聚氯乙烯

聚氯乙烯(PVC)姓名：杨玉洁学号：15451283273时间：2015.10.15目录第一章PVC的发展史第二章PVC的聚合机理第三章PVC的聚合方法第四章PVC的结构第五章PVC的性能第六章PVC的改性第七章PVC的应用第一章PVC的发展史1835年，法国化学家雷诺（VRegnault）首先发现了氯乙烯（VC），1838年第一次发现在光作用下使氯乙烯聚合。1842年包曼（Baumann）通过研究确定它了的密度和基本结构式。1912年，德国人FritzKlatte合成了PVC。1935年，Bitterfeld开始工业生产PVC。60年代，PVC是塑料中最大的品种；70年代发现PVC中残存VC单体问题，几乎导致整个工业崩溃；80年代对该聚合反应进行了优化；2005，我国产量约800万吨。第二章聚氯乙烯的聚合机理内容2.1定义2.2聚氯乙烯的合成过程2.3聚氯乙烯的自由基聚合机理2.1聚氯乙烯定义聚氯乙烯树脂是氯乙烯单体（vinylchloridemonomer,简称VCM）在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。PVC塑料是以PVC树脂为基料，与稳定剂、增塑剂、填料、着色剂及改性剂等多种助剂混合，经塑化、成型加工而成。2.2聚氯乙烯的合成过程2.2.1氯乙烯单体的合成乙炔的氢氯化法乙烯氯化法乙炔的氢氯化法制备乙炔：制备氯乙烯：CaO+3CCaC2+COCa(OH)2+HCCaC2+H2OCHCHCH+HClHgCl2120-180℃CHClH2C乙烯氯化法制备1，2-二氯乙烷：制备氯乙烯：CH2CH2Cl-CH2ClF6Cl2CH2+Cl2CH2=CHCl+HClCH2Cl-CH2Cl△2.2.2合成聚氯乙烯由单体氯乙烯聚合生成聚氯乙烯,由于反应的随机性，使得每个分子的聚合度n都不相同，因此聚合物是由大大小小的高分子同系物组成nCH2=CHCH2CHClCln[]2.2.3PVC的加工助剂引发剂：过氧化物、偶氮化合物等稳定剂：防止聚氯乙烯的降解。增塑剂：提高加工性，柔韧性，延展性。填充剂：降低成本、提高力学性能。2.2.3PVC的加工助剂润滑剂：减少加工中树脂颗粒间和熔体聚合物分子间摩擦产生的热效应，避免塑料对加工设备金属表面的黏着，例如硬脂酸盐及矿物油。着色剂：对性能无影响。2.3聚氯乙烯的自由基聚合机理CH2＝CH－Cl中氯原子的诱导效应是吸电子，而共轭效应却有供电性，但两者均较弱。氯乙烯只能进行自由基聚合反应。CH2=CHClδ+δ-（1）链引发反应（2）链增长反应（2）链增长反应偶合终止：两链自由基的独电子相互结合成共价键的终止反应歧化终止：某链自由基夺取另一自由基的氢原子或其他原子的反应RCH2CH.X+X.CHCH2RXCHCH2RRCH2CHXRCH2CH.X+X.CHCH2RRCH2CHX2+RCHX=CH（3）链终止反应（4）链转移反应向单体转移向溶剂（或分子量调节剂）转移向引发剂转移向大分子转移[1]向单体转移+=CH2CHX+X.CHCH2XCHCH2C=.CH2XCHCHX=+HC.CH3X[2]向溶剂（或分子量调节剂）转移+X.CHCH2CH2X+YZCHYZ[3]向引发剂转移[4]向大分子转移+X.CHCH2.CH2X+CHRRR2X+X.CHCH2CHCH2.CH2CH2X+XCH2C第三章聚氯乙烯的聚合方法4种聚合方法本体聚合溶液聚合悬浮聚合乳液聚合单体在水中以乳液状态进行的聚合，体系主要由单体、引发剂、水及乳化剂等组成单体本身，加入（或不加）少量引发剂的聚合将单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合单体以液滴状悬浮于水中的聚合，体系主要由单体、引发剂、水和分散剂四组分组成•PVC的聚合方法：•本体聚合：～10%•溶液聚合:很少•悬浮聚合：～80％•乳液聚合：～10％3.1PVC本体聚合3.1.1本体聚合的分类均相聚合——聚合物能溶于各自单体中，例苯乙烯非均相聚合——聚合物不溶于各自单体中，例氯乙烯优点:产品杂质少、纯度高、透明性好缺点:关键问题是反应热的排除3.1.2本体聚合优缺点3.1.3本体聚合采用两段聚合第一阶段：（预聚）转化率低（10％～40％）第二阶段：以较慢速率进行，或进行薄层聚合分段聚合方法：I：液相反应，先加50％左右单体，预聚合釜中聚合到转化率7％～12％，形成种子粒子；II：转移到立式后聚合釜中和剩余的50％单体和引发剂，继续聚合达70～85％转化率后，停止聚合，脱除未反应单体，最后以粉状出料3.1.4PVC的本体聚合过程耗能少本体聚过程简单合特点工艺简单综合性能优介质搅拌问题本体PVC的工业难题聚合反应热的排出3.2悬浮聚合单体单体相引发剂其他助剂悬浮聚合体系水水相分散剂水相阻聚剂溶解有引发剂的单体在强烈搅拌下，以小液滴状态悬浮分散于水中进行聚合3.2.1悬浮聚合的机理与本体聚合相似，一个小液滴相当于本体聚合的一个单元。按聚合物在单体中的溶解情况：均相聚合：常得透明珠体。非均相聚合：得不透明的粉未。3.2.2悬浮聚合的优点与缺点优点有：工艺与技术成熟简单安全聚合热易除去分子量较高反应粒径可控缺点是产品中附有少量分散剂残留物3.2.3PVC的悬浮聚合VC在搅拌和分散剂作用下，悬浮分散在水中进行聚合引发剂的种类和用量可以调节聚合速度分散剂的种类和搅拌状态可以调节树脂的颗粒形态温度决定PVC的聚合度，一般采用夹套冷却的方式使聚合釜有良好的传热性能在60℃，调整聚合温度可以改变PVC型号，60℃以上，除了温度，还通过链转移剂来控制分子量3.3乳液聚合单体借助于乳化剂，分散在水中形成乳液而进行聚合，常用水溶性引发剂，在水中引发单体并进入浮化的胶束，聚合后乳液可破乳或喷雾干燥，得到细粉状树脂。一般乳液法生产的PVC树脂的粒径为0.1—0.2m如在配方中使用预先聚合好的细粒聚氯乙烯的种子胶乳，继续进行聚合，可以有效地控制树脂粒径，称为种子法。第四章PVC的结构PVC是线型、非结晶聚合物，聚合度n的数目一般为500～20000。〔CH2-CHCl〕n反应的温度是控制分子量和链结构的决定因素。聚合反应温度头-头结构分子量4.1PVC的链结构PVC颗粒形态是影响其性能的一个重要因素。4.1PVC颗粒的形态结构紧密型PVC疏松型PVCHMWPVC聚合度1700调整悬浮聚合的配方和工艺条件，可以获得紧密型和疏松型PVC，颗粒尺寸50～250μm。聚合温度对颗粒形态有显著影响：温度越低，获得的PVC颗粒就越疏松。软PVC：增塑剂含量40%以上的PVC。硬PVC：不含增塑剂或增塑剂含量10%的PVC。PVC疏松度吸收增塑剂的能力疏松型PVC适合制造软PVC紧密型PVC适合制造硬PVC硬质PVC软质PVC第五章PVC的性质PVC是无毒无臭的白色粉末PVC的含氯量高达56%，因而具有阻燃性和自熄性5.1一般性能PVC是一种热稳定性较差的聚合物，在热、光、紫外线作用下，分解放出HCl，在氧、臭氧、氯化氰以及某些活性金属（如铜、锌等）离子存在下，降解速度会大大加快。5.12稳定性5.2溶解性PVC耐水、浓碱、非氧化性酸、链烃、油和臭氧在硝基烷、丙酮、酸酐和苯胺等中要溶胀。分子量越大，溶解性越差。浮液树脂比悬浮树脂的溶解性差PVC分子中含有大量的氯原子，分子极性较大，分子间作用力较强，大分子的敛集程度高，所以聚氯乙烯的拉伸强度、压缩强度较高，硬度刚度较大，而其冲击强度、断裂伸长率较小。5.3力学性能PVC塑料的力学性能取决于聚合物的相对分子质量、增塑剂及填料的含量。纯PVC是一种较硬的塑料增塑剂用量柔软性、伸长率、耐寒性脆性、硬度、拉伸强度PVC在65-85℃开始软化，170℃以上成黏流状态，140℃开始少量分解，190℃以上大量放出HCL气体颜色变化趋势：黄色橙色棕色黑色5.4热性能PVC的Cl原子附着在主链上，在玻璃化温度以下，偶极链段受到冻结构的主链原子的限制，不能移动，因而并不产生偶极化作用，可作绝缘材料。5.5电性能PVC热稳定性差：加工时必须添加热稳定剂、控制成型温度、减少受热时间；PVC的熔体黏度高：加工流动性差，可加入润滑剂来改善。PVC的熔体强度较低：注射和挤出时应避免高速，以防熔体破裂。PVC可用挤出、吹塑、注塑、压延等工艺成型。5.6加工性能第六章PVC的改性PVC的性能优势力学性能大范围可调：从硬质到软质电绝缘性优良耐酸碱、耐溶剂性良好阻燃性好差于PP和PEPVC的缺点软化点不高——耐热性不好耐寒性差、抗冲强度低易分解、热稳定性差PVC接枝改性接枝反应：在某聚合物主链上接一些侧支链，其结构单元的结构和组成与主链不同的化学过程。PVC改性目的：改进PVC的抗冲性能：EVA接枝共聚物、聚丙烯酸酯、乙丙橡胶等与PVC的接枝增塑稳定性：EVA（高含量）、热塑性聚氨酯等的接枝改性PVC的改性高分子量PVC（HWM-PVC)分子量增大分子链间规度提高力学性能大幅度提高、耐热、耐寒性提高、热稳定性提高。氯化PVC（CPVC)：提高PVC的氯含量热变形温度、力学强度提高热稳定性、熔体流动性、抗冲击性变差VC共聚物：与其它烯类单体共聚，破坏PVC链规整性，提高熔体流动性、抗冲击性和耐寒性。VC-乙酸乙烯共聚物VC-丙烯共聚物VC-丙烯酸酯共聚物VC-偏氯乙烯共聚物第七章PVC的应用PVC塑料用途硬质PVC塑料管材：各种输送物料的管型材：门、窗、家具等板材：瓦楞板、密实板、发泡板等片材：吸塑制品如包装盒等丝类：纱窗、蚊帐、绳索等瓶类：食品、药品、化妆品包装材料等注塑品：管件、阀门、办公用品、壳等软质PVC塑料薄膜：大棚膜、包装膜、装饰膜，雨衣等电缆：中低压绝缘和电缆料等鞋类：雨鞋、凉鞋、鞋底、鞋面材料等革类：人造革、地板革、壁纸等其他：软透明管、唱片及垫片等PVC包装盒PVC笔袋PVC手链PVC瓶PVC腰带-男式女式PVC拖鞋PVC绿化护栏PVC垂帘PVC伸缩风管PVC管材pvc片材Thankyou!THEEND