聚氯乙烯在工業上用什麼合成

㈠ 聚氯乙烯在工業上的生產方法主要是乳液聚合對嗎

聚氯乙烯在工業上的生產方法主要是乳液聚合，不對。
聚氯乙烯即PVC。聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化劑經取代反應製成。
PVC用自由基加成聚合方法制備，聚合方法主要分為懸浮聚合法、乳液聚合法和本體聚合法，以懸浮聚合法為主，約佔PVC總產量的80%左右。
‍據統計，‍目前世界PVC樹脂總產量中懸浮聚合法約在80%上下，本體聚合法約為10%，乳液聚合法在10%以上。

㈡ 工業生產PVC主要有哪些方法

典型的PVC生產工藝介紹如下:
1、窒素公司PVC懸浮聚合工藝
利用懸浮聚合從VCM生產各種等級PVC:通用級、高K值、低K值、無光澤型和共聚體PVC。攪拌式反應器中加入水、添加劑和VCM，聚合反應時，按產品等級控制溫度（用冷卻水或製冷水）。反應結束，產物排向泄放罐，在此蒸發出大多未反應VCM。反應器沖洗並噴入阻垢劑，准備下一批生產。含VCM的PVC漿液連續送入汽提塔，從PVC漿液中有效地回收VCM。未反應VCM在VCM回收設施中液化，返回聚合。PVC漿液再脫水，用乾燥器乾燥。
該工藝利用VCM分散在水中批量聚合。標准反應器尺寸為:60、80、100或130m3。生產每噸PVC的物耗和能耗為：VCM 1.003t，電力160kWh，蒸氣0.7t，添加劑（生產管道級）12美元。已技術轉讓12套裝置，總能力超過100萬t/a。其VCM去除技術為許多PVC生產商採用。
2、窒素公司VCM去除技術
PVC漿液從反應器放出，甚至在初步閃蒸後仍含有大量VCM（高於30000×10-6）。有效地去除剩餘VCM，回收後回用，可使PVC產品中剩餘VCM含量減少到小於1×10-6，某些情況下可小於0.1×10-6。該VCM去除技術採用過程全自動的蒸氣汽提密閉體系，藉助先進設計和專用塔器，佔地少，投資低。塔器規模可為2.5～30t/h。耗用蒸氣為130kg/t PVC。
3、)Inovyl公司PVC懸浮聚合工藝
反應器可大到140m3，反應控制轉化率高達94%，汽提塔可使樹脂中殘留VCM小於1×10-6。被VCM污染的水用蒸氣汽提至VCM小於1×10-6後排放。採用專利的阻垢劑EVICAS 90防止反應器中樹脂沉積。密閉的反應過程和高效的阻垢劑可使反應器運作頻率高達700批。PVC裝置總的環境排放量小於20g VCM/t PVC。
以美國海灣沿岸費用為基準，15萬t/a懸浮法PVC裝置投資為4500萬美元。生產每噸PVC的物耗和能耗為:VCM 1.004t，蒸氣0.9t，冷卻水48萬kcal，電力150kWh，軟化水2.2t，添加劑費用（生產管道級）11美元。
現有的汽提系統可通過設置EVC漿液汽提塔加以改造。對於15萬t/aPVC裝置，該設施費用為250萬美元。該EVC技術己應用於6套PVC裝置，總能力超過110萬t/a。阻垢劑EVICAS 90已應用於全球PVC產能的80%。
4、VinTec公司生產 PVC的Vinnolit工藝
分散劑、添加劑、VCM和水加入反應器，反應漿液通過同流換熱器送入篩板式Vinnolit脫氣塔。VCM用蒸氣汽提，離開脫氣塔的漿液中VCM濃度小於1×10-6。未反應VCM回收液化後返回聚合利用。在離心機內使懸浮體脫水，濕的PVC塊送入Vinnolit旋分乾燥系統。聚合無需製冷水。採用內冷式高效反應器，尺寸可大到150m3。密閉和清潔的反應器技術，使之無需打開反應器。同時無需採用高壓水沖洗。整個過程操作採用分散型控制系統（DCS）控制。並採用高效阻垢劑。
生產每噸PVC的物耗和能耗為:VCM 1.001t，蒸氣0.8t，電力170kWh，添加劑費用（生產管道級）14美元。生產效率高達600t/m3·a。該Vinnolit技術已用於生產PVC 58萬t/a。世界上採用Vinnolit工藝的能力約100萬t/a。Vinnolit旋分乾燥器已被許多PVC生產商採用。
5、廢舊PVC回收利用技術
經濟可行又有環境效益的廢舊PVC循環回收工藝有助於促進PVC的重復利用。索爾維公司開發了稱為Vinyloop的PVC循環利用技術。並在義大利費臘拉建成1萬t/a裝置，驗證了採用電纜料循環利用的技術經濟上的可行性。該工藝將廢舊電纜護套轉變成板材，回收的板材可以原摻混物料一半的價格售出。1萬t/a裝置投資為1000萬歐元。該工藝將線纜粉碎成10cm長度，並將護套溶解在甲乙酮混合物中。過程在85℃下10～15min內完成。然後過濾除去銅、聚乙烯和橡膠。剩餘的淤漿用蒸氣使其沉澱，甲乙酮混合物循環使用。淤漿中PVC組分形成無流動性的顆粒混合物，平均尺寸為350μm。這些顆粒含有添加劑、填充劑、穩定劑和增塑劑。某些乳化劑可能在汽相損失掉。過程在85℃下操作可加速溶解步驟，但該溫度並不足以使PVC發生化學降解（PVC對熱極其敏感）。索爾維將採用這一技術在歐洲再建3套裝置。

㈢ 聚氯乙烯的制備方法

聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化劑經取代反應製成。由於其防火耐熱作用，聚氯乙烯被廣泛用於各行各業各式各樣產品： 電線外皮、光纖外皮、鞋、手袋、袋、飾物、招牌與廣告牌、建築裝潢用品、傢俱、掛飾、滾輪、喉管、玩具（如有名的義大利「Rody」跳跳馬）、門簾、卷門、輔助醫療用品、手套、某些食物的保鮮紙、某些時裝等。 PVC用自由基加成聚合方法制備，聚合方法主要分為懸浮聚合法、乳液聚合法和本體聚合法，以懸浮聚合法為主，約佔PVC總產量的80%左右。將純水、液化的VCM單體、分散劑加入到反應釜中，然後加入引發劑和其它助劑，升溫到一定溫度後VCM單體發生自由基聚合反應生成PVC顆粒。持續的攪拌使得顆粒的粒度均勻，並且使生成的顆粒懸浮在水中。此外，還有用微懸浮法生產PVC糊用樹脂，產品性能和成糊性均好。
①懸浮聚合法使單體呈微滴狀懸浮分散於水相中，選用的油溶性引發劑則溶於單體中，聚合反應就在這些微滴中進行，聚合反應熱及時被水吸收，為了保證這些微滴在水中呈珠狀分散，需要加入懸浮穩定劑，如明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素、羥乙基纖維素等。引發劑多採用有機過氧化物和偶氮化合物，如過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環己酯、過氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二異庚腈、偶氮二異丁腈等。聚合是在帶有攪拌器的聚合釜中進行的。聚合後，物料流入單體回收罐或汽提塔內回收單體。然後流入混合釜，水洗再離心脫水、乾燥即得樹脂成品。氯乙烯單體應盡可能從樹脂中抽除。作食品包裝用的 PVC，游離單體含量應控制在1ppm以下。聚合時為保證獲得規定的分子量和分子量分布范圍的樹脂並防止爆聚，必須控制好聚合過程的溫度和壓力。樹脂的粒度和粒度分布則由攪拌速度和懸浮穩定劑的選擇與用量控制。樹脂的質量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表觀密度、孔隙度、魚眼、熱穩定性、色澤、雜質含量及粉末自由流動性等性能來表徵。聚合反應釜是主要設備，由鋼制釜體內襯不銹鋼或搪瓷製成，裝有攪拌器和控制溫度的傳熱夾套，或內冷排管、迴流冷凝器等。為了降低生產成本，反應釜的容積已由幾立方米、十幾立方米逐漸向大型化發展，最大已達到200立方米（釜式反應器）。聚合釜經多次使用後要除垢。以聚乙烯醇和纖維素醚類等為懸浮穩定劑製得的 PVC一般較疏鬆，孔隙多，表面積大，容易吸收增塑劑和塑化。
②乳液聚合法最早的工業生產 PVC的一種方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯單體外，還要加入烷基磺酸鈉等表面活性劑作乳化劑，使單體分散於水相中而成乳液狀，以水溶性過硫酸鉀或過硫酸銨為引發劑，還可以採用「氧化-還原」引發體系，聚合歷程和懸浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化穩定劑，十二烷基硫醇作調節劑，碳酸氫鈉作緩沖劑的。聚合方法有間歇法、半連續法和連續法三種。聚合產物為乳膠狀，乳液粒徑0.05～2μm,可以直接應用或經噴霧乾燥成粉狀樹脂。乳液聚合法的聚合周期短，較易控制，得到的樹脂分子量高，聚合度較均勻，適用於作聚氯乙烯糊，制人造革或浸漬製品。乳液法聚合的配方復雜，產品雜質含量較高。
③本體聚合法聚合裝置比較特殊，主要由立式預聚合釜和帶框式攪拌器的卧式聚合釜構成。聚合分兩段進行。單體和引發劑先在預聚合釜中預聚1h，生成種子粒子，這時轉化率達8%～10%，然後流入第二段聚合釜中，補加與預聚物等量的單體，繼續聚合。待轉化率達85%～90%，排出殘余單體，再經粉碎、過篩即得成品。樹脂的粒徑與粒形由攪拌速度控制，反應熱由單體迴流冷凝帶出。此法生產過程簡單，產品質量好，生產成本也較低。 PVC樹脂是一個極性非結晶性高聚物，密度： 1.380 g/cm3，玻璃轉變溫度：87℃，因此熱穩定性差，不易加工。不能直接使用，必須經過改性混配，添加相關助劑和填充物才可以使用。而因添加的相關助劑和填充物的種類和分數的不同，這就決定了所制備的PVC材料性能和要求是不一樣的。我們通常稱之為PVC配方，嚴格說來是PVC改性配方，而PVC只有經過改性才能使用。這一類常被歸類為高分子改性材料。高分子材料改性主要圍繞通用塑料的高性能化、單組分材料向多組分材料復合材料轉變（合金、共混、復合）、賦予材料功能化、優化性能與價格等方面的研究。改性方法主要是化學改性、填充改性、增強改性、共混改性以及納米復合改性。改性基本原理就是通過添加物賦予材料功能或者提高某些性能。 因此，PVC配方技術的高下，決定了一家工廠技術和生產能力的高下。
PVC一般先要改性造粒，用螺桿擠出機組制備成粒子後，塑化更充分，加工也更容易，尤其是工藝是注塑的產品。螺桿擠出機是塑料成型加工最主要的設備之一，它通過外部動力傳遞和外部加熱元件的傳熱進行塑料的固體輸送、壓實、熔融、剪切混煉擠出成型。螺桿擠出機無論作為塑化造粒機械還是成型加工機械都佔有重要地位嚴格來說，有著特殊要求的PVC製品，PVC改性配方，是根據客戶要求量身定做的。還有就是在PVC生產過程中共聚衍生，此類改性的品種有氯乙烯共聚物、聚氯乙烯共混物和氯化聚氯乙烯等 。 聚氯乙烯熱穩定性和耐光性較差。在150℃時開始分解出氯化氫，隨著增塑劑含量的多少發生不良反應。另外，顏料對PVC的影響，體現在顏料是否與PVC及組成PVC製品的其它組分發生反應以及顏料本身耐遷移性、耐熱性。著色劑中的某些成份可能會促使樹脂的降解。如鐵離子和鋅離子是PVC樹脂降解反應的催化劑。因此，使用氧化鐵（紅、黃、棕和黑）顏料或氧化鋅、硫化鋅和立德粉類白色顏料會降低PVC樹脂的熱穩定性。某些著色劑可能會與PVC樹脂的降解產物發生作用。如群青類顏料耐酸性差，故在PVC著色加工過程中，會與PVC分解產生的氯化氫發生相互作用而失去應有的顏色。因此就PVC著色而言，考慮到所用樹脂及相關助劑的特徵，結合顏料的特點。在選擇著色劑時應當注意以下幾個問題。
1、顏料中的某些金屬離子會促使聚氯乙烯樹脂熱氧分解如圖1。
測定方法為加有顏料聚乙烯加熱至180℃時的色相變化。由於顏料中含有金屬離子促使PVC分解加快，從而產生色相變化。同時，還要注意的是，同樣加入色淀紅可使PVC產生的色差不同，如含有鈣，色相差小；含錳則色相差大，這是由於錳等金屬促進PVC脫氯化氫所致。
硫化物類著色劑（如鎘紅、黃等）用於聚氯乙烯著色，可能因著色劑分解放出硫化氫。這類著色劑不宜與鉛穩定劑混用，以免生成黑色的硫化鉛。
2、顏料對聚氯乙烯電氣絕緣性影響
作為電纜材料的聚氯乙烯和聚乙烯一樣，應該考慮著色後的電性能。尤其是聚氯乙烯因其本身絕緣性較聚乙烯差，故顏料的影響就更大。說明，選擇無機顏料著色PVC對其電氣絕緣性較有機顏料為好（除爐黑、銳鈦型二氧化鈦外）。 遷移性僅發生在增塑PVC製品中，並且是在使用染料或有機顏料時。所謂遷移是在周圍溶劑中存在的部分可溶解的染料或有機顏料，通過增塑劑滲透到PVC製品表面，那些溶解的染（顏）料顆粒也被帶到製品表面上，這樣，導致接解滲色、溶劑滲色或起霜。
另一個問題是「結垢」。指著色劑在著色加工時，因為被著色物的相溶性差或根本不相容而從體系中游離出來，沉積在加工設備的表面（如擠出機的機筒內壁、口模孔內壁）上。 指顏料耐各種氣候的能力。其中包括可見光和紫外光、水分、溫度、大氣氯化作用以及製品使用期間所遇到的化學葯劑。最重要的耐候性，包括不褪色性、耐粉化性和物理性能的持久性。而有機顏料則因其結構不同有好有差。此外，在含有白色顏料的配方中，顏料的耐候性會受到較嚴重的影響。
顏料的褪色、變暗或色調變化，一般由顏料的反應基因所致。這些反應性基因，能與大氣中的水分或化學葯劑——酸、鹼發生作用。例如，鎘黃在水分和日光作用下會褪色，立索爾紅具有較好的耐光性，適合於大多數戶內應用，而在含有酸、鹼成分的戶外使用時嚴重褪色。
脫氯化氫的測定方法按JIS-K-6723，測定溫度180℃。以未著色的聚氯乙烯復合物脫氯乙烯的時間為基準，延長或阻緩時間以5%、10%間隔計，負值表示加速分解。 有著特殊要求的PVC材料，一般都需要從國外進口，在國外比較有名的有美國聯合碳化公司和北歐化工公司，隨著我國各大科研院所和生產單位的不斷研發和技術積累，國內PVC改性材料的配方設計、製造已經達到國際先進水平，涌現了以徐州漢永新材料有限公司等擁有自主知識產權的公司，已經完全取代國外進口材料，有不少產品已出口國外。