CPVC-氯化聚氯乙烯简介
氯化聚氯乙烯，英文名Chlorinated polyvinyl chloride，简称CPVC，俗称氯乙烯树脂，它是将聚氯乙烯树脂进一步氯化的产物。具体的氯化过程是：将聚氯乙烯粉碎后，经过氯化、过滤、水洗、中和、干燥五个步骤即可制得。 PVC的含氯量为56.7%，而CPVC的理论含氯量最高可以达到75%；但实际工业化生产中CPVC常见的含氯量则为64~75%。
CPVC的工业化生产方法主要有三种：溶液法、气固相法、水相悬浮法。不同的氯化方法可以得到结构不同、应用不同的CPVC：溶液法CPVC主要用于高级防腐蚀涂料和黏合剂，气固相法与水相悬浮法CPVC主要用于硬质塑料。 在 CPVC氯化过程中，由于PVC树脂的差别和氯化条件的不同，会造成CPVC树脂的分子结构不同，尤其是会在氯化过程中产生裂缝、支化、交联等现象，这些都会对CPVC的最终性能产生极大的影响，对CPVC的成型加工影响也很大，也因此导致不同厂家的CPVC树脂在性能与加工上有很大的区别。 为提高CPVC的产品质量，在氯化时应注意以下几个方面：
⒈PVC树脂的选用：必须选用悬浮法PVC树脂，同时还要求为疏松型结构、皮层薄而疏松，以利于的扩散和传播；不能选乒乓球结构，其表皮厚而致密，不利于的扩散与传播。PVC树脂的分子量要适当，以便控制其流动性。
⒉PVC树脂的氯化前处理：必须对普通PVC进行氯化前处理，以扩大PVC粒子的表面积，降低树脂皮层厚度，增加与氯分子的接触面积。
⒊CPVC的后处理：在CPVC悬浮水中加入二氧化硫气体，再进行碱中和、水洗及干燥，以提高CPVC的热稳定性。
早期的CPVC产品主要应用于表面涂覆、黏合剂、溶液纺丝，19世纪后期才开始应用于输送热水管材方面，将其应用范围扩大到塑料制品，并因此一发不可收，范围不断扩大，需求量不断增加。
CPVC-氯化聚氯乙烯的性能特性
与PVC相比，氯化聚氯乙烯CPVC的含氯量进一步增加，致使其分子结构的不规整性增大，分子链的极性增强，分子间的作用力增大，从而达到了改性的目的：
∙提高了耐热温度：CPVC产品的最高使用温度可以达到110℃，比PVC提高了30~40℃； ∙提高了化学稳定性：改善了PVC的抗化学性能及抗腐蚀性能，能抗酸、碱、盐、脂肪酸盐、氧化剂、卤素等的化学腐蚀；
∙增加了刚性：CPVC的拉伸强度、弯曲强度都比PVC有较大的提高；
∙提高了耐候性与阻燃性能，并降低了燃烧烟密度；
∙提高了树脂的溶解性能，可用于黏合剂、涂料、纤维的生产。
氯化聚氯乙烯CPVC的性能介绍如下：
一般性能
CPVC外观为白粉末，比重为1.48~1.58，比PVC高，成型收缩率为0.3~0.7%，容易粘接。
热性能
CPVC的使用温度比PVC高35~40℃，使用温度最高可达到100~105℃以上，是较理想的耐热材料。几种相近树脂的热变形温度比较为：CPVC＞聚丁二烯＞ABS＞HDPE＞PVC＞。
CPVC的热导率低，约为0.08~0.13W/(m.K)，用于输送热水时不必在管外加保温层，节省投资；但在用于地热管时则不利于快速散热。
CPVC的自熄阻燃性比PVC好，并且有较低的发烟性。
环境性能
CPVC 不仅耐紫外线和大气老化，常温下还耐各类酸、碱介质，即使在100℃下仍能耐次氯酸钠溶液、乳酸、稀碱液等介质；CPVC可溶解于氨基磺酸、氯酸钠、硅酸钠、25%高锰酸钾、大于25%浓度的丙二醇、酚、甲酸、铬酸、丁酸、氯酸、氟化胺等溶剂。几种塑料的耐腐蚀性顺序为：CPVC≈PVC＞HDPE＞聚丁二烯＞ABS。
在CPVC中加入酚类抗氧剂（比如1010、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、叔丁基邻苯二酚等）还可以大大提高其耐候性。
力学性能
PVC 经氯化后，分子极性增大，使材料的力学性能得到改善，即使在100℃下拉伸强度仍可达到50MPa，在90℃下的蠕变性能仍比PP高一半，在100℃下使用50年后CPVC管的圆周破坏力还有2.2MPa。CPVC的这种较高的机械强度，可以充分满足化工生产对设备和管道等的要求。
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CPVC的致命缺陷是脆性大，在高低温下脆性都大。
CPVC-氯化聚氯乙烯的应用行业
CPVC广泛应用于各种挤出制品：管材、板材、型材、片材等。其应用场合主要是一些化学工业腐蚀环境、有消防要求的场所、有耐热要求的场合，而普通PVC树脂的性能达不到要求。
CPVC-氯化聚氯乙烯的应用行业 CPVC Applications |
CPVC管材 在高温流体（如热水）输送和电力电缆管材中具有广泛的发展前景。CPVC管材主要应用于以下几方面 ∙油田原油集输用管材； ∙化工用耐温、耐腐蚀管道、板材、片材； ∙热水温水用给排水管道； ∙高压、超高压电力输送电缆护套管。 |
化工防腐制品 用于生产鲍尔环、梅花环、矩鞍环、阶梯环等化工塔填料。由于CPVC具有优异的抗腐蚀耐氧化性能，广泛用于氯碱工业的干燥塔、尾气吸收塔等，具有压缩强度高、使用寿命长等优点，其它应用还有反应器、阀门等。 |
消防材料 润滑油分配器因CPVC具有优良的阻燃性和消烟性，使其成为具有严格消防要求的塑料产品的首选，包括电子电气产品的包装、建筑装潢、交通设施、航空等领域。 |
注塑制品 CPVC树脂可用于生产供水管的管件、过滤材料、脱水机等，还可以生产电器与电子零件如电线槽、导体的保护层、开关、保险丝的保护盖、电缆绝缘材料等。 |
压延薄板 可用于制造耐化学品、耐腐蚀的化工设备，比如反应器、阀门、电解槽等。 |
复合材料 由CPVC和某些无机或有机纤维组成的复合材料抗冲击性能好，耐热性也比其它树脂的复合材料好，可以制成板材、管材、波纹管、异型材等。 |
氯纶纤维的改性 国产氯纶纤维的洗晒温度不得超过60℃，在纺制氯纶时需要加入30%的CPVC，可大大提高产品的耐热性，缩水率则由原来的50%降到10%以下 |
发泡材料 CPVC发泡材料的耐热性优于PVC发泡材料，高温时的收缩率很小，可以作为热水管、蒸汽管道的保温材料等。氯含量大于60%的CPVC对溶剂 的保持性相当好，可以把CPVC置于加热时能产生气体的溶剂中发泡，能得到均一、微孔的发泡气体，可以用沸点在50~160℃的烃类、醚类、醛类等溶剂做 发泡剂。 |
其它应用 CPVC与热塑性或热固性塑料共混，可以显著改善这些材料的物理机械性能，比如可以提高制品的耐热性等。 国外还通过改进生产工艺制备出了抗冲击性能更高、透明度更好的CPVC树脂，可用于汽车、声像制品等路肩枕 |
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伴热管线
CPVC-氯化聚氯乙烯的加工特性
一、氯化聚氯乙烯CPVC的加工特性
CPVC的加工性较差，加工难度大，体现在以下几方面：
∙CPVC的熔体流动性差，其熔体粘度大，比PVC大两倍。
∙CPVC的加工温度高，为180~190℃，加工范围窄，加工性能比PVC更差。
∙加工中生产的氯化氢气体易腐蚀设备并易导致熔体分解，为此要求接触物料部分设备要进行镀铬防腐蚀处理。
∙CPVC的热分解程度高，在加工温度下比PVC更容易脱HCl；其热分解温度比PVC还要低（PVC为140℃，CPVC仅为100~135℃），因此加工中更要严格控制温度。
∙CPVC的熔体属于非牛顿流体，而且粘弹性明显。
采用水相悬浮法合成的CPVC树脂，其结构、性质与悬浮法PVC树脂相似，可采用PVC通用设备加工，如单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、注塑机、压延机等。路网密度
二、CPVC的加工配方
在配方设计中，各类添加剂的使用与PVC的大不相同，具体情况如下：
热稳定剂：
由于CPVC的加工温度高、热敏性高，配方中稳定剂的用量明显加大，并且要选用温度效果好的复合铅系列产品和有机锡类稳定剂，有机锡的添加量为2.4~3.5份。近来还为CPVC特别开发了一些专用的热稳定剂，比如：由双酚A环氧树脂、环烃基环氧化物、烷基酚和组成的复合稳定剂是适合于CPVC的新型产品，其特点是无毒，且利于加工；日本钟渊公司开发的高氯酸钡复合稳定剂可以使CPVC的热稳定时间延长3~5倍。
润滑剂：
由于CPVC的熔体粘度高，特别是在注塑成型加工中容易产生熔体破裂，所以仅使用传统的润滑剂品种是不够的。在CPVC挤出加工中，由于CPVC存在黏附金属设备的倾向，必须加入润滑剂以克服，所选外润滑剂应该与CPVC不相容；在注塑成型中，CPVC树脂间易互相摩擦产生热量，摩擦热对成型加工不利，加入内润滑剂可以减少树脂间的摩擦，所选内
润滑剂应该与CPVC相容。应注意：CPVC配方中的内外润滑要保持平衡，内润滑过量会严重影响塑化效果，使制品质量变坏；而外润滑过剩，会造成螺杆打滑而影响正常生产。皂化蜡中的OP蜡（褐煤酯蜡）是CPVC首选的内外复合型润滑剂品种；另外聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、合成硬蜡、石蜡、硬脂酸、脂肪酸酯蜡、金属皂等内外润滑剂可复配使用。
加工助剂：
CPVC即使在粘流状态下，其流动单元仍是初级粒子，树脂微粒之间的相互作用差，热传导效率低，容易产生熔体破裂，塑化质量差；因此需要加入加工助剂以提高塑化质量，增加制品的低温冲击性能。ACR是CPVC的首选加工助剂。
增塑剂：
CPVC主要用于硬质制品，配方中很少添加增塑剂，如果需要加增塑剂，可以选用低分子量聚乙烯、氯化聚烯烃、氯化石蜡、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、含卤低聚醚、磷酸三甲苯酚酯、磷酸二-2-乙基己基苯酯、磷酸三-2-乙基己基苯酯和二苯甲醚等。
三、CPVC的加工
干燥处理 | CPVC加工前需要进行干燥处理，干燥条件为 粒料80~90℃下干燥2~3小时，粉料80℃下干燥2小时。 |
混料 | 高速热混合是先将CPVC树脂、热稳定剂、内润滑剂（硬脂酸）等加入高速混合机内混合，当物料温度升到95~100℃时，加入外润滑剂（石蜡、聚乙烯蜡等）、抗冲击改性剂、填料、颜料等，进一步混合到温度升至20~130℃，排料至低速冷混机中。 低速冷混合是将热混合达到120~130℃的物料加入低速冷混合机中，混合到温度降至40~50℃后，出料。 |
挤出成型 | CPVC在挤出时经常出现内表面不够光滑的现象，通常调整温度和螺杆转速、调整配方中的内外润滑剂和加工助剂可以解决问题。 |
注塑成型 | 因CPVC的熔融粘度较高、易降解，故注塑加工时应注意以下问题： CPV注塑成型应采用低螺杆转速和低注射速度，以减少剪切引起的过热。 模具的浇口尺寸应比PVC制品厚度稍大或采用多浇口体系。 模具温度应控制在70~100℃为宜。 典型的CPVC注塑工艺条件如下： 一段温度 | 二段温度 | 喷嘴温度 | 模温 | 注射压力 | 注射时间 | 螺杆压缩比 | 165~175℃ | 175~185℃ | 175~185℃ | 70~80℃ | 15MPa | 6秒 | 2.5 | | | | | | | |
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涂覆成型 | CPVC制品的粘结剂为：将CPVC溶解于二氯乙烷或丙酮中，配成10%的胶液，或将CPVC溶解于四氢呋喃中制成20%浓度的溶液。 |
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CPVC-氯化聚氯乙烯的改性
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