氯化聚乙烯在电线电缆中的应用
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第1章 概述

1.1 氯化聚乙烯国内外发展简介

氯化聚乙烯(以下简称CPE)是由高密度聚乙烯通过氯取代反应而制得的无规生成物,可视为乙烯、氯乙烯、1,2-二氯乙烯三元聚合物,几乎不存在双键结构。随着氯化条件、氯含量和聚乙烯原料的变化,可以制得从橡胶状到硬质塑料状的产品。

氯化聚乙烯的研究始于1938年,英国卜内门公司(Imperial Chemical Industries,ICI)用粒状低密度聚乙烯(PE)溶于四氯化碳等溶剂中进行氯化。因当时价格昂贵,产品拉伸强度低,未能推广应用。到20世纪50年代出现高密度聚乙烯以后,于1959年由德国赫斯特公司用水相法研制成功氯化聚乙烯,其产品主要用于聚氯乙烯(PVC)抗冲击改性剂。1963年美国联合化学公司又开发成功弹性体氯化聚乙烯,使产品的应用领域扩大到橡胶,从而引起世界工业界的重视,随后美国道化学公司、日本昭和电工公司、大阪曹达公司以及英国、意大利、俄罗斯也相继建起了氯化聚乙烯生产装置。目前全世界从事氯化聚乙烯生产的厂家已达20多家,从事CPE生产、应用、结构与性能研究的有一百多个单位。20世纪90年代,最大的生产商为美国道化学公司,年产量为6.8万吨,其中橡胶型CPE在电线电缆、胶带胶管、橡胶制品、汽车附件等的应用超过CPE总产量的一半,而电线电缆在橡胶CPE中占90%以上,可见发达国家对橡胶型CPE的重视。而对于发展中国家来说,差距很大,需要几代人的艰苦努力才能赶上。

1973年安徽省化工研究院凭借自己生产低压高密度PE的有利条件,进行了以氯苯为溶液制备CPE的研究。试验发现,溶剂消耗量大、产品成本高、工艺复杂,氯苯对工人的健康有危害。因此在1973年10月开始了以水为介质的水相悬浮法氯化工艺的研究。其简单工艺如下:

1973~1975年,经过两年多的试验,试制产品6t以上,产品供江南造船厂生产CPE/PVC高强度管和试制船用电缆获得成功。1976~1984年先后完成100~1000t/a的CPE技术鉴定。国内7家工厂水相法生产CPE的装置,产量在300~800t之间,作为PVC改性剂的CPE在塑钢门窗和异型材中的应用得到迅猛发展。

1990年亚星化学独家引进德国赫斯特公司的技术,建成国内首套6000t/a CPE生产装置,经过多年的技术改造并扩产,到2009年亚星化学CPE总产量达18万吨,跃居世界第一位,成为全球CPE行业的杰出代表。2016年我国生产CPE的生产厂家达50家,总产量达50余万吨,成为世界上最大的生产CPE的国家。除一部分出口外,大多数在国内应用。而橡胶型CPE的使用量有所增长,但占CPE总产量的比例不变,70%以上的产量仍然是塑改型的CPE。我国在橡胶型CPE的应用和推广上任重而道远。