環保PVC原料生產工藝簡述

　　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。聚合反應由自由基引發，反應溫度一般為40～70OC，反應溫度和引發劑的濃度對聚合反應速率和PVC樹脂的分子量分布影響很大。懸浮聚合生產工藝成熟、操作簡單、生產成本低、產品品種多、應用范圍廣，一直是生產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裝置。美國懸浮法均聚PVC樹脂的生產能力不斷提高，1987年占84%，1996年為90%。 PVC樹脂生產技術已經十分成熟，近年來主要是針對已經基本定型的工藝技術進行一些改進。90年代中期以來有關PVC樹脂工藝技術的專利集中在改進防結焦涂層、改進引發劑體系、改進乳化劑以及減少殘留單體含量等方面。經過30多年的發展，我國已經建成包括先進的懸浮法、本體法和生產糊樹脂的乳液法、微懸浮法等在內的工藝齊全的PVC樹脂生產裝置。但是，整個行業的技術水平還比較低。我國生產裝置規模普遍較小，國外先進國家懸浮法裝置生產規模一般在10～20萬噸/年，在我國70余生產廠只有3套裝置達到這樣的規模;目前國外乙烯氧氯化法路線生產的PVC樹脂已占90%以上的比例，發達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行攪拌使單體液滴在水中保持懸浮狀態，聚合反應在單體小液滴中進行。通常懸浮聚合反應為間歇聚合。 近年來各公司對PVC樹脂間歇懸浮聚合工藝的配方、聚合釜、產品品種和質量不斷研究和改 進，開發出各具特點的工藝技術，目前應用較多的是Geon公司(原B.F Goodrichg公司)技術、日本信越公司技術、歐洲EVC公司技術， 這三大公司的技術在1990年以來新增的PVC樹脂生產能力中各占大約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，一般乳液法生產的PVC樹脂的粒徑為0.1—0.2mm，懸浮法為20―200mm。引發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，因此用乳液法生產的樹脂不能用于生產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 本體法生產工藝在無水、無分散劑，只加入引發劑的條件下進行聚合，不需要后處理設備，小、節能、成本低。用本體法PVC樹脂生產的制品透明度高、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年代得到較大發展。但是，盡管從理論上說懸浮和本體聚合反應工藝生產的樹脂可以用于相同的領域，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導致聚合物粉末的流動性降低，而懸浮聚合樹脂更易得到的，因此大多數加工廠放棄了本體樹脂，近年來本體工藝出現了止步不前或衰退的狀態。

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

　　應用狀況

　　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。發達國家PVC樹脂的消費結構中主要是硬制品，美國和西歐硬質品占大約2/3的比例，日本占55%;硬質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。硬質品PVC樹脂近年來增長比軟制品快。 在全范圍內一半以上的PVC樹脂用于與建筑有關的市場，使PVC行業容易受到經濟的波動影響。建筑領域是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和軟質兩大類。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。利用壓延機可將聚氯乙烯制成規定厚度的透明或著色薄膜，用這種方法生產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吹制成薄膜，用這種方法生產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、沙發和汽車的座墊、地板革以及書的封面等。

　　⑷泡沫塑料。軟質聚氯乙烯在混煉時加入適量的發泡劑，經發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，也可以用擠出機制成低發泡硬質板材，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)、穩定劑、填料、著色劑，經過充分攪拌，脫氣泡后，可配制成聚氯乙烯糊狀制品，可用浸漬法、澆鑄法、搪塑法涂敷在各種制品表面，起保護(防腐蝕)、美化作用。

　　⑺硬管和板材。聚氯乙烯中加入穩定劑、潤滑劑和填料，經過混煉之后，可用擠出機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重疊熱壓，可制成各種厚度的硬質板材，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腐蝕的貯槽、通風管道和各種形狀的容器、反應罐。

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