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,貴州大學(xué)材料與冶金學(xué)院教師∶魯圣軍2011.9.25,聚氯乙烯制備及應(yīng)用第一講緒論,明德至善博學(xué)篤行,主要內(nèi)容,一、塑料定義、成分、通用塑料二、聚氯乙烯三、氯堿工業(yè)合成氯化氫四、氯乙烯的制備4.1乙烯氧氯化法4.2乙炔法4.3混合烯炔法五、PVC與國民經(jīng)濟的關(guān)系六、PVC主要應(yīng)用領(lǐng)域,一、塑料,1.1定義根據(jù)美國材料試驗協(xié)會所下的定義，塑料乃是一種以高分子量有機物質(zhì)為主要成分的材料，它在加工完成時呈現(xiàn)固態(tài)形狀，在制造以及加工過程中，可以借流動(flow)來造型。,一、塑料,1.2成分塑料的主要成分是合成樹脂。樹脂這一名詞最初是由動植物分泌出的脂質(zhì)而得名，如松香、蟲膠等，目前樹脂是指尚未和各種添加劑混合的高聚物。樹脂約占塑料總重量的40%～100%。塑料的基本性能主要決定于樹脂的本性，但添加劑也起著重要作用。,1.2成分有些塑料基本上是由合成樹脂所組成，不含或少含添加劑，如有機玻璃、聚苯乙烯等。所謂塑料，其實它是合成樹脂中的一種，形狀跟天然樹脂中的松樹脂相似，但因經(jīng)過化學(xué)手段進行人工合成，而被稱之為塑料。塑料可區(qū)分為熱固性與熱塑性二類，前者無法重新塑造使用，后者可一再重復(fù)生產(chǎn)。,課后任務(wù),有機玻璃？,一、塑料,1.3通用塑料一般是指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價格便宜的塑料通用塑料有五大品種，即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及ABS。它們都是熱塑性塑料。,課后作業(yè),聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及ABS單體、結(jié)構(gòu)式、主要應(yīng)用領(lǐng)域,二、聚氯乙烯,Polyvinylchloride，簡稱PVC樹脂是由氯乙烯（VinylChloride，簡稱VC）單體聚合而成的熱塑性高聚物。其分子結(jié)構(gòu)式為：,三、氯堿工業(yè)合成氯化氫,氯堿工業(yè)？,氯堿工業(yè),工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱為氯堿工業(yè)。氯堿工業(yè)是最基本的化學(xué)工業(yè)之一，它的產(chǎn)品除應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)本身外，還廣泛應(yīng)用于輕工業(yè)、紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)以及公用事業(yè)。,制備氯化氫,2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2條件：電解H2+Cl2==2HCl條件：點燃,四、氯乙烯的制備,4.1乙烯氧氯化法六十年代以來，隨著石油化工的發(fā)展，乙烯產(chǎn)量大幅度增長，氯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)已發(fā)展到乙烯氧氯化法。由于該工藝路線具有原料價格低廉、豐富，氯化氫得到合理利用，產(chǎn)率高，質(zhì)量好的特點，迅速取代了各種落后的生產(chǎn)方法，成為當今世界氯乙烯生產(chǎn)的主流。,五、氯乙烯的制備,4.1乙烯氧氯化法目前世界各國多采用三步法，包括乙烯直接氯化生成二氯乙烷：二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氫，裂解產(chǎn)生的氯化氫與乙烯、氧進行氧氯化反應(yīng)生成二氯乙烷這三步反應(yīng)。該工藝特點就是利用氧氯化反應(yīng)來平衡裂解產(chǎn)生的氯化氫，使之生成可繼續(xù)裂解的二氯乙烷，從而使氯得到了完全利用。,四、氯乙烯的制備,4.1乙烯氧氯化法CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2ClClCH2CH2Cl─→CH2=CHCl+HCl2CH2=CH2+4HCl+O2─→2ClCH2CH2Cl+2H2O,四、氯乙烯的制備,4.2乙炔法①以石灰石，焦碳，水為原料合成乙炔,,？,CaCO3=CaO+CO22CaO+5C=2CaC2+CO2CaC2+2H2O=CH≡CH+Ca（OH）2,4.2乙炔法②在氯化汞催化劑存在下，乙炔與氯化氫加成直接合成氯乙烯,四、氯乙烯的制備,4.3混合烯炔法該法是以石油烴高溫裂解所得的乙炔和乙烯混合氣（接近等摩爾比）為原料，與氯化氫一起通過氯化汞催化劑床層，使氯化氫選擇性地與乙炔加成，產(chǎn)生氯乙烯。分離氯乙烯后，把含有乙烯的殘余氣體與氯氣混合，進行反應(yīng)，生成二氯乙烷。經(jīng)分離精制后的二氯乙烷，熱裂解成氯乙烯及氯化氫。氯化氫再循環(huán)用于混合氣中乙炔的加成。,4.3混合烯炔法,五、PVC與國民經(jīng)濟的關(guān)系,化學(xué)工業(yè)、石油化工、鋁行業(yè)等作為基礎(chǔ)行業(yè)，其發(fā)展速度與國民經(jīng)濟密切相關(guān)；而燒堿是化學(xué)工業(yè)最大、最基礎(chǔ)的原料，全球燒堿總量39%消費在化學(xué)工業(yè)；由于聚氯乙烯分子量的53％是氯，能消耗氯堿生產(chǎn)中30%的氯氣，是氯堿平衡中的主要杠桿；因此，聚氯乙烯對于氯堿行業(yè)、化學(xué)工業(yè)以及國民經(jīng)濟的發(fā)展有著舉足輕重的地位。,PVC是我國第一、世界第二大通用型合成樹脂材料，由于具有優(yōu)異的難燃性、耐磨性、抗化學(xué)腐蝕性、綜合機械性、制品透明性、電絕緣性及比較容易加工等特點，目前，PVC已經(jīng)成為應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛的塑料品種之一，在工業(yè)、建筑、農(nóng)業(yè)、日常生活、包裝、電力、公用事業(yè)等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。,六、PVC主要應(yīng)用領(lǐng)域6.1一般軟制品,利用擠出機可以擠成軟管、電纜、電線等。利用注射成型機配合各種模具，可制成塑料涼鞋、鞋底、拖鞋等。,聚氯乙烯電線,6.2薄膜熱合加工成包裝袋、雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具等。寬幅的透明薄膜可以供溫室、塑料大棚及地膜之用。,聚氯乙烯(PVC)防水卷,PVC薄膜PVC與添加劑混合、塑化后，利用三輥或四輥壓延機制成規(guī)定厚度的透明或著色薄膜，用這種方法加工薄膜，成為壓延薄膜。也可以通過剪裁，熱合加工包裝袋、雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具等。寬幅的透明薄膜可以供溫室、塑料大棚及地膜之用。經(jīng)雙向拉伸的薄膜，所受熱收縮的特性，可用于收縮包裝。,6.3涂層制品有襯底的人造革是將PVC糊涂敷于布上或紙張上，然后在100℃以上塑化而成。也可以先將PVC與助劑壓延成薄膜，再與襯底材料加熱壓合而成。無襯底的人造革則是直接由壓延機壓延成一定厚度的軟質(zhì)薄片，再壓上花紋即成。人造革可以用來制作皮箱、皮包、書的封面、沙發(fā)及汽車的座墊等。還有地板革，用作建筑物的鋪地材料。,PVC人造革,6.4硬管和板材,硬管、異形管、波紋管，用作下水管、引水管、電線套管或樓梯扶手,給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管件,6.5塑鋼型材,塑鋼門窗即外觀為工程塑料聚氯乙烯（PVC）型鋼襯以增加強度的門窗。具有鋁合金門窗的外觀美，又具備鋼窗的強度。,塑鋼型材-優(yōu)點介紹,塑鋼型材只所以能大面積的推廣適用，并逐步取代木制和鋁門窗，和它的獨特優(yōu)勢是分不開的。塑鋼門窗較之鋁和木制門窗有以下優(yōu)勢：1、價格便宜2、色彩豐富3、經(jīng)久耐用4、保溫性能好5、防火性、電絕緣性,彩色共擠塑鋼型材,教學(xué)要求,一、努力學(xué)習(xí)高度自覺：看課本、參考書；查閱文獻，撰寫報告二、積極交流課堂老師，導(dǎo)師，師兄師姐，同學(xué)三、樹立遠大理想，培養(yǎng)對高分子材料的熱愛與激情,參考書,一、必要性大學(xué)學(xué)習(xí)需要高度的自覺性課堂教學(xué)知識量的不足二、參考書1、史悠彰.聚氯乙烯高分子化學(xué)的理論與實踐.浙江科學(xué)技術(shù)社.1988.102、嚴福英.聚氯乙烯工藝學(xué).化學(xué)工業(yè)出版社.1990.6,開設(shè)該課程的目標,PVC是最常用的通用塑料之一，通過學(xué)習(xí)了解PVC樹脂的生產(chǎn)原理、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品檢測方法、加工原理、加工設(shè)備、產(chǎn)品配方及改性方法，掌握高分子材料從生產(chǎn)、應(yīng)用到改性的基本的、系統(tǒng)的知識；理清高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)基本的學(xué)習(xí)、工作及科研思路。,,現(xiàn)在高等學(xué)校教育面臨的最大問題之一：學(xué)習(xí)興趣的缺乏學(xué)生不明白：為什么要學(xué)習(xí)大學(xué)里開設(shè)的課程大學(xué)學(xué)習(xí)與中學(xué)學(xué)習(xí)的差別中學(xué)學(xué)習(xí)：求學(xué)的壓力（壓力就是動力，生于憂患，死于安樂！日子不能太舒服！對自己狠點！）,我的大學(xué)生活觀,大學(xué)學(xué)習(xí)：高度的自覺性1、學(xué)習(xí)是非常辛苦、枯燥的事情特別是較系統(tǒng)、深入的理論學(xué)習(xí)2、上網(wǎng)、打游戲、聊天、看電影電視是非常輕松的事情人都有趨利避害的本能，適當?shù)姆潘墒欠浅ＵＥc必須的3、刻苦學(xué)習(xí)的重要性就業(yè)、生存及創(chuàng)業(yè)的決定因素之一機遇總是留給有準備的人,我的大學(xué)生活觀,在大學(xué)生涯中我們準備：健全的體魄健全的心智：少一點偏激、片面；自信；積極、正面的眼光與態(tài)度途徑：閱讀（腹有詩書氣自華）與交流：朋友、團體集體活動扎實、系統(tǒng)的專業(yè)知識：一生事業(yè)的堅實基礎(chǔ)（工作方向與大學(xué)專業(yè)即使不同：知識的學(xué)習(xí)方法、思維方法是一直的；學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)；自信心的培養(yǎng)）,我的大學(xué)生活觀,