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氯化聚乙烯基础料

        CPE与原料HDPE具有相同的主链结构,因此,原料HDPE的分子结构直接影响着CPE的性能。

        CPE的相对分子量及其分布主要取决于原料HDPE。相对分子量过低,则材料强度不足,过高则材料粘度过大,加工困难。分子量分布越宽,则熔体剪切变稀效应明显,成型加工性能越好,但若分子量分布太宽,则HDPE中的低分子蜡含量增加,对CPE的拉伸强度、拉伸断裂应变和永久变形产生不利影响,还可能造成氯化过程中粉料结块。氯化过程中Cl更趋向于接在小分子部分,即CPE低分子部分氯含量高,高分子部分氯含量低,Cl分布不均匀,导致CPE和PVC的相容性不佳,最终造成后续产品的抗冲击性能改性效果不理想。因此,通常要求原料HDPE具有适当的相对分子量及其分布。

        结晶度高对于氯化工艺来讲是一不利因素,因为在氯化反应时,氯较容易扩散进入到HDPE 树脂的无定形部分进行反应,而要进入到晶区取代晶区分子链上的氢原子,则需要提高氯化温度以破坏晶区结构。

        HDPE树脂粉的粒径大小及分布是氯化效果的关键因素。由于氯化反应是发生在气固或液固的表面,树脂粉的粒径小,则接触表面积大,氯气易于向颗粒内部渗透,氯化较均匀。但树脂粉的粒径也不能太小,太小则易团聚,需要增加分散剂用量,致使生产成本增加。同时,还易导致反应过于剧烈,反应温度和反应釜压力难以控制等。若颗粒太粗,氯气向颗粒内部渗透困难,易于造成颗粒内外氯化不均匀,产品使用效果不好。而颗粒分布宽,则细粉和粗颗粒含量较大,产品氯化均匀性较差,影响CPE 产品质量。通常,要求HDPE粒径在250微米左右,且分布窄。

        除粉体粒径及分布外,粉体的比表面积和孔隙率也是氯化的关键因素,比表面积大,孔隙率大,则容易氯化,氯化均匀性好。

        原料HDPE的共聚单体含量也是影响其氯化过程及氯化产物性能的一个重要因素。通常,共聚单体含量较高时,HDPE大分子链上支链较多,一方面会影响氯化产物的热稳定性,另一方面也使氯化产物的流动性变差,熔体粘度增大,加工困难。但共聚单体含量过低时,聚合物结晶度较大,氯化时氯气的渗入相对困难,氯化速率较慢。CPE专用HDPE原料通常要求有少量的共聚单体。目前常用共聚单体为丙烯。

        CPE的生产温度最高可在HDPE的熔点附近。聚乙烯蜡的熔点通常偏低,当HDPE中蜡含量过高,在氯化过程中蜡容易过早熔融而发粘,导致悬浮粒子之间相互粘连和结块,降低氯化产品的质量,甚至导致粘釜等工艺事故。因此,严格有效地控制原料中的蜡含量是开发CPE专用HDPE的关键。通常要求CPE生产用HDPE的蜡含量不高于1.5%。

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