PVC及其衍生物的新工艺、新用途介绍
摘 要： 文章介绍了近些年来PVC行业及CPVC行业的发展概况，浅述了PVC和CPVC的传统制备方法和应用。重点介绍了PVC热稳定性提升的新工艺以及PVC的新应用。并且也阐述了CPVC性能提高的方法以及其共混改性研究的概况。
关键词： PVC;CPVC;CPVC共混体系
1 PVC 新工艺和新用途介绍
1.1 国内 PVC 行业发展现状
PVC 是聚氯乙烯的缩写，五大通用树脂中 PVC 的产量排在第二位，是我国大力发展并且支持研发的一种塑料建材。现在我国各个行业处于经济转型阶段，PVC 行业也不例外。而且随着原料价格的上涨，收益也在不断的被压缩。目前我国制备PVC 的工业方法主要有两种 ：一种是乙烯法，这种方法就是利用乙烯为原料生产出氯乙烯，然后再进一步生产出 PVC ;另一种方法是电石法，电石法工业化的时间早于乙烯法的时间，但是因为其污染大，能耗高，现在已经慢慢的被淘汰了。
1.2 PVC 制备的新工艺
传统的制备 PVC 的方法有以下三种 ：(1)悬浮聚合法 ;(2)乳液聚合法 ：(3)本体集聚合法。这些传统方法制备出来的 PVC 虽然具有耐腐蚀、难燃、透明性好等特点，但是热稳定性差，而且在一般的加工温度下难以降解。随着人们环保意识的逐渐增强，要对 PVC 进行改造的声音就越来越大。到目前已经有很多学者对着一方面开展了不同的研究，着重提高其热稳定性和可降解性。
经过研究发现，理想结构的 PVC 热稳定性极好，但是现实生活中的 PVC 之所以热稳定性差是因为在工业生产中很难制备出理想的 PVC。一般来说现实生活中应用的 PVC 里面都有烯炳基氮等结构，这些结构的不稳定性导致了 PVC 的不稳定性。因此为了增强其稳定性，只能从加工工艺上来解决这一问题，从而减少不稳定基团的生成。但是由于这一条件要求过高，所以在实际生活中人们往往采用“热稳定剂”来提高 PVC的稳定性。一般传统的热稳定剂只需满足以下四个条件之一即可 ：(1)直接取代 PVC 的结构缺陷，消除不稳定结构 ;(2)能偶遇 PVC 热降解释放出的 HCl 反应，抑制 PVC 的热分解 ;(3)可和 PVC 热降解生成的共轭多烯加成，阻止其进一步反应 ：(4)可抑制自动氧化降解。但是传统的热稳定剂一般都含有 Pb、Cd 等有毒元素。因此开发一种新的热稳定剂是十分必要的。目前有种锌基无毒的热稳定剂正在开发中，虽然尚未取得在工业方面的应用，但是已经有一些不小的突破了。
1.3 PVC 的新应用
传统的 PVC 的用途已经十分广泛，包括建筑、工业、日用等各个方面。可以说现代工业 PVC 的影响巨大。正因如此，我国目前又在开发新型的 PVC 材料。改进的方向主要表现在以下两个方面 ：(1)经过对 PVC 材料的改性，通过添加一定的化学用剂，然后使用先进的增塑工艺，可以大大提高 PVC塑钢的性能，使其能够在电气系统中取代钢管 ;(2)将废弃的木纤维和塑料作为主要的原料，通过一定的手段经过加工之后可以制成新型的 PVC 用来代替木材。
2 CPVC 新工艺和新用途介绍
2.1 国内 CPVC 行业发展现状
CPVC 是由 PVC 氯化制得的衍生物。是一种新型的工程塑料，其应用前景广阔，它的主要优点是耐高温、力学性能优异、化学性能稳定、阻燃性能好、导热系数低等。CPVC 主要用于制造管材及在一定条件下充当腐蚀介质。现在的 CPVC 的生产基本上被国外垄断，国内只有两家公司能够掌握这一技术，但仍与国外有较大差距。
2.2 CPVC 制备的新工艺
传统的制备 CPVC 的方法有四种 ：(1)溶液法 ：采用有机溶剂为溶剂，例如，四氯化碳，将 PVC 溶解，配成均相溶液，在一定的外界条件下与氯气反应生成 CPVC ;(2)水相悬浮法 ：在盐酸或者水里融入 PVC，再加入助溶剂，然后在一定条件下通入氯气，经过脱酸、水洗、中和等步骤得到 CPVC 产物 ;(3)气固相法 ：将干燥 PVC 中通入氯气，然后在一定条件下制得 CPVC 树脂 ;(4)液氯法 ：采用一定量的液氯，在其中溶解 10%~20% 的 PVC，使其成为凝胶，然后再在一定的调节和步骤下制得 CPVC 产物。但是由这些方法制备出的 CPVC 还是有一定的提升空间。可以类比 PVC 的热稳定性提升。现在，在提升 CPVC 方面最常用的方法就是添加稳定剂、润滑剂、加工助剂等一些其他的助剂。其中添加稳定剂的原因是 CPVC 的加工温度一般较高，但是 CPVC 的对热十分敏感。加入润滑剂是因为 CPVC 熔体的粘度系数大，一般的注射成型会让其发生破裂。而加入加工助剂则是为了提高其塑化性能，传统的 CPVC 易破碎，微粒之间的相互作用极差。
2.3 CPVC 的新应用
CPVC 生产方法不止一种，因此生产出的 CPVC 就分成了两类，一类是均质 CPVC，其溶解性能好、机械性能差，一般涂料或者纤维的改性剂会采用均质 CPVC。另一种则是非均质CPVC，它的理化性能与均质 CPVC 相差较大。非均质 CPVC耐热性、耐腐蚀性、阻燃性能都十分优异。已经广泛地应用于化工、建材甚至于一些航空领域现在的研究更倾向于对 CPVC 的改性，而这其中又是以CPVC/PVC、CPVC/ABS 等共混体系研究为主。随着混合体系越来越向多元化发展，能够有效地提高 CPVC 的某些性能，不同的混合体系之间的调节配合也更加和谐。目前来说，不少实验室都制备出了性能更加优异的共混体系，但是距离工业化生产尚有一定的距离。希望我国能够尽快突破这一难关，真正的掌握制备优异性能的 CPVC 的工艺。
参考文献：
[1] 吴茂英.PVC热稳定剂的发展趋势与技术进展[J].塑料,2010(39):1-7.
[2] 解骢浩,朱跃统,熊毓文,徐婷婷.利用CPVC改善PVC共混料的性能[J].聚氯乙烯,2017(45):14-17.
[3] 皮红,周诗雨,郭少云.氯化聚氯乙烯的增韧改性[J].高分子材料科学与工程,2006(22):110-113.
[4] 张军锋,杨黎博,何旭东,康永.CPVC行业现状及其发展[J].聚氯乙烯,2017(45):5-9.
[5] 郎需霞.中国PVC行业现状及发展趋势(待续)[J].聚氯乙烯,2015(43):1-13.
[6] 周能,李飞,张遵.国内CPVC共混研究最新进展[J].中国氯碱,2017(10):19-25.
