混合法PVC糊树脂生产工艺主要是集乳液聚合和微悬浮聚合于一体,在整个反应过程中要加入经过乳液聚合后的种子和其他乳化剂、引发剂、各种助剂及VCM一起参与反应。混合法用C16和C18混合直链醇与十二烷基或月桂酸胺组成乳化剂形成微小乳液,聚合反应主要在微滴中进行。乳液聚合后加入种子使整个粒径成为双峰分布。
工业生产的PVC分子量一般在5万~11万范围内,具有较大的多分散性,分子量随聚合温度的降低而增加,无固定熔点,80~85 ℃开始软化,130 ℃变为粘弹态,160~180 ℃开始转变为粘流态;有较好的机械性能,抗张强度60 MPa左右,冲击强度5~10kJ/m2;有的介电性能。PVC不溶于常见的溶剂,但在单体和某些氯化烃溶剂中会膨胀。
聚氯乙烯塑料制品应用非常广泛,但在七十年代中期,人们认识到聚氯乙烯树脂及制品中残留的单体氯乙烯(VCM)是一种严重的致癌物质,无疑在一定程度会影响聚氯乙烯的发展。不过人们已成功地通过增加螺旋板换热器等途径降低残留的VCM [3],使聚氯乙烯树脂中VCM会含量小于10 ppm,达到卫生级树脂要求,扩大了聚氯乙烯的应用范围。甚至可使树脂中的VCM含量小于5 ppm,加工后残留的VCM极少。对人体基本无害,可用作食品药包装和儿童玩具等。
根据氯乙烯单体的获得方法来区分,可分为电石法、乙烯法和进口(EDC、VCM)单体法(习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法)。
PVC用自由基加成聚合方法制备,聚合方法主要分为悬浮聚合法、乳液聚合法、本体聚合法和微悬浮聚合法,以悬浮聚合法为主,约占PVC总产量的80%-82%左右,其次是乳液聚合法,约占PVC总产量的10%-12%,然后是本体聚合法,约占8%。悬浮法和本体法得到的颗粒结构相似,平均粒径为100~160微米。乳液法和微悬浮法生产得到的粒径大约为0.2微米和1微米。只有少量涂料用聚乙烯共聚物才用溶液法制备。将纯水、液化的VCM单体、分散剂加入到反应釜中,然后加入引发剂和其它助剂,升温到一定温度后VCM单体发生自由基聚合反应生成PVC颗粒。持续的搅拌使得颗粒的粒度均匀,并且使生成的颗粒悬浮在水中。此外,还有用微悬浮法生产PVC糊用树脂,产品性能和成糊性均好。
PVC树脂是一个极性非结晶性高聚物,密度:1.38 g/cm3,玻璃转变温度:87℃,因此热稳定性差,不易加工。不能直接使用,经过改性混配,添加相关助剂和填充物才可以使用。而因添加的相关助剂和填充物的种类和分数的不同,这就决定了所制备的PVC材料性能和要求是不一样的。我们通常称之为PVC配方,严格说来是PVC改性配方,而PVC只有经过改性才能使用。这一类常被归类为高分子改性材料。高分子材料改性主要围绕通用塑料的化、单组分材料向多组分材料复合材料转变(合金、共混、复合)、赋予材料功能化、优化性能与价格等方面的研究。改性方法主要是化学改性、填充改性、增强改性、共混改性以及纳米复合改性。改性基本原理就是通过添加物赋予材料功能或者提高某些性能 [7]。因此,PVC配方技术的高下,决定了一家工厂技术和生产能力的高下。
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