聚氯乙烯的制备

背景及概述^[1][2]

聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride)，是由氯乙烯单体(Vinyl Chloride Monomer，简称VCM)聚合而成的高分子化合物。聚氯乙烯的制备方法中一般都需要以氯乙烯单体作为生产原料，然后经过聚合、汽提以及干燥制得聚氯乙烯，在我国聚氯乙烯的生产方法包括乙炔法生产聚氯乙烯与乙烯法生产聚氯乙烯两种工艺路线，由于我国是“贫油、富煤、少气”的现状，所以乙炔法生产氯乙烯制造的聚氯乙烯占据主导地位，目前用此法生产聚氯乙烯厂家主要集中在我国，占我国聚氯乙烯总量的70％。但是在实际生产中，电石法制1吨乙炔基需要3吨电石，以电石价格为2500元每吨计算，一吨乙炔至少需要价值7500元的原料电石，价格昂贵；使用乙烯法来制备聚氯乙烯的原料都是采用石油，目前石油资源极其紧缺，因此寻求新的制造聚氯乙烯的方法迫在眉睫。

聚氯乙烯

应用^[3]

聚氯乙烯是目前深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料，现已成为世界上仅次于聚乙烯的第二大通用树脂，占世界合成总消费量的29％。聚氯乙烯易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工，聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品，也可生产板材、门窗、管道和阀门等塑料硬制品。

制备^[2]

氯乙烯是一种应用于合成聚氯乙烯(聚氯乙烯)的重要单体，可通过乙烯法或乙炔法制得。乙烯法主要以石油和原盐为原料，通过石油裂解制得的乙烯，再有乙烯氧氯化法制得氯乙烯，氯乙烯聚合得到聚氯乙烯；乙炔法则以电石和原盐为主要生产原料，通过电石制取乙炔，乙炔再与氯化氢反应生成氯乙烯，再通过氯乙烯聚合得到聚氯乙烯。中国受富煤、贫油、少气的资源限制，电石法制备氯乙烯仍占有相当大的市场比例。

乙炔法生产聚氯乙烯的原料是煤炭，煤炭与石灰石在高温下制成电石，电石遇水生成乙炔，在氯化汞催化剂作用下，乙炔与氯化氢加成直接合成氯乙烯(VCM)，然后经聚合制得聚氯乙烯树脂。其生产过程可分为乙炔制备和净化、氯乙烯合成、产品精制及氯乙烯聚合。其中氯化氢作为主要的原料，质量要求较高，在生产过程中易产生氯乙炔，可能发生爆炸，因此常常需要提供氯化氢的处理装置或者采取其他措施以防止爆炸，既增加了系统的复杂性，也提高了生产成本。

乙烯法生产聚氯乙烯的原料为石油，石油经过裂解产生乙烯，乙烯经过氯化或氧氯化反应合成二氯乙烷，再加压加热裂解脱去氯化氢生成氯乙烯，聚合后形成聚氯乙烯树脂。生产过程中会产生大量副产物氯化氢，常见的是用水吸收变为废酸，大量废酸如果进行处理则过程比较复杂，提高生产成本，如果不处理又会污染环境，不利于清洁生产。

主要参考资料

[1] 刘丽, 牟峻, 杨左军, 李英, & 张伟亚. (2002). 聚氯乙烯塑料中增塑剂的气相色谱/质谱法分析. 分析化学, 030(003), 289-291.

[2] 李英, 李彬, 刘丽, 张琛, 吴景武, & 刘志红等. (2009). 气相色谱-质谱法同时测定聚氯乙烯塑料制品中的10种有机锡化合物. 色谱(01), 69-73.

[3] 杨鸣波, 李忠明, 冯建民, & 张雁. (2000). 秸秆/聚氯乙烯复合材料的初步研究. 材料科学与工程(04), 28-30+20.