新疆圣雄氯碱有限公司
摘要：当前，随着氯乙烯单体生产技术的不断开发，促进了聚氯乙烯合成树脂技术的快速发展。与国外技术相比，我国聚氯乙烯合成树脂工艺以悬浮法为主，而乳液法、微悬浮法等工艺相对较低。近年来，PVC树脂技术日趋成熟，在生产工艺中，主要从技术改造方面提高工艺水平。基于此，本文对聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术进行了详细探讨。
关键词：聚氯乙烯合成树脂；生产工艺；环保技术
聚氯乙烯（PVC）是一种典型的合成树脂，具有无毒、无害、无味、绝缘性好、阻燃性好等特点，适用于居民日常生活中接触的各种器材，如生活水管、透明片、软管、门窗材质、电线绝缘层、电缆护套、塑料薄膜等。此外，在聚氯乙烯合成工艺中，氯乙烯单体工序过程中存在废水、固体废渣、热损失等环保性技术问题，因此，合理选择聚氯乙烯聚合工艺，能有效降低能耗，从而提高产品质量。
一、聚氯乙烯合成树脂的特点
聚氯乙烯合成树脂又被称为PVC，是一种合成材料，它被广泛的运用在各大领域，可将其与其他成分配合在一起，使物体的耐热性、延展性及韧性都有所提高。
从化学领域来说，PVC的结构属于乙烯基的聚合物，根据生产工艺所遵循的原理，通过将氯、氢气和苛性钠进行盐水溶液下的电解，充分混合乙烯和氯，反应生成二氯乙烯，再转化成氯化乙烯基，也就是聚氯乙烯的基本构成。在聚合时，氯化乙烯基分子生成聚氯乙烯链，利用这种途径所产生的聚氯乙烯呈白色粉末状，不能被单独使用，通过与其他成分的结合，产生了各类产品。聚氯乙烯的特点为成本低廉、原料丰富、用途广泛及工艺成熟，在世界应用领域中，仅仅比聚乙烯树脂次之，作为第二大通用树脂而存在，在全世界的合成树脂消费中达到约30%的比例。
二、聚氯乙烯合成树脂的环境污染危害
随着我国社会经济与科技的不断进步与完善，对化学产品的需要量与日俱增，聚氯乙烯合成树脂是支持化学生产的关键技术，我国作为最大的化学生产国家，在化学企业发展迅速的当前社会，产生了大量的污水，对人体健康造成了一定的影响，还严重破坏了自然生态平衡。而且每年聚氯乙烯的生产量与使用量巨大，随着人们生活水平与生活质量的不断提升，对聚氯乙烯生产中工艺提出了更严格的要求。在金融危机时代经济长期发展影响下，生产工艺优势成为竞争优势的重要来源，截止2016年我国聚氯乙烯的年产量为2316.3万吨，比上一年度产品增加了26.7%，聚氯乙烯生产工艺直接影响着企
业的经济效益。从合成树脂的成分来分析，聚氯乙烯是一种无色、有刺激性气味的气体，部分气化或渗出的气体对人体有严重危害，还具有致癌物质。聚氯乙烯是一种重要的无机化合物之一，当前已成为仅次于烯氢和芳氢的化学有机产品，从长远角度来说，聚氯乙烯产品具有广阔的发展前景。聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术是近年来化学分析领域中研究的重要课题，受到社会各界及国内外相关学者的关注与研究，该技术被广泛应用到环境卫生、生物医学及工农业等领域中。
当前，我国化工企业数量呈现逐渐上升趋势，但企业规模相对较小，并未形成突出的代表企业或龙头企业。在聚氯乙烯合成树脂生产工艺应用中，针对聚氯乙烯或聚碳酸酯等材料的使用，其加热过程中会分解具有较强腐蚀性的物质，这也是产生有毒有害气体和污染环境的主要来源。
三、聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术
PVC树脂的生产工艺包括了本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合四种，由自由基引发聚合反应，在40～700℃之间均可进行，聚合反应的速度受反应温度的影响，PVC树脂分子量的分布则受引发剂浓度的影响。
本体聚合虽然无需后处理设备，而且具有节能、成本低的优点，但由于其生产出的树脂无法与聚合树脂混合，因此受其影响，许多加工厂都放弃了这种工艺技术；乳液聚合与悬浮聚合类似，不过需要用到更多的乳化剂，而且其并非溶于水中。一般情况下，这种方法产生的PVC树脂粒径在0.1～0.2mm，相比较悬浮法的20～200mm要小的多，其成本价格要高于悬浮聚合树脂；溶液聚合一般用于生产特种氯乙烯及醋酸乙烯共聚物，产品均匀纯净，溶解性和成膜性好，不过并不适合常规合成树脂的大规模生产；悬浮聚合技术工艺成熟、操作简单、适用性强，而其产品的类型众多，一直以来都是PVC树脂的主要生产方法，其产量占据了世界合成树脂总产量的90%以上。在我国，悬浮聚合工艺生产的PVC树脂占据了全国总产量的约95.23%。
不过，从目前的发展情况分析，我国合成树脂产业的整体技术水平偏低，生产装置规模较小，相对于国外乙烯氧氯化法生产PVC树脂90%的比例，我国采用乙烯路线的PVC树脂仅仅占据了PVC树脂总能力的33%左右，仍然存在巨大的提升潜力。
悬浮聚合是指以水为分散介质，在液态氯乙烯单体中加入适当的分散剂及一些溶于单体不溶于水的引发剂，通过温度的控制及搅拌，使其呈现出珠粒状态，悬浮在水相中进行聚合。简单来讲，即将水作为连续相，借助相应的悬浮剂，使氯乙烯单体分散在水中进行聚合，这种方法得到的聚合物粒径较大，投入成本低，操作简单，而且成品树脂中悬浮剂的含量较低，基本不会影响纯度。在聚合完成后，将得到的产品进行碱洗、汽提、离心和干燥处理后，即可获得白色的PVC树脂粉末。若选择不同的悬浮分散剂，则会得到形态和颗粒结构不同的合成树脂，即SG-疏松型树脂及XJ紧密性树脂。对比分析两种树脂，疏松型树脂具备较强的吸油性和干流动性，容易塑化，成型时间短且加工简单，能以粉料直接成型，因此利用悬浮法聚合形成的多是疏松型树脂，可作为PVC制品的基础材料。
相比较乳液聚合法，悬浮聚合的优点显著。①悬浮剂的含量较低，使合成树脂中的杂质较乳液聚合树脂要低10倍左右，纯度高且光热稳定性好；②在用作电气绝缘材料时，其电气绝缘性能相比较乳液聚合树脂高出10～100倍，能起到良好的绝缘效果，保证用电安全；③用作硬质塑料制品时，具有更好的透明度和耐水性，产品的质量更加优越；④悬浮聚合法得到的合成树脂粒径在30～150μ，相比较乳液聚合树脂的0.2～2.0μ而言，粒径更粗，在加工过程中很少出现扬尘问题，能为粉料的挤出及注射成型等工序提供便利；⑤悬浮聚合用到的设备更少，投资少效率高，而且无需消耗大量的催化剂和分散剂，产品成本更加低廉。
当前，我国在PVC合成树脂的生产工艺方面取得了显著的进步，一些传统的生产工艺逐渐被淘汰，从而有效降低了对环境的污染及对人体健康的危害，不过这并不意味着PVC合成树脂的环境污染问题得到了彻底解决。对相关技术人员而言，应进一步加强对于PVC树脂生产工艺环保技术的研究，对催化剂进行优选，尽可能减少其在生产和使用中的污染问题，从而推动我国社会的可持续发展。
四、聚氯乙烯新产品和未来的发展趋势
目前，随着研究工作的不断深入，各种聚氯乙烯合成树脂的新产品开始出现，并逐渐运用于各个领域。而氯化聚氯乙烯，即过氯乙烯，作为一种由聚氯乙烯氯化而产生的材料，在化工行业中得到了推广使用。这种产品颜色为白色，且无味，并且产品相比于传统的聚氯乙烯产品，优势在于化学稳定性得到了显著增强，这样一来，当产品面对高温、腐蚀等条件时，不会因自身缺乏稳定性而产生剧烈的化学变化。这种稳定的材料能在各个领域中被广泛使用，例如电气、建材等方面，主要用作抗腐蚀材料等需要高强度的场合。而未来，更多新材料还将被研究并推广，成为化工行业优秀的原材料。环保问题和新技术问题，将是未来化工领域的两项重要工作。
参考文献：
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