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聚氯乙烯專(zhuān)用料的研究進(jìn)展
聚氯乙烯(PVC)是五大通用合成樹(shù)脂之一,在我國(guó)塑料行業(yè)中占有重要地位,已被廣泛應(yīng)用于建筑、汽車(chē)、電纜、包裝及家電等行業(yè)。近幾年來(lái),隨著我國(guó)建筑、汽車(chē)及電力等行業(yè)的快速發(fā)展,PVC產(chǎn)量和消費(fèi)量增長(zhǎng)迅速。2002年,PVC樹(shù)脂產(chǎn)量達(dá)到3.38Mt,年增長(zhǎng)率為15.6%;表觀消費(fèi)量達(dá)到5.30Mt。預(yù)計(jì),2005年P(guān)VC樹(shù)脂產(chǎn)量將達(dá)到4.70Mt以上。為擴(kuò)大規(guī)模、降低生產(chǎn)成本,增加產(chǎn)品品種,提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,國(guó)內(nèi)廠家紛紛引進(jìn)和進(jìn)行擴(kuò)能改造。其中,中國(guó)石化齊魯股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)齊魯石化)到2004年P(guān)VC產(chǎn)量將增加到0.63Mt,產(chǎn)品牌號(hào)將增加7個(gè)。PVC專(zhuān)用料的開(kāi)發(fā)主要集中在改善PVC的耐熱性、耐候性及加工性,開(kāi)發(fā)抗靜電等功能性材料,并向環(huán);较虬l(fā)展。
1管材專(zhuān)用料
PVC管材是PVC樹(shù)脂應(yīng)用最大的產(chǎn)品之一。PVC管分為給水管、排水管、建筑電線穿線護(hù)套管等。管材專(zhuān)用料的研究和開(kāi)發(fā)方向主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先,給水管材專(zhuān)用料的開(kāi)發(fā)集中在解決小口徑管材不能同時(shí)滿(mǎn)足ISO4422-1——1996中對(duì)落錘沖擊和靜液壓性能要求的問(wèn)題;排水管專(zhuān)用料的開(kāi)發(fā)主要是解決噪音難題。其次,管材助劑體系采用環(huán)保助劑體系。最后,開(kāi)發(fā)耐熱管材專(zhuān)用料,滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需要。早在50年代,國(guó)外就將PVC管廣泛用于室內(nèi)外給水管道中。特別是西歐各國(guó),在給水管總長(zhǎng)度中,PVC管就占各種管材的10%-60%,大有取代金屬管的趨勢(shì)。我國(guó)從1996年開(kāi)始,建筑物室內(nèi)禁用鍍鋅鐵管,推廣使用PVC等塑料管材。目前,排水管已大量使用PVC管道。到2005年,在我國(guó)新建、改建及擴(kuò)建工程中,建筑排水管道70%采用塑料管,建筑雨水排水管道50%采用塑料管,城市排水管道20%采用塑料管。PVC給水管應(yīng)用市場(chǎng)也逐步擴(kuò)大。預(yù)計(jì)到2010年,全國(guó)新建城市室內(nèi)排水管的80%、電線保護(hù)管的90%、雨水管的50%和城市給水管的50%都將采用PVC塑料管。
1.1熱穩(wěn)定劑環(huán);
PVC管材專(zhuān)用料的熱穩(wěn)定劑環(huán)保化是大勢(shì)所趨。鉛鹽類(lèi)熱穩(wěn)定劑是PVC最早使用的熱穩(wěn)定劑,一般具有很強(qiáng)的結(jié)合氯化氫的能力,形成的氯化鉛等產(chǎn)物穩(wěn)定,且對(duì)PVC脫氯化氫沒(méi)有促進(jìn)作用,因此其長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性好。20世紀(jì)90年代以來(lái),由于鉛、鎘等重金屬對(duì)人體毒害和對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染,歐洲和美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始限制使用鉛熱穩(wěn)定劑。歐洲從2003年開(kāi)始進(jìn)一步限制使用鉛熱穩(wěn)定劑,其飲用水含鉛允許量從50μg/L降到25μg/L,2013年降為10μg/L。國(guó)外開(kāi)始研究PVC熱穩(wěn)定劑的無(wú)毒化及其應(yīng)用。美國(guó)首先在有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑研究上取得重要進(jìn)展,走上主要使用有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑的發(fā)展方向,而歐洲各國(guó)則致力于發(fā)展無(wú)毒鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑。我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)主要使用鉛熱穩(wěn)定劑,無(wú)毒熱穩(wěn)定劑用量不到15%。隨著我國(guó)民眾環(huán)保意識(shí)增強(qiáng),無(wú)毒熱穩(wěn)定劑用量會(huì)大幅度提高!
在國(guó)外,德國(guó)漢高以及COGNIS化工公司推出用于管材的StabiolCZ和StabiloxCZ鈣鋅熱穩(wěn)定劑,日本SunAce公司推出SAK-CA系列鈣鋅熱穩(wěn)定劑。20世紀(jì)70年代,我國(guó)開(kāi)發(fā)出液體鈣鋅熱穩(wěn)定劑,90年代推出固體鈣鋅復(fù)合熱穩(wěn)定劑,少量用于PVC給水管,但熱穩(wěn)定性和系列化水平與國(guó)外有較大差距。
1.2發(fā)泡
為解決PVC排水管的落水噪音,達(dá)到輕量化、性能好的要求,國(guó)內(nèi)相繼引進(jìn)或開(kāi)發(fā)了三層復(fù)合、芯層發(fā)泡、表層不發(fā)泡的共擠出技術(shù),齊魯石化樹(shù)脂研究所開(kāi)發(fā)出芯層發(fā)泡專(zhuān)用料配方。青島科技大學(xué)吳其曄等人通過(guò)研究含吸放熱平衡型新型復(fù)合發(fā)泡劑的低發(fā)泡PVC管材專(zhuān)用料配方及受限自由發(fā)泡擠出成型工藝,開(kāi)發(fā)出制品表面光潔堅(jiān)硬、芯層泡孔結(jié)構(gòu)細(xì)小致密、表觀密度可控的低發(fā)泡PVC管材。
1.3耐熱改性
PVC的維卡軟化點(diǎn)只有
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