CPVC專用PVC樹脂標準的制定分析

摘要:本文闡述了國內CPVC(氯化聚氯乙烯)研發方面存在的兩大技術難題:可供氯化專用PVC樹脂的研發和PVC的氯化工藝技術，此兩大技術難題嚴重制約著國內CPVC的發展。通過比對國外CPVC專利資料報道的參數，經反復多次試驗和探討，制定了CPVC專用PVC樹脂的三個新指標:粒徑100～300μm、孔隙率25～41%、比表面積5～8.5m2/g。

關鍵詞:CPVC 氯化專用PVC 樹脂標準 粒徑 孔隙率 比表面積

氯化聚氯乙烯(CPVC)又稱(聚)過氯乙烯，是由聚氯乙烯經氯化而得到的高分子化合物，具有良好的耐熱性、耐腐蝕性、防老化性、阻燃性和熱變形溫度較高等優點[1]，是近幾年來應用領域發展速度較快的新穎塑料材料。隨著CPVC制造技術日趨成熟，CPVC將部分取代通用級PVC成為對耐溫性、耐化學腐蝕性等有特殊要求的管材、板材、型材的新材料。美國、歐洲及日本等先進國家和地區，CPVC材料的研制和開發已經日趨成熟，CPVC塑料制品已具有一定的市場潛力。目前制約國內CPVC高氯含量產品生產的主要因素為技術不成熟，在中國這一龐大的塑料市場中，CPVC塑料尚屬新產品、新材料，其利潤空間和市場空間均很大。

通過查閱大量相關技術資料及國內外專利，總結出影響CPVC高氯含量主要有兩方面因素:可供氯化專用PVC的研發和CPVC的氯化工藝技術。以諾譽為首的國外生產CPVC廠家均有自己專用PVC產品供給，而我國PVC均為通用型產品，沒有一家可生產供氯化專用PVC樹脂。原料上的差異、氯化工藝技術水平的差異，導致CPVC產品質量相差甚遠，使我國僅能生產涂料、粘接劑級別的低氯含量的CPVC。因此研發CPVC合成技術應從研究專用PVC技術和氯化工藝技術兩方面著手。我們在查閱了大量文獻后認為，CPVC專用PVC在保持原通用級PVC性能情況下，重點提高PVC的開孔率、比表面積，消除包皮膠膜，保證一定的顆粒度三個參數。使氯原子取代PVC鏈上氫原子時有盡可能大的空間和接觸幾率，以及滲透到PVC顆粒內部足夠多的孔道，這樣才有可能使氯取代反應在PVC顆粒內外較易同時進行，從而提高氯的取代幾率，實現提高CPVC的氯含量。為了達到上述目的，我們對現有PVC聚合配方體系中的助劑進行性能優化匹配和添加了增孔劑、調整了工藝參數。經反復多次試驗和探討，比對國外專利資料報道的參數，最終確定了專用PVC開孔率和比表面積參數，形成了我公司CPVC專用高孔隙率、高比表面積專用PVC樹脂標準，主要內容如下(節選):

①執行PVC樹脂質量標準[2]GB5761-2006規定的所有指標及化驗方法。

②增加三個特殊指標:粒徑100～300μm、孔隙率25～41%、比表面積5～8.5m2/g。

而懸浮法通用型聚氯乙烯樹脂的粒徑約100～160μm、孔隙率為20～30%、比表面積可以達到2.3m2/g。我公司研發的CPVC專用PVC樹脂真正達到了高孔隙率、高比表面積的要求。

★ 粒徑的測定

檢測方法:激光法

檢測儀器:激光粒度分析儀

儀器型號:mioro-plus

儀器參數:粒徑測量范圍50nm-555μm，精密規格:<0.1%，激光發射器，接收器，(He-Ne)Laser，(633nm wavelength)，散射角范圍:0.03～135度，4秒鐘完成2000次標準信號采集，液相分散單元，微機控制系統。

★ 孔隙率的測定

檢測方法:水銀壓入法

檢測儀器:壓汞儀

儀器型號:AutoPore IV 9500

儀器參數:全自動壓汞儀，最大壓力3.3萬磅(228MPa)，孔徑測量范圍50埃度～1000微米，有一個高壓和兩個低壓站。

處理測量數據，系統自動計算出結果。

★比表面積的測定

檢測方法:水銀壓入法。

檢測儀器:壓汞儀

系統自動計算出比表面積。

平均測定結果的絕對誤差不大于0.1%，取平均測定結果的算數平均值為最終測定結果。

此標準的制定，為CPVC所用原料開發提供一個依據，該標準規定的技術指標，可在今后CPVC研制、生產過程中不斷完善。

參考文獻:

[1]王敏.氯化聚氯乙烯[J].化工之友，2001，2:29.

[2]鄧福平.合成樹脂生產工藝及標準全書[M].北京:中國化工出版社，2006.