氯乙烯懸浮聚合的基本配方由氯乙烯單體、水、油溶性引發(fā)劑、分散劑組成,但實際上還添加pH調(diào)節(jié)劑、分子量調(diào)節(jié)劑(主要用于低聚合度品種)、防粘釜劑、消泡劑等。根據(jù)疏松型和緊密型聚氯烯的要求不同,配方中的水和單體比在(1.2~ 2):1之間變動。氯乙烯懸浮聚合過程大致如下:將水、分散劑、其他助劑、引發(fā)劑先后加入聚合釜中,抽直空和充氮排氧,然后加單體,升溫至預定溫度聚合。在聚合過程中溫度和壓力保持恒定。后期壓力下降0.1~0.2MPa,相當于80%~85%轉(zhuǎn)化率,結(jié)束聚合。如降壓過多,將使樹脂致密。聚合結(jié)束后,回收單體,出料,經(jīng)后處理工序,即得聚氯乙烯樹脂成品。
氯乙烯聚合時,向單體轉(zhuǎn)移是主要的鏈終止方式,以致聚氯乙烯的聚合度(600~1600)與引發(fā)劑濃度無關,僅由溫度(45~65 oC來控制,溫度波動需控制在0.2~ 0.5 oC之內(nèi)。聚合速率主要由引發(fā)劑用量來調(diào)節(jié)。目前聚合釜的傳熱性能較好,多選用過氧化碳酸酯一類高活性引發(fā)劑,用量為0.02%~0.05%。如果采用高活性和低活性引發(fā)劑復合使用,且復合得當,如半衰期為2h,則可望接近勻速反應。勻速反應有利于傳熱和溫度的控制。聚氯乙烯-氯乙烯是部分互溶體系,形成兩相: 一相是溶脹有氯乙烯(約30%)的聚氯乙烯富相,成為聚合的主要場所,另一相是溶解有微量聚氯乙烯(<0.1%)的單體相,接近純單體。轉(zhuǎn)化率>70%時,單體相消失,體系壓力開始低于純氯乙烯的飽和燕氣壓,聚氯烯富相中氯乙烯繼續(xù)聚合。聚合至85%轉(zhuǎn)化率,結(jié)束反應,以免影響樹脂顆粒的疏松結(jié)構(gòu)。分散劑的性質(zhì)對聚氯乙烯顆粒形態(tài)的影響至關重要。選用明膠時,其水溶液表面張力較大(25°C為68 mN·m-1),將形成緊密型樹脂。制備疏松型聚氯乙烯時,要求個質(zhì)表面張力在50 mN·m-1以下則可將部分水解聚乙烯醇(水溶液表面張力為50~55 mN·m-1)和輕丙基甲基纖維素(水溶液表面張力為45~50 mN·m-1)復合使用,有時還添加第三組分。復合分散劑的配合雖然可以表面張力作部分參考,但多少還帶有經(jīng)驗技藝的成分。
PVC一般先要改性造粒,用螺桿擠出機組制備成粒子后,塑化更充分,加工也更容易,尤其是工藝是注塑的產(chǎn)品。螺桿擠出機是塑料成型加工主要的設備之一,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占有重要地位嚴格來說,有著特殊要求的PVC制品,PVC改性配方,是根據(jù)客戶要求量身定做的。還有就是在PVC生產(chǎn)過程聚衍生,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 [8]。
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、大氣氯化作用以及制品使用期間所遇到的化學藥劑。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(jié)構(gòu)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(diào)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藥劑——酸、堿發(fā)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,適合于大多數(shù)戶內(nèi)應用,而在含有酸、堿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。
聚氯乙烯屬于極性高聚物,對水等導電物質(zhì)親和力較大,故電阻較非極性的聚烯烴要小,但仍有較高的體積電陰和擊穿電壓。聚氯乙烯的極性基團直接附著在主鏈上,在玻璃化溫度以下,偶極鏈段受到凍結(jié)構(gòu)的主鏈原子的限制,不能移動,因而并不產(chǎn)生偶極化作用,可作室溫的高頻絕緣材料。作電線絕緣用時、懸浮樹脂的電氣絕緣性比浮液樹脂高10-100倍。降解產(chǎn)生的氯離子的存在會降低電絕緣性。
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(lián)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(chǎn)單位的不斷研發(fā)和技術(shù)積累,國內(nèi)PVC改性材料的配方設計、制造已經(jīng)達到國際水平,已經(jīng)完全取代國外進口材料,有不少產(chǎn)品已出口國外