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聚氯乙烯熱可逆交聯(lián)技術(shù)

以雙環(huán)戊二烯二甲酸鹽（由石油裂解副產(chǎn)物環(huán)戊二烯合成得到）或含叔胺側(cè)基聚合物為交聯(lián)劑，在PVC樹脂配料時(shí)加入體系中，于加工成型過程中發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，獲得交聯(lián)PVC材料或制品。此類交聯(lián)PVC的交聯(lián)鍵是熱可逆的，即溫度低于150℃時(shí)處于交聯(lián)狀態(tài)，而在160~180℃加工溫度下解交聯(lián)，冷卻后又重新交聯(lián)，所以交聯(lián)的PVC材料可進(jìn)行反復(fù)熱塑再加工。對(duì)于軟PVC材料（100份樹脂，40份DOP），當(dāng)交聯(lián)劑添加量為1份時(shí)，拉伸強(qiáng)度可提高20%，斷裂伸長率提高70%。對(duì)于硬PVC材料，100份PVC樹脂添加0.5份交聯(lián)劑，抗拉強(qiáng)度提高20%，維卡耐熱提高2~3℃，200℃熱失重減少65%。因此，熱可逆交聯(lián)技術(shù)在改善PVC力學(xué)性能的同時(shí)可改善其熱穩(wěn)定性。由于交聯(lián)反應(yīng)和解交聯(lián)反應(yīng)的平衡只受溫度和剪切力控制，無需任何催化劑，因此只需在配料時(shí)額外添加熱可逆交聯(lián)劑這一種成分即可顯著提高PVC材料的性能。本技術(shù)不需要對(duì)現(xiàn)有PVC加工設(shè)備和工藝進(jìn)行重大調(diào)整，而且交聯(lián)劑用量僅占樹脂的0.5~2%，對(duì)制品成本影響不大，便于推廣應(yīng)用。用疏松-3型樹脂制得的熱可逆交聯(lián)PVC軟制品性能達(dá)到以超高分子量樹脂（聚合度2500）制得的PVC軟制品性能；熱可逆交聯(lián)PVC硬制品強(qiáng)度提高15~25%（取決于交聯(lián)劑用量）。熱可逆交聯(lián)技術(shù)既適合于軟制品如PVC彈性體制品、軟性片材制品、電纜料、電纜護(hù)套等，也適合于硬制品如板材、管件、窗框、百葉窗等。此外，普通PVC樹脂經(jīng)熱可逆交聯(lián)后可替代價(jià)格較高、又較難加工的高聚合度PVC樹脂，從而降低有關(guān)制品的成本。全國PVC消耗量達(dá)1000萬噸，若1%PVC產(chǎn)品采用熱可逆交聯(lián)技術(shù)，即有10萬噸規(guī)模。全國電纜行業(yè)消耗PVC約50萬噸，采用熱可逆技術(shù)可以提高PVC電纜絕緣層的耐熱等級(jí)和力學(xué)性能，市場前景良好。交聯(lián)劑成本約50元/Kg。對(duì)于軟制品，以交聯(lián)劑用量為1%計(jì)，每噸制品交聯(lián)劑成本約500元，用常規(guī)PVC樹脂替代超高分子量PVC樹脂（價(jià)格至少比常規(guī)樹脂高1000元/噸）可節(jié)約總成本500元/噸制品，生產(chǎn)1000噸軟制品可增加50萬元效益。對(duì)于硬制品，以交聯(lián)劑用量為0.5%計(jì)，每噸制品交聯(lián)劑成本約250元，因強(qiáng)度提高可以減少厚度約20%，即同類硬制品可節(jié)省用料20%，以PVC樹脂售價(jià)為5000元/噸估算，可節(jié)約1000元，近似估算采用熱可逆交聯(lián)劑后可增效750元，生產(chǎn)1000噸硬制品可增加經(jīng)濟(jì)效益75萬元。合作開發(fā)熱可逆交聯(lián)PVC軟制品或硬制品。

北京化工大學(xué) 2021-02-01

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