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氯化聚乙烯基礎料

        CPE與原料HDPE具有相同的主鏈結構,因此,原料HDPE的分子結構直接影響著CPE的性能。

        CPE的相對分子量及其分布主要取決于原料HDPE。相對分子量過低,則材料強度不足,過高則材料粘度過大,加工困難。分子量分布越寬,則熔體剪切變稀效應明顯,成型加工性能越好,但若分子量分布太寬,則HDPE中的低分子蠟含量增加,對CPE的拉伸強度、拉伸斷裂應變和永久變形產生不利影響,還可能造成氯化過程中粉料結塊。氯化過程中Cl更趨向于接在小分子部分,即CPE低分子部分氯含量高,高分子部分氯含量低,Cl分布不均勻,導致CPE和PVC的相容性不佳,最終造成后續產品的抗沖擊性能改性效果不理想。因此,通常要求原料HDPE具有適當的相對分子量及其分布。

        結晶度高對于氯化工藝來講是一不利因素,因為在氯化反應時,氯較容易擴散進入到HDPE 樹脂的無定形部分進行反應,而要進入到晶區取代晶區分子鏈上的氫原子,則需要提高氯化溫度以破壞晶區結構。

        HDPE樹脂粉的粒徑大小及分布是氯化效果的關鍵因素。由于氯化反應是發生在氣固或液固的表面,樹脂粉的粒徑小,則接觸表面積大,氯氣易于向顆粒內部滲透,氯化較均勻。但樹脂粉的粒徑也不能太小,太小則易團聚,需要增加分散劑用量,致使生產成本增加。同時,還易導致反應過于劇烈,反應溫度和反應釜壓力難以控制等。若顆粒太粗,氯氣向顆粒內部滲透困難,易于造成顆粒內外氯化不均勻,產品使用效果不好。而顆粒分布寬,則細粉和粗顆粒含量較大,產品氯化均勻性較差,影響CPE 產品質量。通常,要求HDPE粒徑在250微米左右,且分布窄。

        除粉體粒徑及分布外,粉體的比表面積和孔隙率也是氯化的關鍵因素,比表面積大,孔隙率大,則容易氯化,氯化均勻性好。

        原料HDPE的共聚單體含量也是影響其氯化過程及氯化產物性能的一個重要因素。通常,共聚單體含量較高時,HDPE大分子鏈上支鏈較多,一方面會影響氯化產物的熱穩定性,另一方面也使氯化產物的流動性變差,熔體粘度增大,加工困難。但共聚單體含量過低時,聚合物結晶度較大,氯化時氯氣的滲入相對困難,氯化速率較慢。CPE專用HDPE原料通常要求有少量的共聚單體。目前常用共聚單體為丙烯。

        CPE的生產溫度最高可在HDPE的熔點附近。聚乙烯蠟的熔點通常偏低,當HDPE中蠟含量過高,在氯化過程中蠟容易過早熔融而發粘,導致懸浮粒子之間相互粘連和結塊,降低氯化產品的質量,甚至導致粘釜等工藝事故。因此,嚴格有效地控制原料中的蠟含量是開發CPE專用HDPE的關鍵。通常要求CPE生產用HDPE的蠟含量不高于1.5%。

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