CPVC樹脂于上世紀(jì)30年代問(wèn)世,由西德AG法本公司采用溶液氯化法制得。.早利用懸浮法生產(chǎn)CPVC樹脂的是美國(guó)古立德公司于1958年,1961年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。目前,國(guó)外能生產(chǎn)該原料的公司主要有諾譽(yù)化工(原古立德公司的功能原料部)公司、德國(guó)的BASF公司、日本的積水化學(xué)公司和鐘淵化學(xué)公司。國(guó)外的原料含氯量大,質(zhì)量穩(wěn)定、加工性能好、熱變形溫度高。特別是管件用原料,國(guó)產(chǎn)原料更是無(wú)法與之相比。
我國(guó)于上世紀(jì)50年代中期開始研制溶液法合成CPVC。80年代中期實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。目前國(guó)內(nèi)原料生產(chǎn)廠家數(shù)量很少,主要分布在山東濰坊,生產(chǎn)的CPVC樹脂性能較好可用于生產(chǎn)管道外,其它的公司生產(chǎn)的CPVC樹脂主要用于生產(chǎn)粘合劑。
CPVC樹脂的主要原料為PVC和氯,因此從理論上講CPVC是由PVC單體經(jīng)氯化作用后而形成的。一般來(lái)說(shuō),可用許多不同的方法 (如通過(guò)加熱或UV照射) 來(lái)引發(fā)PVC和氯根據(jù)自由基反應(yīng)礎(chǔ)機(jī)理進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),如圖為PVC自由基氯化作用反應(yīng)過(guò)程。
CPVC與氯的反應(yīng)數(shù)量隨其氯化方法的不同而有很大的差異性。諾譽(yù)公司生產(chǎn)的CPVC樹脂氯含量,可由原普通PVC氯含量的56.7%提升至63-74%,由于CPVC氯含量的增加使得聚合物硬質(zhì)脆化溫度TG顯著提高。此外由于普通PVC分子質(zhì)量增加,也使得在氯含量相同時(shí),Tg亦有所增加。
由于氯含量的增加,CPVC在結(jié)構(gòu)上分子的不規(guī)整性增大(結(jié)晶度下降,分子鏈的極性增強(qiáng)),因而使其熱變形溫度上升。CPVC產(chǎn)品的使用溫度.高可達(dá)93-100℃,較PVC提高30-40℃,同時(shí)改善了PVC的抗化學(xué)性及抗腐蝕能力,能抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、鹽、脂肪酸鹽、氧化劑及鹵素等的化學(xué)腐蝕。另外,CPVC的抗張強(qiáng)度、抗彎曲強(qiáng)度較PVC也有所改進(jìn)。與其他高分子材料相比,CPVC具有優(yōu)異的耐老化性,耐腐蝕性和高阻燃性等特點(diǎn)。
CPVC原料由于含氯量在63-74%較PVC(含氯量56-59%)高,加工粘度至少高一倍,而且CPVC密度(在1450-1650Kg/m 之間)比PVC大,上述數(shù)據(jù)決定了CPVC比PVC加工難度要大很多。
由于CPVC具有卓越的耐高溫、抗腐蝕和阻燃等性能而被廣泛用于制造各種不同工業(yè)管道,冷熱水管道和消防管道。CPVC管材的優(yōu)越性能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1、堅(jiān)固、耐高溫
由于CPVC較PP-R、PE-X堅(jiān)固,在同樣壓力下,CPVC可以使用更小的管徑而達(dá)到與PP、PE-X管同樣的水流量,從而可節(jié)省材料費(fèi)用和安裝時(shí)間。與其它熱塑性塑料相比,CPVC在不同溫度下都有卓越的機(jī)械性能,適于受壓的場(chǎng)合,使用溫度可高達(dá)93℃,壽命可達(dá)50年。
2、安裝方便
其連接方法與PVC十分相似。.為常用和.簡(jiǎn)單的連接方法為化學(xué)冷溶劑熔接。其它連接方法還有螺紋連接、法蘭連接和焊條連接。
3、無(wú)透氧腐蝕
CPVC本身具有抗氧性,因此不會(huì)有散熱器中由于氧滲透所帶來(lái)的金屬腐蝕。
4、減少助劑的滲入
為防止氧化,某些改性塑料需要添加大量抗氧劑,可能會(huì)滲入供水系統(tǒng),導(dǎo)致難聞的氣味。
5、不受水中氯的影響
很多的聚烯烴材料(包括PP、PE)遇水可能會(huì)分解,而CPVC則不會(huì)受水中余氯的影響,不會(huì)出現(xiàn)裂痕和滲漏。
6、良好的阻燃性
CPVC限氧指數(shù)為60,因而在空氣中不會(huì)燃燒。具有無(wú)火焰滴露,不增加火載,限制火焰擴(kuò)散,低煙霧生成特性。
7、CPVC對(duì)無(wú)極強(qiáng)酸、強(qiáng)堿具有極佳的化學(xué)阻抗性。
常用以替代金屬以處理侵蝕性物質(zhì),如質(zhì)量較差的水,酸性物質(zhì)堿性物質(zhì)及其它水溶液。
8、導(dǎo)熱性能低
CPVC的熱傳導(dǎo)系數(shù)僅為1.05,熱力不容易從管道散發(fā),管道熱損失少。
9、細(xì)菌不易繁殖
由于CPVC不受水中余氯的影響,不會(huì)產(chǎn)生裂痕和滲漏,管道內(nèi)壁光滑,細(xì)菌不易滋生。研究表明,CPVC管道內(nèi)細(xì)菌的滋生數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它材料如銅、鋼及其它塑料管道。
10、較低的熱膨脹
CPVC熱膨脹系數(shù)低于其它塑料,管內(nèi)通熱時(shí)膨脹很小,不象其它種類的管道(如PP-RRP)由于較高的膨脹系數(shù)造成高溫受熱時(shí)的蛇行彎曲,及存在安全隱患又不美觀。
11、時(shí)間的考驗(yàn)
沒有一種熱塑性材料象CPVC那樣,歷經(jīng)四十年熱水系統(tǒng)的考驗(yàn)而免于維護(hù),表現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)的性能。
CPVC相對(duì)于PP的優(yōu)勢(shì):
產(chǎn)品全,尺寸全(可做大口徑管材);
安裝附件少,安裝費(fèi)用低;
高溫機(jī)械強(qiáng)度高;
優(yōu)良的防火特性;
螺紋連接可達(dá)4英寸;
具有很強(qiáng)的耐強(qiáng)酸性;
熱膨脹系數(shù)低,無(wú)需增加保溫材料厚度或使用保溫性能高但價(jià)格昂貴的保溫材料;
可比溫度范圍內(nèi)的高壓承受能力;
相對(duì)于聚烯烴具有較強(qiáng)的預(yù)見性及線性壓力回歸曲線;
更高的溫度上限。
出處:Saechtling-國(guó)際塑料手冊(cè)
現(xiàn)代塑料百科全書
化工手冊(cè)
CEN投標(biāo)(歐標(biāo))
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CPVC由于具有卓越的耐高溫、抗腐蝕和阻燃性,被廣泛應(yīng)用于制造各種工業(yè)管道、半導(dǎo)體制造及冷熱水管道和高壓電力電纜套管。在食品飲料工業(yè)、金屬處理、紙漿與造紙、工業(yè)廢物處理、航空工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)也有不同程度的應(yīng)用。