氯乙烯(VCM)通过自由基聚合反应制成聚氯乙烯(PVC)塑料的过程如下:
单体准备
氯乙烯(VCM)是制造PVC的主要单体,通常以气体形式存在。
聚合反应
氯乙烯单体在引发剂(如过氧化物、偶氮化合物)的作用下,或者在光、热的作用下,按照自由基聚合反应机理进行聚合。
聚合反应可以采用不同的方法,包括悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法,其中悬浮聚合法是最主要的生产方法,约占PVC总产量的80%左右。
生产工艺
悬浮聚合法:将纯水、液化的VCM单体、分散剂加入到反应釜中,然后加入引发剂和其它助剂,升温到一定温度后VCM单体发生自由基聚合反应生成PVC颗粒。持续的搅拌使得颗粒的粒度均匀,并且使生成的颗粒悬浮在水中。
乳液聚合法:在乳化剂的作用下,VCM单体在水乳体系中聚合,形成PVC颗粒。这种方法适用于大规模生产,但产品粒度和性能可能不如悬浮聚合法均匀。
本体聚合法:VCM单体在无溶剂或少量溶剂的存在下进行聚合,反应过程较为复杂,通常用于生产高分子量和特殊性能的PVC产品。
后处理
聚合反应完成后,通常需要通过洗涤、干燥、筛分等步骤去除未反应的单体和杂质。
为了改善PVC的性能,如柔韧性、耐候性等,需要添加增塑剂、稳定剂、填料等辅助材料。
成型加工
PVC可以通过挤出、注塑、吹塑等多种方式进行加工成型,加工温度一般在160-200℃之间。
成型后的PVC产品可以应用于建筑材料、包装材料、管道、阀门、门窗等多种领域。
总结:
氯乙烯通过自由基聚合反应制成聚氯乙烯塑料,主要生产工艺包括悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法。通过添加不同的助剂和添加剂,可以调整PVC的性能,使其适用于各种应用需求。PVC的加工成型方法多样,包括挤出、注塑、吹塑等。