我國氯化聚氯乙烯產業特點及發展研究

摘 要：本文介紹了氯化聚氯乙烯的性能特點和生產工藝的發展歷程，對各自的優缺點進行了簡要的分析，之后介紹了我國氯化聚氯乙烯各個生產企業的概況及產業總體的發展情況，最后對我國氯化聚氯乙烯產業的發展提出了一些建議。

關鍵詞：聚氯乙烯；產業；發展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.018

作為聚氯乙烯（PVC）的一種下游產品，氯化聚氯乙烯（CPVC）由于在分子鏈中又引入了一個氯原子，氯含量、不規整性、分子鏈極性、分子間作用力都獲得了增強，相對分子質量提高，整體性能在PVC的基礎上又獲得了增強，例如拉伸強度上升了50%、玻璃化溫度（Tg）提高了50℃、維卡軟化點提高了20℃-40℃，與PVC相比最大的優勢是能在高溫狀態（100℃）下長期使用，另外還具有更為良好的耐化學藥品性、耐老化性、耐候性、以及阻燃、隔熱性。因此其使用范圍非常廣闊，其中在管材方面用量最大。

1 生產工藝

CPVC是PVC參與氯化反應后的產物，分子鏈中的氫原子被氯原子取代，按照氯化方式的不同CPVC的生產工藝可分為溶劑法、水相懸浮法和氣固相氯化法三種。溶劑法最早投入工業化生產，技術成熟且產品氯分布均勻，過程是將PVC加入到溶劑中，再依次加入引發劑、氯氣，進行氯化反應和一系列后處理工序，所得產品溶解性好，但其機械性能、耐熱性、熱穩定性不好，所以只能用作涂料、黏合劑。另外這種工藝只能使用疏松型的PVC進行氯化，能耗較高，且使用的溶劑多為四氯化碳、氯乙烷等高污染、高毒性的原料，極易造成污染，所以已被逐步淘汰。水相懸浮法則是目前的主流工藝，其過程是將粉末狀的PVC樹脂懸浮于水或鹽酸溶液中，再加入氯化助劑，通入氯氣，進行氯化反應，該工藝操作簡便，流程較短，而且靈活性較大，能通過調節氯氣的加入量控制產品的氯元素質量分數，滿足多種條件下的產品性能需求。缺點是每生產一噸CPVC，將產生20噸的酸性廢水，在環保方面壓力較大，也對該工藝的推廣造成不利影響。氣固相氯化法則是將干燥的粉末狀PVC和氯氣通入反應器或流化床中，在紫外線、溫度、等離子體等條件的引發下直接進行氯化反應。因為沒有反應介質，所以該工藝設備簡單、流程短、污染小，是將來CPVC工藝發展的方向，缺點是反應散熱困難、物料分散度低、氯化過程中產品易結塊、氯化過程較難控制、產品氯化度分布不均等，所以目前只有法國的Arkema公司將此工藝投入工業化生產，我國的杭州電化集團有限公司于2012年引入此技術。

2 我國CPVC產業發展現狀

華誼集團上海氯堿化工股份有限公司2011年以其自主研發的水相法CPVC生產工藝產出萬噸級的高性能CPVC，其后續產品的質量和性能均達到了國際先進水平，填補了我國在高端CPVC市場上的空白，目前該公司正在籌劃4萬噸/年的高性能CPVC項目，進一步拓寬市場。中國石化齊魯分公司在PVC新產品研發上擁有豐富的技術實力，于2014年制備出孔隙率高、吸氯速度快的PVC原料，以此為基體制備出的CPVC在加工性能、力學性能等方面都達到了國際先進水平，打破了外國產品對我國高性能氯化用PVC市場的壟斷。杭州電化集團是我國唯一一家擁有氣固相氯化法工藝的CPVC生產企業，也是唯一一家同時具備氯化、共混、擠出和造粒能力的工廠，除2012年引入氣固相氯化法之外，該公司還于2015年規劃了一條年產能達1.5萬噸的CPVC生產線。濰坊高信化工的2萬噸/年的高性能CPVC新裝置投產后，豐富了我國高性能CPVC的生產線，產品具有良好的耐熱性能、阻燃性能和抗沖擊性能，不僅能滿足大多數管材、板材等結構性材料的要求，還可用于消防管道系統，達到了國際先進水平。針對氣固相氯化法反應散熱難的問題，新疆天業與清華大學合作研發出了一款新的氣固相法CPVC循環流化床反應器，該反應器將氯的引發與取代分別置于反應器的不同位置進行，改善了氣固相氯化反應中的傳熱困難、顆粒結塊、氯化不均、物料返混等痼疾，基于此新疆天業已研發出了一套擁有自主知識產權的氣固相法CPVC工業化生產技術，目前正處于中試階段，產品已可滿足硬質管材的性能要求。

總體而言我國CPVC生產企業大多是在原有PVC裝置的基礎之上直接進行氯化的，氯化效果遠不如經過工藝設計的氯化用PVC，因此所得產品的聚合度和相對分子質量甚至低于氯化之前，性能自然落后于進口產品。在加工工藝方面，對于氯含量高于68%的CPVC我國企業暫時缺乏完善的加工技術，需要進一步的探索。

3 發展與建議

我國PVC年產能高達1800萬噸，CPVC的年產能不超過10萬噸，年需求量卻高達30萬噸，一方面是PVC的產能嚴重過剩，另一方面是大量的市場份額只能讓位于進口產品，而隨著CPVC在熱水管道、消防管道等方面的優異表現，正在逐步侵吞PVC的應用領域，市場前景十分廣闊，因此必須要加快發展我國的CPVC產業。

首先應當研發氯化用PVC的生產技術。在PVC的氯化過程中可能會發生分子鏈斷裂，不僅降低了相對分子質量，還在分子鏈的鏈端產生了不飽和鍵，降低產品的熱穩定性，同時PVC產品粉料的均勻度、孔隙度等指標也對氯化過程產生重大影響，因此生產氯化專用的PVC將對CPVC產業形成巨大推動力。

其次，大力推動PVC企業向CPVC的轉型。國際市場上CPVC取代PVC已是大勢所趨，而我國市場對此尚未形成統一的認識，多數企業仍在觀察之中，這也是我國CPVC產業發展緩慢的原因之一，所以應加大對CPVC的推廣力度，使其更快地進入消費者的視野。

最后，充分利用氣固相法技術。新疆天業氣固相法CPVC合成技術不僅擁有自主知識產權，也為化工領域內的環保清潔型技術樹立了良好的標桿，如其在國內得以被普遍接受，勢必將引領我國CPVC產業的一場革命。

參考文獻：

[1]祖其勝.氯化聚氯乙烯樹脂的工藝研究及其供需現狀[J].西部皮革，2017（01）：14.

[2]蔣琨，熊新陽.氣固相法合成氯化聚氯乙烯研究進展[J].聚氯乙烯，2015，43（11）：8-11.

[3]武海濤，高位杰，李偉斌，等.國內氯化聚氯乙烯產業發展現狀[J].山西化工，2017，37（05）：61-65.

[4]李飛.氯化聚氯乙烯生產工藝與市場分析[J].上海化工，2015，40（02）：29-31.

作者簡介：江羿鋒（1988-），男，陜西大荔人，本科，講師，研究方向：高分子材料與工程。