聚乙烯基

氯化聚乙烯（CPE）為飽和高分子材料，外觀為白色粉末，無毒無味，具有優良的耐侯性、耐臭氧、耐化學藥品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及著色性能。

基本介紹

• 中文名：聚乙烯基
• 外文名：ChlorinatedPolyethylene
• 結構式 ： [CH2-CHCl-CH2-CH2]n
• 英文簡稱 ： CPE或CM

基本釋義

氯化聚乙烯（CPE）為飽和高分子材料，外觀為白色粉末，無毒無味，具有優良的耐侯性、耐臭氧、耐化學藥品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及著色性能。韌性良好（在-30℃仍有柔韌性），與其它高分子材料具有良好的相容性，分解溫度較高，分解產生HCl，HCL能催化CPE的脫氯反應。高分子材料表面積研究是非常重要的，高分子材料表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的，國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測，現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法，國內外製定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的，請參看我國國家標準（GB/T19587-2004）-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作，由於樣品吸附能力的不同，有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間，如果測試過程沒有實現完全自動化，那測試人員就時刻都不能離開，並且要高度集中，觀察儀錶盤，操控旋鈕，稍不留神就會導致測試過程的失敗，這會浪費測試人員很多的寶貴時間。F-Sorb2400比表面積分析儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器（兼備直接對比法），更重要的F-Sorb2400比表面積分析儀是迄今為止國內唯一完全自動化智慧型化的比表面積檢測設備，其測試結果與國際一致性很高，穩定性也很好，同時減少人為誤差，提高測試結果精確性。
氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯（HDPE）經氯化取代反應製得的高分子材料。根據結構和用途不同,氯化聚乙烯可分為樹脂型氯化聚乙烯(CPE)和彈性體型氯化聚乙烯(CM)兩大類。熱塑性樹脂除了可以單獨使用以外，還可以與聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、ABS等樹脂甚至聚氨酯（PU）共混使用。在橡膠工業中，CPE可作為高性能、高質量的特種橡膠，也可以與乙丙橡膠（EPR）、丁基橡膠（IIR）、丁腈橡膠（NBR）、氯磺化聚乙烯（CSM）等其它橡膠共混使用。

發展歷史

20世紀60年代，德國Hoechst公司首先研製成功並實現工業化生產。我國從20世紀70年代末開始研製氯化聚乙烯。最早是由安徽省化工研究院研製成功“水相懸浮法合成CPE技術”，並先後在安徽蕪湖、江蘇太倉、山東濰坊建成了500～1000t/a不同規模的生產裝置。20世紀90年代初，山東濰坊化工廠從德國引進了6000t/a的CPE成套生產裝置。開始時生產樹脂型氯化聚乙烯，主要用作PVC的抗沖改性劑及工程塑膠如ABS的阻燃改性劑。
在國內，亞星化學（濰坊）年產橡膠型樹脂型CPE共12萬噸/年，是亞州最大的氯化聚乙烯生產廠家，產品性能穩定品質優秀，商品名Weiprene，主要牌號有135A、135B等。國際上，陶氏化學(DowChemical)在2005年底，接手原杜邦道彈性體（DDE）化學的CPE產品生產線，性能十分優秀，商品名：Tyrin，主要產品牌號有TyrinCM0136,TyrinCM0636等。

相關特徵

1)CPE是一種飽和橡膠，有優秀的耐熱氧老化、臭氧老化、耐酸鹼、化學藥品性能。
2）CPE耐油性能優秀，其中耐ASTM1號油、ASTM2號油性能極佳，與NBR相當；耐ASTM3號油性能優良，優於CR，與CSM相當。
3）CPE中含有氯元素，具有極佳的阻燃性能，且有燃燒防滴下特性。其與銻系阻燃劑、氯化石蠟、Al(OH)3三者適當的比例配合可得到阻燃性能優良、成本低廉的阻燃材料。
4）CPE無毒，不含重金屬及PAHS，其完全符合環保要求。
5）CPE具有高填充性能，可製得符合各種不同性能要求的產品。CPE的加工性能好，門尼粘度(ML1211+4)在50－100間有多種牌號可供選擇。

主要用途

20世紀90年代末，國內對高性能阻燃橡膠的需求越來越大，特別是電線電纜行業、汽車配件製造業的發展，帶動了對橡膠型CPE的消費需求。橡膠型CPE是一種綜合性能優良、耐熱氧臭氧老化、阻燃性佳的特種合成橡膠。
主要套用於：電線電纜（煤礦用電纜、UL及VDE等標準中規定的電線），液壓膠管，車用膠管，膠帶，膠板，PVC型材管材改性，磁性材料，ABS改性等等。塑改型CPE主要使用在PVC型材改性方面（如：CPE135A），作為抗沖ACR的替代物，目前在國內PVC型材廠家基本上都是使用CPE作為抗沖改性劑。樹脂型CPE主要套用於阻燃ABS生產方面，與無機阻燃劑三氧化二銻起阻燃協同作用，並在一定程度上提高抗沖性能（如：CPE135C,CPE132C）。

套用技術

補強填充體系
CPE是一種非自補強性橡膠，需有補強體系才能達到較好的強度。其補強填充體系與通用橡膠相似，補強劑以炭黑、白炭黑為主，白炭黑能提高CPE的抗撕裂性能，而且能組成間甲白體系，提高CPE與骨架的粘合。CPE具有高填充性，填充體系主要有碳酸鈣、滑石粉、陶土等。
增塑體系
酯類增塑劑是CPE最常用的增塑劑，如鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）和己二酸二辛酯（DOA），它們的溶解度參數與CM接近，其相容性良好。DOA、DOS用於膠料中可賦予膠料優良的耐寒性。
穩定防護體系
CPE受熱時或在硫化（非過氧化物硫化體系）時將脫出氯化氫，因此在配方中要使用具有吸酸作用的穩定劑，如硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、三鹽基硫酸鉛或氧化鎂。
CPE的硫化體系（重要）
CPE為飽和橡膠，通用普通硫磺硫化體系不能對其有效的硫化。
CPE硫化體系套用比較早的是硫脲體系，其中最有效的是Na-22，但Na-22硫化速度慢，老化性能差，壓縮永久變形很高，而且Na-22為嚴重致癌物質，硫化時產生難聞的氣味，在國外已經限制使用。
現階段CM硫化體系套用比較成熟的是過氧化物硫化體系，其硫化速度較快，產品物理性能好，壓縮永久變形小。過氧化物不適用於較低壓力下、無模硫化。過氧化物體系可用於膠帶的生產，製品物理性能好，耐熱、耐油性能好。該體系配合時，加入助交聯劑如TAIC、TAC、TMPTM、hva－2，可明顯提高其物理機械性能及耐熱性。由於過氧化物是自由基反應產生交聯，一些酸性的填料會影響到自由基的生成，故此類填料不宜採用。
EataMixTCHC是一種復配型的CPE專用硫化劑，該產品無毒，是由上海悠倫化工引進國內，以滿足國內需要。
TCHC可以用廉價的芳烴油作增塑劑，硫化膠性能優良。MgO的活性對TCHC體系硫化膠物理性能及老化性能影響不大，超細Mg(OH)2做酸吸收劑與吸碘值150的高活性氧化鎂相當，可以取代昂貴的進口高活性氧化鎂，極大的降低製造成本。
套用成本比國外的噻二唑體系低很多，能適用於各種硫化工藝，包括較低溫度，無模無壓低壓硫化。此種體系混煉膠硫化速度較快，硫化膠的物理性能優良，壓縮永久變形低，耐熱氧、臭氧老化、耐油性能好，同時也是CPE與二烯類橡膠有效的共交聯體系，已經成功套用在膠管行業。TCHC硫化速度較過氧化物慢，但能在較低溫度、無壓無模條件下硫化，且硫化膠性能優良。
近幾年，美國GEO公司、德國萊茵化學推出了新型的噻二唑硫化體系，與胺類促進劑配合，硫化效果好，但此體系化學成分不公開，且價格高昂，國內推廣緩慢。
噻二唑體系主要有交聯劑與促進劑組成。主要的交聯劑有ECHO.A、ECHO.MB、TDD。主要促進劑有Vanax808、EataAccelDH、NC。是一類很有發展前途的助劑。