济2006.5 3薛之化；我国 PVC 生产技术创新聚氯乙烯2011.