淺析PVC改性特種樹脂CPVC

摘要：該文分析了我國PVC樹脂產能擴張情況下PVC特種改性樹脂CPVC的技術關鍵與應用前景，對特種樹脂CPVC的開發具有指導意義。

關鍵詞：CPVCPVC改性樹脂疏松專用樹脂前景

2003年以來我國PVC行業發展迅猛，至2007年我國的PVC產能達到1448萬噸，躍居世界第一。我國PVC 產業整體呈現出產能過剩的局面，但是產能擴張的道路仍然還在進行。就最新數據顯示，2010 年上半年包括PVC 糊樹脂在內我國擴建PVC 產能214.5 萬噸，2010 年下半年將擴建產能為244 萬噸。伴隨著目前國家調控政策的逐步實施，PVC特種改性CPVC樹脂開發前景廣闊。

氯化聚氯乙烯（CPVC）又名過氯乙烯，是由特定牌號的聚氯乙烯（PVC）與氯氣在引發作用下進行取代反應而制得的一種新型合成高分子材料，是一種白色或微黃色可流動固體粉末。基本性能與PVC相仿，但PVC樹脂經氯化改性后制得的CPVC，其耐熱性能、物理機械性能、化學穩定性能及阻燃性等獲得顯著改善，是一種質優價廉的工程塑料。

對生產CPVC樹脂的專用PVC樹脂的要求

CPVC樹脂是PVC樹脂經氯化改性后的產物，在生產過程中，為了提高CPVC樹脂的綜合性能，除改進氯化條件，提高氯化技術水平外，選用專用的PVC樹脂也是至關重要的。

專用PVC樹脂的生產，是在VC懸浮聚合配方中采用添加特殊助劑的方法，以達到以下的基本要求：

1、專用PVC樹脂的結構應盡可能疏松，以利于氯化反應。

2、專用PVC樹脂的皮膜盡可能地薄，以利于氯氣在PVC中的擴散，以及氯的深化，避免因表面氯含量高而造成的流動性差，粘性大，加工困難。

3、PVC專用樹脂的比表面積和孔隙度要有一個合適的比例。還有選用合適分子量的PVC樹脂，控制其K值或P值。

關于CPVC樹脂

CPVC是PVC的氯化產物，即PVC的氯化改性。PVC樹脂是生產CPVC樹脂的主要原料，它必須是疏松狀而不能選用緊密狀。由于CPVC樹脂的加工主要采用水相懸浮法，在這一過程中，由于氯氣在PVC樹脂中的擴散速率對PVC的氯化速率影響較大，所以要求PVC樹脂的皮膜盡可能薄，表面積大，因此生產CPVC的廠家應選用由特殊助劑懸浮合成的專用PVC樹脂來合成CPVC樹脂。CPVC制品的性能主要決定于CPVC樹脂，它的加工性能更是決定于CPVC樹脂，CPVC材料的應用和發展關鍵在于CPVC樹脂的生產工藝的改進和提高，且能夠得到專用PVC樹脂，從而能提供不但性能優良而且加工性能較好的CPVC樹脂。

CPVC的加工難度比PVC大，熔體加工粘度至少是PVC的２倍，熔融加工溫度也比PVC高，尤其是在注射加工時難度更大。一般PVC的氯含量為56～59%，CPVC為64～75%，隨著氯含量的增加，相應地CPVC的熔融粘度增加，軟化點升高，耐熱性能提高，密度增大，拉伸強度提高，同時脆性增大，沖擊強度下降，加工難度也增大。我們需要氯含量大于70%的高氯含量的CPVC樹脂表面氯含量較低，使其易于加工。

CPVC是聚氯乙烯的氯化改性，改性后的PVC可以達到二種不同的目的，一是提高熱變型溫度，增加剛性，提高化學穩定性，同時提高耐候性及難燃性，降低煙密度，這種產品通常用來制成產品，用于有特殊要求的場合；二是提高材料的溶解性能。這種產品俗稱過氯乙烯，主要用于生產粘合劑、涂料和氯綸化纖。

CPVC的氯化方法為水相懸浮（淤漿）氯化法。它的分子結構為：-CHCl-CHCl-CH2-CHCl- ，CPVC的性能決定于二個因素：氯的含量和氯在CPVC分子鏈上的分布。所以相同氯含量的CPVC會由于氯原子的分布不一樣而產生較大的性能差別。

由于PVC樹脂的區別及氯化條件的不同，CPVC樹脂的分子結構也不同。尤其是在氯化過程中所產生的斷縫、支化和交聯等現象，對CPVC樹脂的最終性能影響極大，同時對CPVC產品的成型加工性能影響也很大。

高性能材料-氯化聚氯乙烯（CPVC）的應用前景

CPVC系PVC的氯化改性，它有效地提高了PVC的使用溫度、耐化學穩定性、抗老化性及阻燃消煙性。綜合性能超過了一般ABS的性能。特別適用于一些對溫度及消防有特殊要求的場合，其發展前景十分廣闊。目前我國CPVC的應用尚處于開發階段，且在以下領域中顯示出明顯的應用優勢：

1、油田原油集輸用管材

CPVC管材的導熱系數僅為鋼管的1/200，原油在集輸過程中保溫性能很好，可節省大量的能源，另外CPVC管材摩擦系數小，在相同條件下其流量至少為鋼管的1.25倍，且重量輕，安裝快捷方便。它的優異的化學穩定性和耐溫性再加上塑料管固有的耐磨損及不結垢的優點，使得它在原油集輸中顯示出明顯的優勢，且使用壽命至少為鋼管的８倍。再經過玻纖（GF）纏繞包復增強，使用壓力可達到20～60MPa，可基本滿足低、中、高壓條件下的原油集輸。

2、化工用耐溫、耐腐蝕管道、板材及片材

CPVC良好的耐溫和耐化學侵蝕性，使得它能夠承受強酸、強堿及鹽水的腐蝕，且最高使用溫度可達95～98℃，它亦能滿足化工設備中所要求的機械強度。預期使用壽命可達50年。另外，CPVC材料氧指數大于≥50%，有極好的阻燃性和消煙性，是化工設備中需符合消防要求部分的理想材料。如果加工工藝可和安裝恰當，可使CPVC管材具有可靠的密封性能，解決化工生產中跑、冒、滴、漏的現象。總之，CPVC性能超過ABS和UPVC，并將是它們的取代產品。

3、熱水溫水用給排水管道

采用恰當的工藝和配方，CPVC可生產成大口徑管道，并可采用目前最可靠方便擴口承插柔性密封圈連接，這是PP-R、PE-X及鋁塑復合管等管道所無法實現的，因此，它在工業、礦山、建筑、電力溫泉浴場等行業中需輸送熱水溫水的場合具有較大的應用空間。

4、有嚴格消防要求的場合用材料

由于CPVC優良的阻燃性及消煙性，使得這一材料成為具有嚴格消防要求的塑料產品的首選，它包括電子電氣產品的包裝、建筑裝潢、交通設施（包括航空）等領域。其發展前景十分誘人。

5、高壓、超高壓電力輸送電纜護管

現代化城市的發展，要求埋地敷設電力輸送電纜，這就要求電纜護管具有優良的耐熱性、絕緣性、電纜的易敷設性及阻燃性。CPVC管材恰恰具有這些性能。目前已被一些先進國家廣乏應用于這一領域，我國也已開始這一方面的嘗試，且已被一些大中城市的電網改造選中采用。

綜上所述，CPVC這一新的塑料材料將在我國越來越被重視，它將作為塑料行業中新的發展趨勢，其前景不可估量。