特种聚氯乙烯树脂生产状况分析

2022-09-11

聚氯乙烯树脂是五大通用树脂之一, 有着良好的物理以及机械性能, 产量仅次于聚乙烯。聚氯乙烯能够用作建筑材料、包装材料、电子材料等, 应用领域涉及到工业、农业、建筑、交通、电力、电讯等。目前的聚氯乙烯主要是硬制品, 达到了消费量的60%左右。聚氯乙烯主要有普通型和特殊专用型两种, 其中特种聚氯乙烯专用型占到了10%。由于用量较小, 目前还没有形成统一的定义, 一般认为和普通悬浮法树脂相比有着比较特殊使用性能的树脂都称为特种聚氯乙烯树脂。目前常见的特种聚氯乙烯树脂主要有糊用和掺混树脂、特殊乳液树脂、粉末加工树脂、超高分子质量树脂、共聚树脂等。

一、特种均聚氯乙烯树脂

1. 高聚合度聚氯乙烯树脂。

是指聚合度平均在1700以上的树脂, 成为高聚合度聚氯乙烯树脂。高聚合度聚氯乙烯树脂有着和普通树脂相近的特性, 但是同时还具有较高的回弹性, 压缩永久变形比较小, 耐热耐老化, 抗疲劳抗磨性能均比较理想【1】。高聚合度聚氯乙烯是一种热塑性弹性原料, 是橡胶的理想替代品, 能够做汽车上的嵌条、门封条和其他高级塑料制品, 而且高聚合度聚氯乙烯树脂应用在输血领域, 能够凭借其较强的低温性能获得较小的低温存储破损率, 可以用来制作输血薄膜袋、导管等医疗器械。

高聚合度聚氯乙烯的生产方法主要有悬浮法、乳液法和混合法等, 其中悬浮法应用最为广泛。悬浮法中有低温法和交联法两种。低温法的产品易塑化, 凝胶含量无波动, 有着比较稳定的加工性能, 并且颗粒比较均匀【2】。而交联法产品有着较好的消光性, 压缩永久变形较小, 但是比低温法产品更加难于加工。以下是国外高聚合度聚氯乙烯的主要生产厂商和牌号。

2. 消光聚氯乙烯树脂。

近年来在包装、建材、车辆、家具等领域对低表面光泽度的消光聚氯乙烯树脂需求逐渐增加。市场需求推动了消光聚氯乙烯树脂生产工艺的发展, 丙烯酸酯涂覆、压花加工、添加剂等技术逐渐被开发出来, 而专用的消光聚氯乙烯树脂也应运而生。消光聚氯乙烯树脂的生产工艺主要有悬浮化学交联法以及重叠聚合法等, 目前悬浮化学交联法应用比较广泛, 但是这种方法生产出的消光树脂中有不溶解的聚合物微凝胶树脂。

二、特种聚氯乙烯树脂生产工艺原理

1. 高聚合度聚氯乙烯生产原理。

氯乙烯悬浮聚合物最显著的特点是链终止形成大分子, 活性链逐渐转移至单体链。聚乙烯聚合链转移速度比普通聚氯乙烯快, 受温度影响比较大, 因此PVC的分子量和温度有着很大的关系, 其他因素的影响不显著。聚合温度越高, 产物的聚合度越低, 因此生产高聚合度的聚氯乙烯树脂需要在低温下进行【3】。低温合成法的关键技术在于选择高效的引发剂。有过氧乙酞基环己磺酞、过氧化二异丁酞等, 也可以选择氧化还原类的引发剂。引发剂量少会影响转化率, 引发剂效率不高但是加入量较大可能会降低树脂的热稳定性。为了保证较低的聚合反应热, 需要保证聚合釜水冷充分, 采用低温介质则更为理想。

(1) 扩链剂合成。氯乙烯聚合是一种放热反应, 室温以下低温聚合比较困难。为了降低聚合难度, 需要在悬浮聚合中添加分散剂和引发剂的同时还添加一些扩链剂。扩链剂能够在比低温法稍高的温度下生产高聚合度树脂, 这种方法就是扩链剂法。扩链剂是分子内有两个或者以上活性官能团的物质, 有着和氯乙烯较高的反应活性。在聚合悬浮液中添加扩链剂能够连接两个大分子链之间的自由基, 起到扩链的作用, 使聚合反应能够在较高温度下进行, 解决了低温聚合的问题。扩链剂种类很多, 有邻苯二甲酸二烯丙酷 (DAP) 、马来酸二烯丙酷 (DAM) 、三稀丙基异氰酸酷 (TAIC) 、聚乙二醇二丙烯酸酷 (PEGDA) 等。扩链剂对聚合物有着较大的影响, 不同的用量和添加方式能够决定聚合物的最终结构。

2. 消光聚氯乙烯树脂。

消光聚氯乙烯树脂是在悬浮聚合植被聚氯乙烯树脂过程中加入双烯或者多烯结构第二组分单体作为交联剂, 悬浮聚合体中氯乙烯单体与之共聚, 生成聚合物, 并在聚合过程中加入交联剂产生的微凝胶, 保证树脂微观结构存在不同的粘弹性, 在加工后达到消光效果。消光聚氯乙烯树脂生产工艺中的关键技术是交联剂的选择、用量以及聚合体系的控制, 下表是消光聚氯乙烯树脂产品质量。

改进方案。选择度邻苯二甲酸二烯丙酷作为交联剂, 采用基于PVCSG-5型树脂配方和工艺条件进行试生产, 并对一些技术指标进行完善, 采用PVA (45%低醇解度) 或聚乙烯醚作为分散剂, 加入交联剂之后先通过交联剂溶化分散剂, 并过滤, 在聚合开始初期缓慢均匀加入交联剂, 转化率达到60-70%时加完。

结束语

特种聚氯乙烯树脂除了以上几种外还有超高吸树脂、弹性专用树脂、粉末涂料用树脂等。我国特重聚氯乙烯树脂生产量一直在增加, 但是近些年来我国对特种树脂的用量也在逐渐增加, 导致我国需要大量进口, 为了改变这种情况, 我们要加大对特种聚氯乙烯树脂的科研力度, 通过对其生产情况有了清晰的认识之后, 改进生产工艺, 增加我国的特种聚氯乙烯的产量。

摘要：本文主要研究特种聚氯乙烯树脂生产状况。特种聚氯乙烯主要有高聚合度聚氯乙烯树脂和消光聚氯乙烯树脂等。生产高聚合度聚氯乙烯树脂控制温度进行充分冷却和添加扩链剂是比较常见的工艺措施, 而生产消光聚氯乙烯树脂主要采用添加交联剂使树脂内部微观结构黏度不一致, 使之在加工后达到消光效果的方法进行水生产。目前来看我国特种聚氯乙烯树脂生产距离西方国家还有着一些差距, 需要通过相关技术人员的不懈钻研努力追赶。

关键词：特种聚氯乙烯树脂