淺談聚氯乙烯的差異化發展

常帥

（天津大沽化工股份有限公司，天津 300455）

1 我國聚氯乙烯發展現狀

自2008年起，國內PVC產能增速已明顯減緩，但每年仍保持一定的增長。2014年底，國內聚氯乙烯產能達到2389萬t，國內聚氯乙烯產能首次出現負增長（如圖1）。國內聚氯乙烯行情持續低迷，生產廠家和中間商利潤空間被嚴重壓縮，這與國內產能嚴重過剩，產品結構過于單一有著直接的關系。普通樹脂產量的增長明顯高于下游需求的增長，市場難尋利好的支撐。在這種環境下，應尋求差異化發展，開發特種樹脂，提高產品附加值，為企業發展提供新的動力。

圖1 國內PVC產能及增幅情況

特種樹脂品種豐富，消費領域分布廣泛，目前全球特種和專用PVC樹脂牌號有3000多種，國外一些著名的PVC生產商產品牌號達到350種，同時還生產相當數量的特種PVC產品;初步統計，全球特種PVC樹脂總產能約562萬t，總產能和消費總量約占PVC總量的10%左右[1]。我國特種樹脂與國外相比起步較晚，特種樹脂種類少、產量低、質量差。主要有PVC糊樹脂（比例占64%）、氯醋樹脂（占9%）、消光樹脂（占3%）、超高聚合度樹脂（占6%）、超低聚合度樹脂（占6%）、聚偏氯乙烯（占2%）、氯化聚氯乙烯（占4%）及其他摻混樹脂（占6%）。

2 糊樹脂

PVC糊樹脂是未加工狀態下的聚氯乙烯的一種獨特液體形式，與懸浮法樹脂相比是高分散性粉狀物，粒度范圍一般在0.1～2.0μm(懸浮法樹脂粒度分布一般在20～200μm)。PVC糊樹脂因其高分散性，可適用于涂布、浸漬、噴涂、發泡等加工工藝，廣泛應用于人造革、手套、壁紙、玩具、日用裝飾材料、電器儀表和電工工具等諸多材料和制品領域[2]，如圖2。

圖2

2014年國內PVC糊樹脂產能超過150萬t/a，是亞洲地區最大生產國。我國PVC糊樹脂企業及產能情況為：天津渤天化工有限責任公司19萬t/a、沈陽化工股份有限公司13萬t/a、，上海氯堿化工股份有限公司10萬t/a、郴州華湘化工有限公司10萬t/a、安徽中鹽紅四方股份有限公司10萬t/a、新疆天業10萬t/a、內蒙伊東10萬t/a。

糊樹脂通常由乳液種子聚合法、微懸浮聚合法、混合懸浮法等制得。PVC乳液種子聚合主要由以下部分組成：1）化學助劑（乳化劑、引發劑）配制2）乳液種子制備：向種子釜中加入事先配制好的化學助劑、單體、無離子水等，而后升溫至反應溫度，當單體轉化率達到要求后回收單體，把種子膠乳通過過濾器送到種子貯槽進行貯存待用。3）聚合反應，聚合釜內加入熱水，各種助劑、種子膠乳后、乳化劑、氯乙烯單體等，控制聚合溫度直至VCM轉化率在85%左右，結束聚合反應。4）脫吸控制操作：膠乳在脫吸塔或脫吸釜內升溫進行回收VCM單體。5）干燥包裝：膠乳干燥多采用旋轉式霧化工藝，干燥后得到粉料樹脂，一般經過干研磨和過篩，包裝。

微懸浮聚合膠乳的顆粒是靠機械分散形成，聚合反應在單體液滴內進行，微懸浮聚合從反應機理上和普通懸浮聚合是一樣的，最大不同的單體液滴是靠乳化劑來穩定和保護，所以其流程和乳液聚合有很多相同之處，乳化劑用量不到乳液反應的一半，所以不發生乳化反應，后處理能耗減少。

混合法PVC糊樹脂生產工藝主要是集乳液聚合和微懸浮聚合于一體，在整個反應過程中要加入經過乳液聚合后的種子和其他乳化劑、引發劑、各種助劑及VCM一起參與反應[3]。

隨著國內產能快速增長，PVC糊樹脂已開始出現嚴重產能過剩，國外企業在生產通用糊樹脂的同時，幾乎都在生產摻混、氯醋等專用糊樹脂，而我國生產企業產品大部分是通用料，競爭激烈，利潤降低。因而發展國內緊缺的產品和高端產品是目前的當務之急。要不斷加大研發的力度，開拓PVC糊樹脂的應用范圍，使中國PVC糊樹脂的生產向系列化、高品質、高附加值、大規模、低成本方向發展[4]，以便大量取代進口高檔PVC糊樹脂產品。

3 氯化聚氯乙烯

氯化聚氯乙烯（CPVC）樹脂，是聚氯乙烯（PVC）與氯氣反應后制得高分子彈性體材料，氯質量分數將會從56.8%提升到60%～74%，含氯量的提高，讓CPVC具有更強的耐熱性、耐腐蝕性、阻燃性，廣泛應用于化工用管道、管件、填料，冷熱水用管道及管件，集輸用管材，電力電纜，消防要求嚴格的場合等。CPVC這一新的塑料材料越來越被重視，前景廣闊，用于硬質品占65%、電力電纜套管占15%、涂料及粘合劑占5%、樹脂改性及發泡材料占3%，其它占2%。

近年來，世界氯化聚氯乙烯的發展非常迅速，產量也快速增加。美國路博潤公司是全球最大的CPVC生產企業，產品在低導熱以及低可燃性CPVC樹脂和復合物技術上保持全球領先地位。國際上另一著名的CPVC樹脂生產商法國阿科瑪公司成功地開發出了氣相法CPVC樹脂生產技術。2012年我國CPVC產能僅為58.5 kt/a，隨著2014年7月份濰坊高信化工公司的20 kt/a新裝置正式投產，產能已達約95 kt/a[5]。我國主要CPVC生產企業情況如表1。

表1 我國主要的CPVC生產企業情況

根據氯化分散介質的不同，CPVC的生產工藝主要有3種:溶劑法、固相法和水相懸浮法[6]。

溶劑法由于使用氯仿或四氯化碳等有機溶劑毒性大,回收困難,因此造成環境污染。目前該法正逐步被淘汰。

氣固相氯化法是在常壓、干燥狀態下，將PVC粉料置于帶有捕集器的多室流化床中，由紫外線或光等引發PVC與氯氣直接進行氯化反應，尾氣HCl使用可靠技術回收。該工藝相對簡單，設備投資小，不需要離心機與干燥器，基本無“三廢”排放。

目前杭州電化集團有限公司、河北盛華化工有限公司、青海鹽湖海納化工有限公司氣固法氯化聚氯乙烯項目順利投產，均引進法國阿科瑪技術。

水相懸浮法CPVC生產工藝是將PVC樹脂懸浮于水中，添加各種助劑，通氯反應，氯化反應按自由基反應進行。主要由氯化、脫酸水洗、中和水洗、離心、干燥和計量、包裝等工序組成。水相法產品耐熱性和機械加工性能好，產品應用范圍廣，適合大規模生產。目前，國內外較大的CPVC生產企業均采用水相法生產，應用非常普遍。

我國CPVC生產與國外發達國家相比存在一定差距，技術落后，我國水相法技術盡管已經開發并工業化，但是規模較小，質量和產量還不能滿足國內市場需求；CPVC的配料研究不夠，產品牌號少，尤其是高性能、專用樹脂料不能生產，每年國內又需要進口大量CPVC成品。國內企業應加大應用研究力度，提升硬制品的加工技術水平，豐富硬制品配方品種，提高產品的附加值。隨著CPVC應用領域的開發，因其具有優異的耐酸、耐堿、耐化學腐蝕性，仍能保持很高的剛性，市場前景廣闊，具備很大發展空間。

4 聚偏氯乙烯

聚偏氯乙烯(PVDC)是偏氯乙烯與第二單體的共聚物，化學性質穩定，具有高阻氧、阻濕、耐熱的特性，被廣泛用于食品、藥品、化妝品的包裝領域。PVDC樹脂按照共聚單體的不同分為普通擠出用PVDC—VC樹脂、PVDC—MA樹脂和PVDC—AN樹脂，分別由VDC與VCM、MA和AN共聚而制成。

PVDC—VC樹脂主要加工腸衣膜、保鮮自黏膜、復合膜、食品袋,用于軍品包裝和火腿腸、方火腿等食品包裝；PVDC—MA樹脂也稱多層共擠膜用PVDC樹脂，該產品主要是與PE等材料共擠吹塑或共流延加工成多層復合膜，用于包裝食品、藥品、軍品、飲料及化妝品；PVDC—AN樹脂也稱纖維PVDC樹脂，具有良好的結晶和紡絲性能，被廣泛應用于制造假發、漁網絲、阻燃織物、人造草坪等[7]。

PVDC樹脂最早由美國陶氏化學公司實現工業化生產，也是目前世界最大的生產商，其他主要的生產廠商還有日本吳羽公司、旭化成公司、英國IC I公司等。我國PVDC的開發和應用起步較晚，但在食品包裝行業的發展速度迅猛。我國主要的PVDC生產企業[8]為：富巨塑膠有限公司2萬t/a、巨化股份有限公司電化廠1萬t/a、山東興魯化工股份有限公司1萬t/a、南通匯羽豐新材料有限公司1萬t/a。

懸浮聚合法是生PVDC樹脂的主要方法。該法的生產操作工藝過程是將VDC單體、共聚單體和引發劑的混合物，在分散劑的作用下，通過攪拌的作用在水相中分散成一定大小的液滴，在一定溫度下引發劑引發成自由基，從而引發聚合反應。在聚合反應進行到一定階段，調整聚合溫度，加入第二引發劑，并保持此溫度進行聚合。聚合反應完成后，將漿料送到氣提釜中，閃蒸回收未反應的VDC和VCM，回收單體經分離提純后再送去聚合，脫除單體的漿料經水洗、離心干燥后即可成品包裝。

目前，在發達國家PVDC系列產品市場消費量年均增長穩定。日本和韓國食品、藥品、化工產品，60%左右采用PVDC包裝材料，而在我國、印度、東南亞等國家，食品使用PVDC的包裝率只有約5%[9]。由于PVDC生產工藝復制、技術含量高，而且樹脂加工對機械設備技要求較高，目前，在中國PVDC系列產品的需求量雖每年在遞增，但在生產供應上，我國的對外依存度仍然較高。PVDC產業在我國具有良好的發展前景和市場前景。

5 建議

特種及專用PVC樹脂品種多，應用廣，是PVC行業技術水平提高的一個重要標志。目前，大部分特種及專用PVC樹脂還依賴進口，國內現有的樹脂品種少，產量低，規模化生產的非常少，同時推廣成本高，市場應用效果不理想。面對目前國內PVC行業大而不精、應用領域縮小、市場萎縮的問題，積極尋求差異化的產品，發展特種樹脂是國內企業積極尋求出路的正確方向。因此，PVC生產企業應加強行業上下游的信息交流，有效收集下游加工生產及需求方面的信息，與下游加工企業合作研究特種及專用樹脂的加工特性，合理選擇其品種進行配方和工藝設計；同時，應提高特種及專用PVC樹脂的質量，降低成本，形成各具特色的品種體系，增強市場競爭能力。

［1］葉由忠.特種PVC產業發展現狀及前景分析[J].中國氯堿,2013(1):9－13.

［2］駱雁,黃東.近年中國PVC糊樹脂發展狀況[J].中國氯堿,2012,(1):1－3.

［3］李玉芳,伍小明.聚氯乙烯糊狀樹脂生產及市場前景[J].江蘇氯堿,2009,(2):13-15.

［4］程傳政.我國PVC糊樹脂生產現狀及市場前景[J].安徽化工,2014(3):5-7.

［5］孫麗朋,袁輝志,王晶,張學明等.氯化聚氯乙烯樹脂的生產現狀及發展前景[J].齊魯石油化工,2014（04）：337-338.

［6］李玉芳.氯化聚氯乙烯樹脂的生產、應用及加工[J].聚氯乙烯,2009(1):1-2

［7］韓金銘,舒文曉.PVDC系列產品的生產技術及應用[J].聚氯乙烯,2009（07）：3-6.

［8］崔小明.聚偏二氯乙烯樹脂的生產和應用前景［J］.中國氯堿,2009(9):1－5.

［9］柳宏業，楊振軍，李艷輝，胡海峰.氯產品的行業現狀及技術進展[J].中國氯堿,2012(10):20-21.