聚氯乙烯是如何制成的?
在日常生活中,聚氯乙烯 (PVC) 无处不在,以各种形式的产品,如 24% 的管道、19% 的薄膜和片材、17% 的型材和管材、10% 的电线和管材、8% 的瓶子、5% 的地板产品、4% 涂层织物、2% 模塑制品和 2% 乙烯基制品。它是一种主要的塑料材料,广泛用于建筑、运输、包装、电气/电子和医疗保健应用。
日常生活中对PVC的需求!
我们使用 PVC 是因为;它们使生活更安全,带来舒适和快乐,并有助于保护自然资源。因此,当用于汽车部件时,PVC 有助于降低发生事故时受伤的风险。在时尚、家具和所有类型的室内外配件中,PVC 开辟了功能和设计机会,这些机会既具有视觉冲击力,又具有根本的实用性。简而言之,PVC 使我们能够过上更好、更丰富、甚至更美好的生活。
但 PVC 是谁以及如何被发现的?
PVC 于 1872 年由德国化学家 Eugen Baumann 意外合成。聚合物在暴露在阳光下的氯乙烯烧瓶中显示为白色固体。
PVC的化学性质
PVC 含有高含量 (57%) 的氯。 PVC 对酸、盐、碱、脂肪和醇具有化学耐受性。
PVC的热性能
PVC在温度达到140°C时开始分解,熔化温度在160°C左右开始。 PVC原料的热稳定性很差,为了保证产品的性能,需要在生产过程中加入热稳定剂。
制造过程
制造聚氯乙烯(PVC)涉及到
STEP 1] 二氯乙烷生产
STEP 2] 氯乙烯单体生产
STEP 3] 聚氯乙烯生产
第 1 步]
氯是通过电解从海盐中提取的,乙烯是从烃类原料中提取的。它们反应生成二氯乙烷(1,2-二氯乙烷)。
C2H4 + Cl2 =C2H4Cl2
乙烯+氯=二氯乙烷
第 2 步]
然后在高温炉或反应器中加热分解二氯乙烷。
C2H4Cl2 =C2H3Cl + HCl
二氯乙烷=氯乙烯单体+氯化氢
氯化氢与更多的乙烯在氧气存在下发生反应(这种反应称为氧氯化)。
2HCl + C2H4 + ½ O2 =C2H4Cl2 + H2O
这进一步产生二氯乙烷。生成的二氯乙烷按上式分解,氯化氢再次返回氧氯化。
C2H3Cl + HCl2 + H2O
将以上方程式加在一起可以显示整个反应:
2C2H4 + Cl2 + ½ O2 =2C2H3Cl +H2O
乙烯 + 氯气 + 氧气 =VCM + 水
第 3 步]
PVC 是使用一种称为加成聚合的工艺制成的。该反应打开了氯乙烯单体(VCM)中的双键,使相邻分子连接在一起形成长链分子。
nC2H3Cl =(C2H3Cl)n
氯乙烯单体=聚氯乙烯
应用程序
- 它用于污水管道和其他管道应用,其成本或易受腐蚀影响限制了金属的使用。
- PVC 强度高、重量轻、耐用且用途广泛,是窗型材的理想选择。
- 近 50 年来,PVC 已被用于数百种救生和保健产品,用于外科手术、药品、药物输送和医疗包装。
- PVC 为汽车行业带来了高性能品质和重要的成本优势。它用作室内门板和口袋、遮阳板、座椅覆盖物、顶篷、密封件、挡泥板、车身底部涂层、地板覆盖物、外侧成型和保护条以及防石损保护。
- PVC 通常用作电缆的绝缘材料。
- PVC 已广泛用于服装中,用于制造类似皮革的材料。
工业技术