氯化聚氯乙烯
| 氯化聚氯乙烯 |
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中文名；氯化聚氯乙烯 外文名；CPVC 性 状；粉末，无臭 含氯量；61%~68% |
氯化聚氯乙烯( CPVC) 是聚氯乙烯( PVC) 进一步氯化改性的产品，其氯含量一般为65% ~ 72%( 体积分数) 。CPVC 除了兼有PVC 的很多优良性能外， 其所具有的耐腐蚀性、耐热性、可溶性、阻燃性、机械强度等均比PVC 有较大的提高， 因而CPVC 是性能优良的新型材料，被广泛用于建筑、化工、冶金、造船、电器、纺织等领域，应用前景十分广阔。[1]
目录
简介
英文名称:chlorinated polyvinyl chloride
英文同义词:CPVC
性状:白色或淡黄色的疏松颗粒或粉末，无臭。
性质
氯化聚氯乙烯是由聚氯乙烯( PVC )树脂氯化改性制得，是一种新型工程塑料。该产品为白色或淡黄色无味、无臭、无毒的疏松颗粒或粉末。 PVC 树脂经过氯化后，分子链排列的不规则性增加，极性增加，使树脂的溶解性增大，化学稳定性增加，从而提高了材料的耐热性及耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀的性能。提高了树脂的热变形温度的机械性能，氯含量由 56.7% 提高到 63-69% ，维卡软化温度由 72-82 ℃提高到 90-125 ℃，最高使用温度可达 110 ℃，长期使用温度为 95 ℃。因此， CPVC 是一种应用前景广阔的新型工程塑料。
用途
又称(聚)过氯乙烯。由聚氯乙烯经氯化而得高分子化合物。含氯量61%~68%。具有热塑性。白色粉末。不易燃烧。耐浓酸、浓碱液、矿物油等，制品在沸水中不变形。比聚氯乙烯易溶于酯类、酮类、芳香烃等有机溶剂。用于制耐腐蚀漆、胶粘剂和合成纤维等。
CPVC 具有卓越的耐高温、抗腐蚀和阻燃性，而且与其他热塑性工程塑料比较，价格相对较低。因此CPVC 的用途十分广泛，大量应用于住宅、宾馆、饭店的冷热水输送及工业管道输水系统;电缆管、异型材门窗等建材;飞机内的装饰材料以及车、灯具用材料; 可将CPVC 板材焊接成不同的设备;另外，在电子行业也有广泛应用。
制备
制备方法:由聚氯乙烯经氯化而得高分子化合物。将根据聚合度的大小，可制成高粘度型、中粘度型和低粘度型。高粘度型有较好的耐假性、耐化学腐蚀性和弹性。低粘度型则较易溶于植物油类。粉状聚氯乙烯在低于50℃温度下，用适当溶剂溶胀并进行水相悬浮氯化制得。
溶剂法
溶剂法是最早采用的制备CPVC 的方法，西德AG 法本公司首先采用溶剂法生产。该工艺比较成熟，其主要工艺过程是将PVC 树脂溶解于氯仿或四氯化碳溶剂中再进行氯化。此方法中，PVC 的浓度非常重要。例如，当以二氯乙烯为溶剂时，使12%( 质量分数，下同) 的PVC 溶液氯化会发生较多的脱氯化氢和降解作用，产生的CPVC 大约含等量的1, 2-二氯乙烯和1, 1, 2-三氯乙烯单元。但是，当使PVC 的7% 二氯乙烯溶液氯化时，脱氯化氢和降解较少，PVC 氯化更均匀，CPVC 主要由1, 2-二氯乙烯单元构成。据报道，采用由二氯乙烯和三氯乙烯构成的1:1( 体积比) 的混合溶剂，能实现均匀氯化。PVC 可溶于氯苯， 因此在引发剂和促进剂存在下， PVC 在氯苯中同氯气在110~ 115℃ 反应，也能实现氯化。引发剂通常采用偶氮二异丁腈，促进剂可以采用对氯苯亚硫酰胺酰二氯。
溶剂法氯化比较均匀，产品具有良好的溶解性能，非常适合用作涂料、黏合剂等。但是，该方法生产的产品热稳定性和机械性能较差，不能用于制作包括管材在内的硬制品;同时，由于使用氯仿或四氯化碳等有机溶剂毒性大, 回收困难，因此造成环境污染。该法正逐步被淘汰。
悬浮法
20 世纪60 年代初，美国古德里奇( Goodrich)公司首先采用水相悬浮法生产CPVC，其工艺过程是将粉状PVC 树脂悬浮于氯化氢溶液中，在助剂的存在下通氯反应，氯化反应按自由基反应机理进行，此时氯化转化率受扩散控制。为便于氯气在高分子相的扩散并提高氯化的均匀性，早期工艺要求在水相中加入溶胀剂，如氯仿或CCl4，来增加氯气与PVC 的接触面积。另有研究者发现，原料PVC 由氯乙烯单体在特殊改性剂存在下聚合而成时不用加入溶胀剂也可提高CPVC 氯化的均匀性，还可提高反应速率，增强产品的加工性能。在CPVC 制备完成后，向反应体系及时通入惰性气体并加入还原剂，该还原剂可避免Cl2 与H2O 反应生成的次氯酸与CPVC 反应生成含羰基及双键的有机物 。
悬浮法生产工艺简单，生产流程短，具有良好的耐热性和机械性能，生产成本也较低，是国内外普遍采用的方法。其不足之处是生产过程产生的酸性废气需要处理，产品后处理较繁琐。
气-固相法
西德劳伦尔公司1958 年首先报导了气-固相氯化法，气-固相氯化法是常压将PVC 树脂在干燥状态下放入反应釜或流化床内，直接进行氯化反应。疏松型颗粒在55℃沸腾床中用稀释氧气处理可实现氯化。气流可由含氯50% ( 体积分数) 、含氟0.75% ( 体积分数) 和氮49.25% ( 体积分数) 的混合气体构成，反应100 min 后能获得含氯64% ( 体积分数) 、含氟0.6%( 体积分数) 的CPVC。光能催化氯化，但无光照时微量氧也有催化作用。
该工艺生产流程短，具有易于连续化，投资少且生产过程没有废酸、废水产生，基本无设备腐蚀，后处理大大简化和对环境污染轻的优点。气-固相氯化法存在的氯化不均匀及反应热导出困难限制了该工艺的工业化，美国、日本、以色列、德国及中国等对固相法氯化装置、反应器的型式、反应工艺条件的探索研究主要集中解决这2个问题。该工艺方法尚处于开发阶段。
加工
虽然CPVC是以PVC为基质制得的聚合物，且和PVC共有某些性能，但是，它也是一种有其自身特性的聚合物，这一点对于其加工特别重要。例如，CPVC聚合物熔融温度范围从400°F直至最高达到 450°F。挤塑加工需要采用镀铬或不锈钢的模头。挤塑模头必须是良好流线型，以保证能长时间地加工运转。平板模头不能获得满意的挤塑运转时间。为了很好地控制管材和异型材的挤塑尺寸，最好采用真空定型技术。挤塑设备需配备至少 40马力的螺杆传动装置。有几种螺杆设计可适于挤塑加工各种配方好的混配料。
注塑加工需要采用有合适导出长度的低压缩螺杆。管件用物料需要采用尖梢式塑化螺杆。而低粘度，高产出物料需要采用卸掉滑动止过环的加工螺杆，不能采用球形止逆螺杆。注塑模具应该采用不锈钢材料，至少也应采用镀铬或镀镍材料。
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