聚氯乙烯(聚氯乙烯)
聚氯乙烯,英文简称PVC(Polyvinylchloride),是氯乙烯单体(vinylchloridemonomer,简称VCM)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂;或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。PVC为无定形结构的白色粉末,支化度较小,相对密度1.4左右,玻璃化温度77~90℃,170℃左右开始分解 ,对光和热的稳定性差,在100℃以上或经长时间阳光曝晒,就会分解而产生氯化氢,并进一步自动催化分解,引起变色,物理机械性能也迅速下降,在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。工业生产的PVC分子量一般在5万~11万范围内,具有较大的多分散性,分子量随聚合温度的降低而增加;无固定熔点,80~85℃开始软化,130℃变为粘弹态,160~180℃开始转变为粘流态;有较好的机械性能,抗张强度60MPa左右,冲击强度5~10kJ/m2;有优异的介电性能。在建筑材料、工业制品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。
基本信息
- 中文名
聚氯乙烯
- 外文名
Polyvinyl chloride
- 颜色
微黄色
- 其他属性
半透明状有光泽
- 结构
-(CH2-CHCl)n-
研究简史
历史沿革
聚氯乙烯早在1835年就为美国V.勒尼奥发现,用日光照射氯乙烯时生成一种白色固体,即聚氯乙烯。
PVC在19世纪被发现过两次,一次是Henri Victor Regnault在1835年,另一次是Eugen Baumann在1872年发现的。两次机会中,这种聚合物都出现在被放置在太阳光底下的氯乙烯的烧杯中,成为白色固体。20世纪初,俄国化学家Ivan Ostromislensky和德国Griesheim-Elektron公司的化学家Fritz Klatte同时尝试将PVC用于商业用途,但困难的是如何加工这种坚硬的,有时脆性的的聚合物。
1912年, 德国人Fritz Klatte合成了PVC,并在德国申请了专利,但是在专利过期前没有能够开发出合适的产品。
1926年, 美国B.F. Goodrich公司的Waldo Semon合成了PVC并在美国申请了专利。Waldo Semon和B.F. Goodrich Company在1926年开发了利用加入各种助剂塑化PVC的方法,使它成为更柔韧更易加工的材料并很快得到广泛的商业应用。
1914年发现用 有机过氧化物可加速 氯乙烯的聚合,1931年德国法该公司采用 乳液聚合法实现聚氯乙烯的工业化生产。1933年W.L.西蒙提出用高沸点溶剂和磷酸三甲酚酯与PVC加热混合,可加工成软 聚氯乙烯制品,这才使PVC的实用化有了真正的突破。英国卜内门化学工业公司、 美国联合碳化物公司及固特里奇化学公司几乎同时在1936年开发了氯乙烯的悬浮聚合及 PVC的加工应用。为了简化生产工艺,降低能耗,1956年法国圣戈邦公司开发了 本体聚合法。1983年,世界总消费量约11.1Mt,总生产能力约17.6Mt;是仅次于聚乙烯产量的第二大塑料品种,约占塑料总产量的15%。中国自行设计的 PVC生产装置于1956年在辽宁 锦西化工厂进行试生产,1958年3kt装置正式工业化生产,1984年产量530.9kt。
PVC是三十年代初实现工业化的。从三十年代起,在很长的时间里,聚氯乙烯产量一直在世界塑料用量中占居第一位。六十年代后期,聚乙烯取代了聚氯乙烯。现聚氯乙烯塑料虽退居第二位,但产量仍占塑料总产量的四分之一以上。
六十年代以前,单体氯乙烯的生产基本是以电石乙炔为主,由于电石生产需耗大量电能和焦炭、成本高。六十年代初乙烯氧氯化法生产氯乙烯工业化后,各国转向了以更便宜的石油为原料。另外,由于聚氯乙烯的原料很大部分(约57%重量)是制碱工业必然伴生副产物氯气,不仅原料来源丰富,而且也是发展氯碱工业、平衡氯气的很重要的产品之一。所以聚氯乙烯在塑料中的比重虽有下降,但仍保持了较高的增长速度。
聚氯乙烯塑料制品应用非常广泛,但在七十年代中期,人们认识到聚氯乙烯树脂及制品中残留的单体氯乙烯(VCM)是一种严重的致癌物质,无疑在一定程度会影响聚氯乙烯的发展。不过人们已成功地通过汽车等途径降低残留的VCM,使聚氯乙烯树脂中VCM会含量小于10ppm,达到卫生级树脂要求,扩大了聚氯乙烯的应用范围。甚至可使树脂中的VCM含量小于5ppm,加工后残留的VCM极少。对人体基本无害,可用作食品药包装和儿童玩具等。
发展前景
1 聚氯乙烯树脂行业发展趋势
我国 聚氯乙烯树脂消费主要集中在华南和华东两个地区,广东、 浙江、福建、山东和江苏等省份的消费合计约占全国总消费量的70.0%,其中,广东和福建省市场需求量最大,但产能不足,进口聚氯乙烯树脂所占比例较高;江苏、山东和浙江省聚氯乙烯树脂加工工业比较发达,三省的消费量约占国内总消费量的34.0%;华北地区产销基本平衡。随着中西部地区开发力度的加强以及大规模基础设施的兴建,中西部聚氯乙烯树脂的消费量将会逐渐增加。
2 需求预测
聚氯乙烯树脂行业属于基础型和能源密集型产业,受需求和能源价格影响较大,同时又是基础化工原料,因此与经济发展关联也非常紧密。从2012年的情况来看,由于国内聚氯乙烯树脂产能仍不断减少,而下游需求增长相对缓慢,加之出口受阻,进口增加,因此国内聚氯乙烯树脂企业整体开工率不高,产能闲置数量较大,市场价格也始终保持中低位徘徊,价格波动区间减小,另外,聚氯乙烯树脂期货的上市在一定程度上增加了聚氯乙烯树脂市场价格波动的不确定性。我国聚氯乙烯树脂行业仍将处于一个较为艰难的整合期,将有多种因素影响到我国未来聚氯乙烯树脂的发展。
3 出口问题
① 成本壁垒
PVC属于基础 化工原料,产品差异性较小,在国内完全竞争的市场格局下,成本高低是影响企业竞争能力的最主要因素。由于行业特性,原材料和能源在产品成本中占有较高比重。 石油乙烯法的成本主要受石油价格影响;电石法的生产成本主要受电石成本影响,一般而言,电石成本占PVC 成本的70%左右,而电力成本又占到电石成本的60%左右,由于我国西部电力资源丰富,电价相对较低,与东部电石法生产企业相比,西部电石法生产企业在成本方面具有一定优势。而具备资源秉赋,配套电石生产的企业,将构筑更加坚实的成本壁垒。
② 产业政策壁垒