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PVDC树脂的生产工艺及技术应用(一)

2024/3/28 12:32:43发布13次查看
pvdc树脂即聚偏氯乙烯树脂,又称氯偏树脂,纱纶树脂。它是指以偏二氯乙烯vdc(vinylidene chloride)为主要成分加入其他含不饱和双键的第二单体共聚而成的聚合物。由于pvdc树脂均聚物的结晶度高,加工温度和分解温度十分接近,无法加工,所以其均聚物无任何实用价值,必须加入其他单体改善加工性能[1]。因此,pvdc树脂一般指的是vdc含量较高的共聚物的泛称,其中偏氯乙烯的含量一般为30%~90%。目前市场上所使用pvdc树脂多指vdc单体(含量80%以上)和vc单体的共聚集物,少量的为vdc单体和丙烯酸脂类的共聚物。多采用悬浮法和乳液法生产。20世纪30年代末期美国dow化学公司开始对vdc和vc共聚及加工进行了广泛的研究,1947年实现了工业化生产,商品牌号为saran。日本于1948年开始研究,1954年投入工业化生产。现在全球pvdc树脂的主要生产厂家为美国的道化学公司、日本吴羽公司、旭化成公司等,3家公司的市场份额约为40%、30%和15%;其他的还有日本东亚合成、吴东电化等公司,全球pvdc树脂的实际生产能力约为110kt/a。我国自60年代初期开始研制pvdc共聚产品,锦西化工研究院、上海天原化工厂等都投入了相当的力量,曾开发过纤维树脂,因加工难度大及市场适应性较差,未形成商品。 1 pvdc树脂的结构和性能
1.1分子结构
pvdc树脂的分子结构为头尾相连的线性聚合链结构,分子由[ch2—ccl2]m—[ch2—chcl]n单元构成。属于嵌段共聚物。由于pvdc树脂的高分子链的规整度高,对称性强,主链大部分由[ch2—ccl2]构成,而 [ch2—ccl2]的侧基团的空间位阻小,极性大,形成氢键,因此结晶度高。pvdc树脂高分子链由于侧基团的相互排斥,其主体构象属较为典型的螺旋形,晶体构象属α-型单斜晶系[2];此外,由于热运动使晶系变化,故还有β(六方晶系)型等变态。用比热法对pvdc树脂进行分析,可发现2个明显的热吸收峰。pvdc树脂高分子链中因有[ch2—chcl]的存在,降低了侧链基团的极性和空间位阻效应,而具有一定的柔软性。
1.2 性能
悬浮法生产的pvdc树脂为白色球状粉末,相对粘度为1.46~1.58,树脂分子量mn为(5.5~6.8)×105。pvdc树脂具有良好的电缘性,不溶于水、汽油、酒精、氯乙烯等大部分有机溶剂,但可溶解于四氢呋喃等特殊溶剂中。pvdc树脂具有高强阻隔氧、水分的能力,在同等条件下,阻隔氧、水分能力约为pvc膜的200~1000倍,比ldpe膜高4000~20000
表1 偏氯乙烯—氯乙烯树脂性能
指 标 名 称
指 标
指 标 名 称
指 标
相对密度
1.65~1.75
冲击强度/kj/m2
100~150
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