聚氯乙烯简介

http://www.sina.com.cn 2009年03月05日 00:40 新浪财经

　　聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride)，简称PVC，是我国重要的有机合成材料。其产品具有良好的物理性能和化学性能，广泛用于工业、建筑、农业、日用生活、包装、电力、公用事业等领域。

　　从产品分类看，PVC属于三大合成材料(合成树脂、合成纤维、合成橡胶)中的合成树脂类，其中包括五大通用树脂，聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、ABS树脂。

　　一、聚氯乙烯简介

　　聚氯乙稀是一种无毒、无臭的白色粉末。化学稳定性很高，具有良好的可塑性。除少数有机溶剂外，常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50~60%的硝酸及20%以下的烧碱，对于盐类亦相当稳定；PVC的热稳定性和耐光性较差，在140℃以上即可开始分解并放出氯化氢(HCl)气体，致使PVC变色。电绝缘性优良，一般不会燃烧，在火焰上能燃烧并放出HCl，但离开火焰即自熄，是一种“自熄性”、“难燃性”物质。主要用于生产透明片、管件、金卡、输血器材、软、硬管、板材、门窗、异型材、薄膜、电绝缘材料、电缆护套、输血料等。

　　聚氯乙烯由氯乙烯单体通过自由基聚合而成，聚合度n一般在500~20000范围内，其分子结构式如下：

　　二、聚氯乙稀的分类及表示方法

　　1、聚氯乙稀的分类

　　根据生产方法的不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。通用型PVC树脂是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的；高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中加入链增长剂聚合而成的树脂；交联PVC树脂是在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。

　　根据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口(EDC、VCM)单体法(习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法)。

　　根据聚合方法，聚氯乙烯可分为四大类：悬浮法聚氯乙烯，乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。悬浮法聚氯乙烯是目前产量最大的一个品种，约占PVC总产量的80%左右。下面图表列出这四种聚氯乙烯的基本特性。

　　图表1：聚氯乙烯树脂

品种	悬浮法	乳液法	本体法	溶液法
特性	不含金属离子，有良好的电绝缘性及热稳定性	颗粒较细，含杂质较多，电绝缘性及热稳定性不及悬浮法	含杂质极少纯度高。热稳定性和电绝缘性优于悬浮法	含杂质极少纯度高，成本高，价格高。聚合物的分子量不高

　　2、聚氯乙稀的命名

　　悬浮法聚氯乙烯按绝对黏度[1]分六个型号：XS-1、XS-2……XS-6；XJ-1、XJ-2……、XJ-6。型号中各字母的意思：X-悬浮法；S-疏松型；J-紧密型；下面图表为国产悬浮法聚氯乙烯的特性。

　　图表1：悬浮法聚氯乙烯树脂

树脂型号	绝对黏度， mPa · s	平均聚合度	树脂型号	绝对黏度， mPa · s	平均聚合度
XS-1 XJ-1	>2.10	≥ 1340	XS-4 XJ-4	1.70 ～ 1.80	850 ～ 980
XS-2 XJ-2	1.90 ～ 2.10	1110 ～ 1340	XS-5 XJ-5	1.60 ～ 1.70	720 ～ 850
XS-3 XJ-3	1.80 ～ 1.90	980 ～ 1110	XS-6 XJ-6	1.50 ～ 1.60	590 ～ 720

　　乳液聚合生产所得的聚氯乙烯称乳液法聚氯乙烯(Emulsion poly-merixation)。它是糊状树脂，分子量较高，颗粒较细。乳液法聚氯乙烯的型号为RH-x-y,其中R-乳液法；H-糊状树脂；x-树脂烯溶液的绝对黏度；y-糊黏度[2] 。x分1、2、3型，1型绝对黏度为2.01-2.4mPa·s，2型绝对黏度为1.81～2.00mPa·s，3型绝对黏度为1.60～1.80mPa·s。y分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号，Ⅰ号糊黏度不大于3,000mPa·s，Ⅱ号糊黏度为 3000～7000mPa·s，Ⅲ号糊黏度为7,000～10,000mPa·s。

　　本体法聚氯乙烯[palyvinyl chloride(bulk polymerization)]我国已有生产，四川宜宾天原、内蒙古海吉两家企业，该方法产品透明度和绝缘性高于其它方法。溶液聚合聚氯乙烯树脂多用于表面涂层方面。在度温20～30℃或0℃以下的低温下进行悬浮法、乳液法或本体法聚合均称低温聚合。低温聚合的聚氯乙烯分子量高、结晶度高、结构规整性好，玻璃化温度高，耐热性、耐溶剂性好。但比普通聚氯乙烯难加工，冲击强度稍低，用作纤维及特殊塑料制品。

　　[1]指1%的1,2-二氯乙烷溶液，20℃测定的黏度。

　　[2]指聚氯乙烯与邻苯二甲酸二辛酯为1:1,在25℃放置24小时测定的黏度。

　　三、聚氯乙烯生产工艺的比较

　　我国PVC产量自20世纪90年代以来有了快速发展，但仍然赶不上发展更快的PVC制品加工需求，自给率只能保持在70%左右。需求的旺盛，国内乙烯资源的不足，反倾销终裁后进口量的下降，国际原油和石化产品的价格不断上升使乙烯法生产成本相应升高，也使得电石法成为许多企业的首选工艺。

　　随着近五年国际原油价格的居高不下，以石油天然气路线制聚氯乙烯的工艺路线将会受到乙烯供应的限制及成本的影响，近一段时期内，在市场竞争上不如电石法PVC价格低。目前我国PVC生产以电石法为主。根据我国现有能源结构和PVC行业国内竞争力的状况分析，今后西部地区(包括宁夏)建设电石法PVC项目尚有竞争优势，但也不容乐观。

　　1、电石法与乙烯法原料路线不同，前者约耗电3000KWH/T(包括制氯气，氢气用电，)约耗电石1.5T/T，后者约耗电3000KWH/T，约耗乙烯0.5T/T。电石耗电约3500KWH/T，因此，电石法PVC实际上以电为主要原料，综合耗电约8250KWH/T。所以，供电与电价是电石法PVC生产的关键所在。从自备热电平衡的角度出发，将大大缩减PVC的生产成本。在建设周期尚不能同步的情况下，可先期收购并改造发电机组，为一期工程供电供汽，考虑正常发电利润(约8%)的电力成本比网上供电价格要低50%左右，从而保证了把电石法PVC成本控制在较低的范围内的目标，与乙烯法PVC比较具有相当的市场价格竞争力。

　　2、电石法与乙烯法PVC相比，前者生产中有一种副产品：电石渣浆，即含20%左右Ca(OH)2 的饱和溶液，可用其作为发电烟气的脱硫剂，而剩余的部分可以进行压滤，其中Ca(OH)2 96%以上的固相用于生产水泥，其含Ca(OH)2 5%左右的液相全部回收使用。现在有一种干法乙炔生产技术值得关注，可以较好的改善生产过程对社会环境的影响，特别是节水、减少固体及气体废物的排放量，降低对电的使用量。

　　3、大规模和联合生产是实现清洁工艺的基本条件。实际上，电石法PVC三废的处理技术上是基本成熟的。只是，以前电石法PVC企业主要分布在西部地区，规模小，实力差，技术落后，没有经济能力去解决。大规模和联合生产不仅具备综合利用，变废为宝，大幅度降低三废处理条件，还可为社会提供具有可观效益的产品。如用电石渣做水泥，20万吨/年规模可以保本，100万吨/年的规模可盈利。西部的电石法PVC生产企业有望成为电石法PVC清洁生产工艺的开拓者。此外，从可持续发展的理念出发，采取诸如膜过滤，生化处理等技术达标排放。

　　不管是电石法还是乙烯法PVC生产路线，最后都是由氯乙烯单体聚合生成PVC。氯乙烯单体合成方法主要有乙炔法、联合法、烯烃法、乙烯氧氯化法、乙烷一步氧氯化法五种，我国目前普遍采用的为乙炔法(电石法)和乙烯氧氯化法两种。当前我国氯碱工业大部分采用电石法生产PVC以平衡氯气。虽然此法耗能较高，但因此方法具有投资低，设备简单、转化率及产品纯度较高等特点，所以，电石法在我国PVC生产中占有很大比例。