環(huán)保PVC原料生產(chǎn)工藝簡述

　　PVC樹脂可以用懸浮聚合、乳液聚合、本體聚合或溶液聚合四種基本工藝生產(chǎn)。聚合反應(yīng)由自由基引發(fā)，反應(yīng)溫度一般為40～70OC，反應(yīng)溫度和引發(fā)劑的濃度對聚合反應(yīng)速率和PVC樹脂的分子量分布影響很大。懸浮聚合生產(chǎn)工藝成熟、操作簡單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品品種多、應(yīng)用范圍廣，一直是生產(chǎn)PVC樹脂的主要方法，目前上90%的PVC樹脂 (包括均聚物和共聚物) 都是出自懸浮法生產(chǎn)裝置。美國懸浮法均聚PVC樹脂的生產(chǎn)能力不斷提高，1987年占84%，1996年為90%。 PVC樹脂生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)十分成熟，近年來主要是針對已經(jīng)基本定型的工藝技術(shù)進(jìn)行一些改進(jìn)。90年代中期以來有關(guān)PVC樹脂工藝技術(shù)的專利集中在改進(jìn)防結(jié)焦涂層、改進(jìn)引發(fā)劑體系、改進(jìn)乳化劑以及減少殘留單體含量等方面。經(jīng)過30多年的發(fā)展，我國已經(jīng)建成包括先進(jìn)的懸浮法、本體法和生產(chǎn)糊樹脂的乳液法、微懸浮法等在內(nèi)的工藝齊全的PVC樹脂生產(chǎn)裝置。但是，整個行業(yè)的技術(shù)水平還比較低。我國生產(chǎn)裝置規(guī)模普遍較小，國外先進(jìn)國家懸浮法裝置生產(chǎn)規(guī)模一般在10～20萬噸/年，在我國70余生產(chǎn)廠只有3套裝置達(dá)到這樣的規(guī)模;目前國外乙烯氧氯化法路線生產(chǎn)的PVC樹脂已占90%以上的比例，發(fā)達(dá)國家基本淘汰了電石乙炔法路線，我國采用乙烯路線的PVC樹脂僅占PVC樹脂總能力的1/3。

　　1、懸浮聚合 懸浮聚合通過不斷進(jìn)行攪拌使單體液滴在水中保持懸浮狀態(tài)，聚合反應(yīng)在單體小液滴中進(jìn)行。通常懸浮聚合反應(yīng)為間歇聚合。 近年來各公司對PVC樹脂間歇懸浮聚合工藝的配方、聚合釜、產(chǎn)品品種和質(zhì)量不斷研究和改 進(jìn)，開發(fā)出各具特點的工藝技術(shù)，目前應(yīng)用較多的是Geon公司(原B.F Goodrichg公司)技術(shù)、日本信越公司技術(shù)、歐洲EVC公司技術(shù)， 這三大公司的技術(shù)在1990年以來新增的PVC樹脂生產(chǎn)能力中各占大約21%的比例。

　　2、乳液聚合 乳液聚合與懸浮聚合基本類似，只是要采用更為大量的乳化劑，并且不是溶于水中而是溶于單體中。這種聚合體系可以有效防止聚合物粒子的凝聚，從而得到粒徑很小的聚合物樹脂，一般乳液法生產(chǎn)的PVC樹脂的粒徑為0.1—0.2mm，懸浮法為20―200mm。引發(fā)劑體系與懸浮聚合也有所不同，通常是含有過鹽的氧化還原體系。干燥方法也設(shè)計成可以保持較小的粒徑的方式, 常常采用一些噴霧干燥劑。由于不可能將乳化劑完全除去，因此用乳液法生產(chǎn)的樹脂不能用于生產(chǎn)需要高透明性的制品如包裝薄膜或要求吸水性很低的制品如電線絕緣層。一般來說乳液聚合PVC樹脂的價格高于懸浮聚合的樹脂，然而需要以液體形式配料的用戶使用這種樹脂，如糊樹脂。在美國大部分乳液聚合的樹脂產(chǎn)品都是糊樹脂(又叫分散型樹脂)，少量用于乳膠。在歐洲，各種乳液工藝也用于生產(chǎn)通用樹脂，尤其是壓延和擠出用樹脂。

　　3、本體聚合 本體法生產(chǎn)工藝在無水、無分散劑，只加入引發(fā)劑的條件下進(jìn)行聚合，不需要后處理設(shè)備，小、節(jié)能、成本低。用本體法PVC樹脂生產(chǎn)的制品透明度高、電絕緣性好、易加工，用來加工懸浮法樹脂的設(shè)備均可用于加工本體法樹脂。PVC本體工藝在80年代得到較大發(fā)展。但是，盡管從理論上說懸浮和本體聚合反應(yīng)工藝生產(chǎn)的樹脂可以用于相同的領(lǐng)域，實際上加工廠一般只使用其中之一，因為懸浮和本體樹脂不能混合，即使少量混合也會因靜電效應(yīng)導(dǎo)致聚合物粉末的流動性降低，而懸浮聚合樹脂更易得到的，因此大多數(shù)加工廠放棄了本體樹脂，近年來本體工藝出現(xiàn)了止步不前或衰退的狀態(tài)。

　　4、溶液聚合 在溶液聚合中，單體溶解在一種有機(jī)溶劑(如n-丁烷或環(huán)己烷)中引發(fā)聚合，隨著反應(yīng)的進(jìn)行聚合物沉淀下來。溶液聚合反應(yīng)專門用于生產(chǎn)特種氯乙烯與醋酸乙烯共聚物(通常醋酸乙烯含量在10～25%)。這種溶液聚合反應(yīng)生產(chǎn)的共聚物純凈、均勻，具有獨(dú)特的溶解性和成膜性。

　　應(yīng)用狀況

　　PVC樹脂可以采用多種方法加工成制品，懸浮聚合的PVC樹脂可以擠出成型、壓延成型、注塑成型、吹塑成型、粉末成型或壓塑成型。分散型樹脂或糊樹脂通常只采用糊料涂布成型，用于織物的涂布和生產(chǎn)地板革。糊樹脂也可以用于搪塑成型、滾塑成型、蘸塑成型和熱噴成型。發(fā)達(dá)國家PVC樹脂的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中主要是硬制品，美國和西歐硬質(zhì)品占大約2/3的比例，日本占55%;硬質(zhì)品中主要是管材和型材，占大約70～80%。PVC軟制品市場大約占全部PVC市場的30%，軟制品主要包括織物的壓延和涂層、電線電纜、薄膜片材、地面材料等。硬質(zhì)品PVC樹脂近年來增長比軟制品快。 在全范圍內(nèi)一半以上的PVC樹脂用于與建筑有關(guān)的市場，使PVC行業(yè)容易受到經(jīng)濟(jì)的波動影響。建筑領(lǐng)域是PVC樹脂增長快的市場，1986～1996年美國PVC樹脂在建筑市場的增長率為6%/年， 在其它市場中的增長率僅為1.4%/年。1986年美國PVC樹脂在建筑市場中的分額為64%，1996年增加到73%，預(yù)計2001年將增加到76%，增長快的用途是管材、板壁、和門窗等。近幾年我國聚氯乙烯硬制品應(yīng)用份額也有增長趨勢，管材、型材和瓶類所占份額由1996年25%增長到1998年的40%，但至今我國聚氯乙烯的應(yīng)用還是軟制品的份額較多。1998年軟制品占PVC總用量的51%(其中薄膜為20%，塑料鞋10%，電纜料5%，革制品11%，泡沫和單板等5%)，硬制品占40%(其中板材16%，管材9%，異型材8%，瓶3%，其它4%)，地板墻紙等占9%。

　　聚氯乙烯塑料一般可分為硬質(zhì)和軟質(zhì)兩大類。硬制品加工中不添加增塑劑，而軟制品則在加工時加入大量增塑劑。聚氯乙烯本來是一種硬性塑料，它的玻璃化溫度為80～85℃。加入增塑劑以后，可使玻璃化溫度降低，便于在較低的溫度下加工，使分子鏈的柔性和可塑性增大，并可做成在常溫下有彈性的軟制品。常用的增塑劑有鄰二甲酸二辛酯、鄰酯。一般軟質(zhì)聚氯乙烯塑料所加增塑劑的量為聚氯乙烯的30%～70%。聚氯乙烯在加工時添加了增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑、填料之后，可加工成各種型材和制品。

　　⑴一般軟塑料制品。利用擠出機(jī)可以擠成軟管、塑料線、電纜和電線的包皮。利用注射成型的方法并配合各種模具，可制成塑料涼鞋、鞋底、拖鞋等。

　　⑵薄膜。利用壓延機(jī)可將聚氯乙烯制成規(guī)定厚度的透明或著色薄膜，用這種方法生產(chǎn)的薄膜稱為壓延薄膜。也可以將聚氯乙烯的粒狀原料利用吹塑成型機(jī)吹制成薄膜，用這種方法生產(chǎn)的薄膜稱為吹塑薄膜。聚氯乙烯塑料薄膜上可以印花(如印制包裝裝潢圖案和商標(biāo)等)。薄膜的用途很大，可以通過剪裁、熱合方法加工成包裝袋、雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具等。寬幅的透明薄膜可以建造溫室和塑料大棚，或者用作地膜。

　　⑶涂層制品。將聚氯乙烯糊狀涂料涂敷在布或紙上，然后在100℃以上將它們塑化，就可制成有襯底的人造革。如果將聚氯乙烯軟片用壓延機(jī)直接壓延成有一定厚度時，就制成無襯底的人造革，可壓出各種花紋。人造革用于制造皮包、皮箱、沙發(fā)和汽車的座墊、地板革以及書的封面等。

　　⑷泡沫塑料。軟質(zhì)聚氯乙烯在混煉時加入適量的發(fā)泡劑，經(jīng)發(fā)泡成型法可制成泡沫塑料，用做泡沫拖鞋、涼鞋、鞋墊、坐墊和防震緩沖的包裝材料，也可以用擠出機(jī)制成低發(fā)泡硬質(zhì)板材，可代替木材作為建筑材料。

　　⑸利用熱成型法可將聚氯乙烯制成薄壁透明容器，或用于真空吸塑包裝材料。這種方法制成的片材也是優(yōu)良的裝飾材料。

　　⑹糊狀制品。將聚氯乙烯分散在液體增塑劑中，使其溶脹和塑化成增塑溶膠，再加入乳液(一種膠粘劑)、穩(wěn)定劑、填料、著色劑，經(jīng)過充分?jǐn)嚢瑁摎馀莺螅膳渲瞥删勐纫蚁┖隣钪破罚捎媒n法、澆鑄法、搪塑法涂敷在各種制品表面，起保護(hù)(防腐蝕)、美化作用。

　　⑺硬管和板材。聚氯乙烯中加入穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料，經(jīng)過混煉之后，可用擠出機(jī)擠成各種口徑的硬管、異形管、波紋管，用做下水管、引水管、電線套管或樓梯扶手。用壓延法制成的聚氯乙烯薄片經(jīng)重疊熱壓，可制成各種厚度的硬質(zhì)板材，它可以切割成所需形狀，然后利用聚氯乙烯焊條用熱空氣流焊接成各種耐化學(xué)腐蝕的貯槽、通風(fēng)管道和各種形狀的容器、反應(yīng)罐。

　　⑻門窗。它可用硬質(zhì)聚氯乙烯異形材料組裝而成，已經(jīng)和木門窗、鋼窗、鋁合金門窗共同占領(lǐng)了建筑市場。