氣固相法合成氯化聚氯乙烯樹脂的工藝探究

陳有忠

(青海鹽湖海納化工有限公司，青海 西寧 811600)

關(guān)鍵字：氣固相法；氯化聚氯乙烯樹脂；工藝探究

0 引言

在當(dāng)前我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，工業(yè)領(lǐng)域中的有機(jī)產(chǎn)品在生產(chǎn)活動(dòng)中的作用越來越明顯，而氯化聚氯乙烯樹脂就是其中的一種重要代表性材料，由于其具有性能良好的耐腐蝕性和耐熱性，在眾多的功能工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中應(yīng)用廣泛。而氯化聚氯乙烯樹脂的氣固相法生產(chǎn)合成工藝相比于傳統(tǒng)方式消耗較小、產(chǎn)生的污染物質(zhì)較少，適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的潮流和要求。所以很多塑料生產(chǎn)企業(yè)開始應(yīng)用氣固相法對(duì)氯化聚氯乙烯樹脂進(jìn)行合成，已達(dá)到節(jié)約生產(chǎn)成本以及節(jié)約能源的目的。

1 氯化聚氯乙烯樹脂簡(jiǎn)述

1.1 氯化聚氯乙烯樹脂的性質(zhì)

實(shí)際上氯化聚氯乙烯樹脂是聚氯乙烯材料的改性產(chǎn)品，所以在一定程度上也繼承了其所具有的一些特性。而且氯化聚氯乙烯樹脂中也含有較多的聚氯乙烯成分，所以氯化聚氯乙烯樹脂是一種以淺黃色或者是白色為主的粉末狀有機(jī)物質(zhì)，并且由于氯化聚氯乙烯樹脂中的分子間具有非常強(qiáng)的相互作用力，因此其也具有較好的粘接性，從而使得氯化聚氯乙烯樹脂具有很好的機(jī)械強(qiáng)度，能夠耐腐蝕、耐高溫、耐老化。

1.2 氯化聚氯乙烯的應(yīng)用

正是由于氯化聚氯乙烯樹脂具有良好的性能，而且相對(duì)于其他有機(jī)材料價(jià)格更廉價(jià)，被廣泛應(yīng)用在化工、電器以及建筑造船等工業(yè)行業(yè)中。首先作為復(fù)合材料，擁有很好的抗張強(qiáng)度和耐熱度、抗沖擊性等等，用于管材和板材的制成；其次也可以用作發(fā)泡材料，氯化聚氯乙烯樹脂合成發(fā)泡材料具有絕緣性強(qiáng)和耐高溫的特點(diǎn)，可以成為建筑材料、電器零件以及化工設(shè)備等原材料；第三是可以用在化工管道輸送領(lǐng)域，因?yàn)閮?yōu)良的耐腐蝕性可以用作工廠熱污管、化學(xué)成分輸送管、濕氯氣輸送管道以及電解槽、電鍍?nèi)芤汗艿赖龋坏谒目梢猿蔀橐环N涂料，由于氯化聚氯乙烯樹脂可以溶于很多種有機(jī)溶劑當(dāng)中，能夠制造出非常優(yōu)秀的防腐涂料；第五氯化聚氯乙烯樹脂可以能夠改進(jìn)氯纖維的性能，可以能夠?qū)⒙然勐纫蚁渲尤氲郊徔椷^程當(dāng)中，能夠有效的增強(qiáng)產(chǎn)品的耐熱性能；最后氯化聚氯乙烯樹脂也可以作用于醫(yī)療管材方面，氯化聚氯乙烯樹脂可以作為冷熱水管，可以保障管內(nèi)不會(huì)滋生和繁殖細(xì)菌，其優(yōu)良的衛(wèi)生性能完全符合世界衛(wèi)生組織的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)，可以被用于制作醫(yī)療管材。

1.3 氯化聚氯乙烯樹脂氣固相法合成工藝

氣固相法也是一種氣固相反應(yīng)過程，它是反應(yīng)物系中存在氣相和固相的一種多相反應(yīng)過程，主要分為氣固相催化反應(yīng)和氣固相非催化反應(yīng)。在合成氯化聚氯乙烯樹脂的過程中可以應(yīng)用這兩個(gè)過程，借助光、熱、等離子體等進(jìn)行氯氣催化。從而增強(qiáng)氯化聚氯乙烯樹脂的性能和質(zhì)量，進(jìn)一步增強(qiáng)氯化聚氯在工業(yè)生產(chǎn)中的使用壽命，同時(shí)也能夠達(dá)到節(jié)能減排，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的，在未來工業(yè)發(fā)展道路上，氣固相法在氯化聚氯乙烯樹脂合成工藝中將會(huì)得到廣泛應(yīng)用和推廣，相比于傳統(tǒng)的氯化聚氯乙烯樹脂合成方法具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)和綜合效率。

2 氣固相法合成氯化聚氯乙烯樹脂工藝

氣固相法是合成氯化聚氯乙烯樹脂的一種重要工藝，是將其在紫外光和熱的條件下對(duì)聚氯乙烯進(jìn)行一定的氯化，從而產(chǎn)生出氯化聚氯乙烯樹脂材料，這種工藝和傳統(tǒng)的合成方法相比，不需要進(jìn)行額外的介質(zhì)分散，所以具有非常大的簡(jiǎn)便性，使得合成過程相對(duì)較短，并且沒有多余廢氣及廢液產(chǎn)生，將環(huán)境污染程度降到最低。但是氣固相法的氯化過程很難精準(zhǔn)的控制，使得產(chǎn)品均勻性相當(dāng)差，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有一定的束縛性。其主要有三種主要合成工藝，分別是熱引發(fā)氯化、等離子體引發(fā)氯化合成方法以及光引發(fā)氯化合成方法。

2.1 熱引發(fā)氯化

熱引發(fā)氯化的合成方法主要是通過特定的加熱手段來促使聚氯乙烯發(fā)生氯化的化學(xué)反應(yīng)，控制溫度影響聚氯乙烯的氯化程度。在一定條件下，合理地提高加熱溫度能夠比較有效地強(qiáng)化氯化反應(yīng)程度，合成的氯化聚氯乙烯樹脂性能更優(yōu)越。但是如果對(duì)聚氯乙烯的加熱溫度過高，超過了其承受的極限值就會(huì)導(dǎo)致氯化反應(yīng)失效，嚴(yán)重影響材料的合成。而如果加熱的溫度過低，就會(huì)減慢聚氯乙烯的氯化速度，反應(yīng)的時(shí)間就要需要更長(zhǎng)，所以在應(yīng)用熱引發(fā)氯化的合成工藝時(shí)必須要合理的對(duì)反應(yīng)溫度進(jìn)行控制，要根據(jù)實(shí)際情況保持其在一定合理范圍之內(nèi)，才能更好的合成氯化聚氯乙烯樹脂材料，從而為工業(yè)生產(chǎn)提供符合要求的樹脂材料。

2.2 等離子體引發(fā)氯化

在氯化聚氯乙烯樹脂合成工藝中，通過放電的形式來促使不穩(wěn)定氣體發(fā)生氯化反應(yīng)而產(chǎn)生等離子體，保障氯化聚氯乙烯樹脂材料的合成。而且另一方面等離子體在引發(fā)氯化時(shí)會(huì)在很大程度上激發(fā)一些高能電子和氯離子，從而能夠加快聚氯乙烯的氯化效率。因此等離子體引發(fā)的氯化反應(yīng)相對(duì)于其他工藝能夠充分提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的效率，是未來氯化聚氯乙烯樹脂合成工藝研發(fā)的主要方向。

2.3 光引發(fā)氯化

氣固相法中的光引發(fā)氯化方法最主要的形式就是通過紫外光的作用，將氯氣的自由基進(jìn)行有效的激活，保障聚氯乙烯能夠高效的發(fā)生氯化反應(yīng)。在一般情況下所采用的合成工藝方法就是通過氣固流化床的紫外燈來對(duì)聚氯乙烯進(jìn)行催化。除此之外由于氣固流化床在發(fā)生氯化反應(yīng)時(shí)，其溫度較低，所以一般是可以對(duì)氯化聚氯乙烯樹脂進(jìn)行連續(xù)性的生產(chǎn)，但是另一方面由于氯化反應(yīng)的時(shí)間非常長(zhǎng)，所以一定程度上使得氯化反應(yīng)不夠均勻。

3 氣固相法三種生產(chǎn)工藝的對(duì)比

熱引發(fā)氯化、等離子引發(fā)氯化以及光引發(fā)氯化這三種合成工藝的主要操作方式不同，也就造成了生產(chǎn)出來的氯化聚氯乙烯樹脂的質(zhì)量和性能存在一定差異。熱引發(fā)氯化方式相對(duì)比較便捷，流程簡(jiǎn)單容易進(jìn)行合成加工，但是產(chǎn)品的質(zhì)量均勻性和使用性能很差，也因?yàn)榉磻?yīng)裝置的規(guī)模很小，就使得氯化的速度較慢，不過熱引發(fā)氯化的綜合效率一般；而等離子體引發(fā)氯化方式的工藝流程就很復(fù)雜，雖然裝置的規(guī)模也比較小，但是其合成生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量性能優(yōu)良，均勻性好而且氯化的速度相比于熱引發(fā)氯化和光引發(fā)氯化要快，然而等離子體引發(fā)氯化方式在合成氯化聚氯乙烯樹脂領(lǐng)域還沒有成熟完善的合成技術(shù)，總體應(yīng)用的范圍和程度要比其他兩種方式要少；光引發(fā)氯化的方式也比較復(fù)雜，而且產(chǎn)品的性能質(zhì)量較一般，氯化的速度相對(duì)其他方式來說要慢，但由于其綜合效率較好，實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中光引發(fā)氯化合成工藝應(yīng)用正逐漸得到推廣。

4 結(jié)語

綜上所述，氯化聚氯乙烯樹脂是一種新型的樹脂材料，在化工、冶金以及建筑、電器等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，能夠?qū)I(yè)的發(fā)展產(chǎn)生極大的促進(jìn)作用，因此在實(shí)際的生產(chǎn)合成過程中要根據(jù)實(shí)際情況選擇氯化方式，保障氯化聚氯乙烯樹脂能夠符合產(chǎn)品的性能和質(zhì)量要求，要不斷地改進(jìn)氣固相法中的熱引發(fā)氯化、光引發(fā)氯化以及等離子體引發(fā)氯化等合成工藝，發(fā)揮氣固相法生產(chǎn)氯化聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便、排放污染物少、能源消耗量低等特點(diǎn)，最終促進(jìn)我國的氯化聚氯乙烯樹脂合成工藝的研發(fā)和創(chuàng)新，縮短與其他發(fā)達(dá)國家的技術(shù)差距。