PVC中文翻译
泉州公务员-初一体育教学计划
聚氯乙烯覆盖领域
聚氯乙烯,聚氯乙烯(IUPAC聚氯乙烯)通常缩写为PVC,是
广泛使
用的热塑性聚合物。在讲究效益的年代,它是一个化工行业的最有价
值的产品。在世界各
地,超过50%PVC制造工程施工中的应用。作为
一种建筑材料,PVC便宜,耐用,易于装配。近年
来,PVC已取代传
统的建筑材料,如木材,混凝土和粘土许多领域。
聚氯乙烯应用于各种领
域。作为硬性的塑料,它可以作为乙烯基壁板,
磁条卡,门窗型材,留声机记录(这是长期黑胶唱片的来
源),管材,
管道和导管装置。因为它的价格低廉性和灵活性,该材料通常用在塑
料压力管道系
统在水和污水处理行业的管道。
PVC管管道设备通常
是白色的,而不像ABS,它常用的是灰色、黑色和白色。
它可以通过
加入增塑剂制成更柔软,更灵活的,最被广泛使用的邻苯
二甲酸盐。以这种形式应用于衣服和室内装潢,
使软管和油管,地板,
屋顶膜和电缆绝缘。它也常用在面塑。
聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合生
成的,如图所示。因为它的质量约有
57%是氯,一定质量的PVC需要的石油比许多其它的聚合物少。
历史
聚氯乙烯是在第十九世纪至少两个不同的情况下被偶然发现的,首先
是在183
5年由亨利·维克多发现和在1872年由欧根鲍曼发现。在这
两种情况下,该聚合物以
白色固体的形式出现在烧瓶内,而暴露在阳
光下的氯乙烯已经没有了。
在20世纪初,俄国化学家Ivan
Ostromislensky和德国化学公司
riesheim-Elektron的弗里茨都试图在
商业产品中使用PVC(聚氯乙
烯),但难以加工硬脆的聚合物,有时会阻挡了他们的努力。在1926
年,瓦尔多西蒙和B.F.古德里奇公司开发的一种方法,
增塑PVC与各种添加剂混合,其
结果是一个更灵活更容易处理的材
料,很快取得了广泛的商业用途。
聚氯乙烯是我们最常见的
合成材料之一。常被称为“PVC”或“醋酸
乙烯,聚氯乙烯是一个巨大的通用树脂,在数千种不同的配
方和配置
出现。在1992年的美国,我们生产了超过10亿英镑的PVC树脂。在
塑料中,它
的数量仅次于聚乙烯。
PVC是迄今为止最常见的建筑塑
料,其中在1992年就有630亿磅树脂在使用。 PVC化合物(
树脂结
合各种添加剂)出现在下水道,电线护套,地板,挡雨板等不同应用
中(见附表)。 <
br>然而一些乙烯产品如墙板和地板一直受批评,最近整个PVC产业因为
受到火灾环境影响而下降。
最大的最近的这些攻击的目的是不仅在
PVC产业,工业社会的氯的使用也成为更广泛的问题。据报道在
最近
的EBN的问题,为了一系列的健康和环境,绿色和平组织呼吁淘汰所
有氯基产业,包括P
VC。与绿色和平组织有较少的政治关系的组织也
公开表示反对氯的使用,虽然不是特别
强烈反对PVC。这些组织包括
在大湖国际联合委员会(IJC)和美国公共卫生协会(APHA)。
在所有的宣传之后,许多开发商和建筑师开始讨论寻找由PVC材料制
成明智替代品然而,要作
出明智的选择,特别是在这样一个有争议的
辩论,知道一些背景是很有用的。
PVC生产工艺
PVC是由氯、碳和氢组成。最多的氯来自常见的石盐(氯化钠)的盐
水溶液。该氯气通过电解
分离:强电流穿过电解质溶液,(带负电荷)
的阴极吸引了钠离子,而氯气在阳极收集。
直到
最近,在电解过程需要使用液态汞作为阴极,废液经常是有污染
有毒的汞的副产物。大多数制造商不再使
用汞,但仅在1992年,美
国就有14%的氯的生产使用汞。
今天最常见的氯的分离过程中
,美国77%的生产依赖于电解槽中的
隔膜。一个新的以膜为基础的方法被采用,与其他系统相比,由于
它
采用新设备,既节能和产生的副产物也存在较高的价值。此膜技术约
占了7%的氯的生产。
全球范围内,PVC行业是工业氯的最大的单一消费,使用约所生产的
氯的30%。其余的进入
纸的生产,农药,医药,以及其他一系列巨大
的产品工艺。由于担心它们对臭氧层的伤害
,一些含氯制冷剂和推进
剂(CFCs和HCFCs)正被淘汰。
除了氯气,盐电解还生成烧
碱(氢氧化钠),在许多其他行业用于制
肥皂,纸,人造丝,并作为中和剂。虽然最初在烧碱的生产的过
程中,
氯是多余的副产品,由于氯的需求增加了很多,烧碱变得相对便宜,
也就导致其更多的使
用和更多的生产工艺。
PVC树脂的57%(重量)的是氯,其余的是氢和碳,其中来自化石燃
料:主要是天然气和石油。今天几乎所有的PVC乙烯,是由许多石化
工业生产的。在美国,乙烯是乙
烷在约800℃的反应器中(乙烷是一
个轻量级的烃,天然气精炼过程中提取)裂解生成的,许多生产乙
烯
的副产物(烯烃,二烯烃,甲烷)被用于其他行业。与一个旧的过程
相结合,用氯气生产氯乙
烯乙炔,而不再基于有竞争力的乙烯的生产
过程,仍然在一个或两个有大型基础设施固定投资生产商的工
厂中使
用。
乙烯和氯气进行反应,生成1,2-二氯乙烷(EDC),然后转化为氯乙
烯。在常温和常压下的氯乙烯,通常在产业作为VCM(“氯乙烯单
体”)。
EDC转换成氯乙烯的副产物是盐酸。
EDC是由乙烯和氯气反应而来,期中有两个过程:一种是采用
纯氯和
乙烯直接氯化;另一种是乙烯结合盐酸氧氯化(见公式)。氧氯化过
程发
生在较高的温度下,比直接氯化产生更多的有毒副产品;它主要
是利用EDC转化为氯乙烯的副产物盐酸
。
PVC是结合成链或氯乙烯生产的聚合物。有几个不同的工艺用于聚合
反应,其中分别给出
了聚合物不同的性能。到目前为止,最常见的是
悬浮过程。氯乙烯搅拌入水中,连同少量的甲基纤维素和
有机过氧化
物,引发聚合剂并保持聚合颗粒的凝聚。聚合的六-八小时的过程中
必须搅拌大力。
此外,该过程必须持续不断的冷却,因为过程中约有
660英热单位磅的PVC的生成热。冷却水通过聚
合槽的两侧,使用
量约为生产每磅的PVC需要30加仑水。
具有约90%的氯乙烯已经聚合
时,则进程终止。残留的的氯乙烯单
体使用真空抽出在很大程度上恢复。直到最近,在PVC材料中仍然
有
氯乙烯的残留。实际生活中氯乙烯往往从PVC容器渗入食物或水,综
合分析它是致癌的,导
致了在PVC中残余氯乙烯的量要求严格控制,
特别是盛食物和水的容器。
为了满足这些要求
,PVC生产企业增加了一个单独的从PVC删除几乎
所有的残余单体的汽提工艺。剥离后,PVC以小
颗粒的形式悬浮在水
中。这些在包装之前要通过离心机干燥和空气干燥。
除了悬浮过程,其他
两个聚合过程创建了PVC的某些应用。乳化过程
来产生细PVC颗粒,用于氯乙烯糊剂也称为增塑溶胶
,其中一些是生
产乙烯基地板。质量过程比较简单,虽然它不添加共聚物的灵活性(其
<
br>他塑料树脂混合PVC为了提高某些特性)。美国生产的PVC本体聚合
约占20%。
PVC产业的历史
PVC最早产生于1872年的实验室。它在20世纪30年代开始投产,
当技术将其与增塑剂出名而且PVC的出现成为了橡胶的代用品。在世
界第二次大战期间,德国
科学家开发的PVC供水系统管路时因材料短
缺而限制常规管道的供应。
在20世纪50年代
和60年代,许多美国公司建立了设施氯乙烯聚合
成PVC。当时进行聚合在开放的大槽,需要相对较少
的资本。高水平
的工人在这个过程中接触氯乙烯不被认为是有危险的,虽然它们通常
会产生麻醉
作用。在PVC生产期间,来自马萨诸塞州的洛厄尔的该大
学的鲁道夫deanin教授说:“我们常常
开玩笑说从中可以得到大便
宜。”
在1971年,血管肉瘤,是一种罕见的癌症,源于暴露在
氯乙烯的的
PVC工人,严格的工作场所暴露限值由职业安全与健康管理局(OSHA)
建立。
这些限制需要彻底改变制造业环境——聚合槽必须密封和控
制。这些变化的成本和经济规模的增大,势必
有利于大的产商而最终
淘汰规模较小的生产商,规模较小的生产商要么是关闭PVC生产要么
被
较大的生产商收购。
今天,北美PVC市场主要由十几大的制造商。其中的几个如,西
方石
油公司(Occidental Petroleum)公司,经营从氯气和乙烯生产到最
终产品过程中的所有阶段。然而,大多数情况下,是从其他生产商购
买一些精制材料。陶氏化学公司生产
大量氯乙烯出售给其他公司,但
它本身不生产PVC。
添加剂
聚氯乙烯树脂本身不
是都的有用。它与添加剂混合相对容易,然而,
PVC化合物提供了广泛的各种性质。实际的PVC树脂
通常只要大约
70%的PVC的终端产品,有时甚至只要35%或40%。PVC在其生产
过程
中可以与其他聚合物树脂混合(共聚物),或者在以后与各种添
加剂混合。最常见的添加剂比如增塑剂,
它跟灵活的PVC反应生成许
多乙烯基产品和稳定剂,从而减少其在各种条件下降解的趋势。这些
过程中添加剂与PVC的混合称为复合。复合过程可能是由PVC厂家做,
也可能是公司专门从事这单
独做,或是由生产最终产品的厂家做。
增塑剂
增塑剂包括很多化学品,主要来源于化石燃料
。它们灵活性被用在所
有PVC产品,如电力电缆,软管,垫圈,和乙烯基地板。增塑剂也用
于
其他塑料树脂,但PVC行业消耗绝大多数(约80%)的增塑剂。
然而PVC本身是防火的因为它的氯
含量比较高,增塑剂的加入降低了
它的防火性,就势必要添加阻燃剂。
最常见
的传统的增塑剂有DOP或DEHP(例如,被称为邻苯二甲酸二-
肉桂酸2-乙基己酯的酯)JOUR
NAL。全球每年生产的DOP约九百万吨。
在1987年,对DOP的被认定为是一种可疑的致癌物,
当被发现存储
的血液有DOP浸出时,含有DOP的医疗的血液袋被暂停使用。还有人
担心DO
P释放到环境中。环保署的有毒物质排放清单(TRI)报告称,
在1991年超过一百万磅的DOP被
释放到空气中。
稳定剂
稳定剂添加到PVC中,可以减少热或紫外线对材料的降解。稳定剂
的
主要化学的功能是为了防止PVC内形成盐酸(或是吸收形成),因为
酸可以促进材料降解。
传统上,重金属如镉和铅被用作稳定剂。由于担心这些元素的毒性,
该行业对于很多应用程序已
经改用替代品。然而,最近的工程报告中
的一篇文章说,城市固体废物焚烧的灰渣中15%的镉来自PV
C产品。
铅也继续被用于在大口径管道和电气绝缘电缆(见第15页)。常见的
金属替代品有钙
,锌,钡 - 锌合金。由于成本和技术困难的,以至
于没有在所有应用程序中用这些替代品。
其它添加剂
其他PVC产品添加剂类别的列表是冗长的:艾滋病处理剂、抗冲改性
剂
、颜料、惰性填料如粉笔、辅助挤出润滑剂、阻燃剂、灭火剂、杀
菌剂。这些添加剂通常
比增塑剂和稳定剂的用量少,其中大多数是用
于以塑料树脂为基础的其它化合物(非PVC)。
聚氯乙烯覆盖领域
聚氯乙烯,聚氯乙烯(IUPAC聚氯乙烯)通
常缩写为PVC,是广泛使
用的热塑性聚合物。在讲究效益的年代,它是一个化工行业的最有价
值的产品。在世界各地,超过50%PVC制造工程施工中的应用。作为
一种建筑材料,PVC便宜,耐
用,易于装配。近年来,PVC已取代传
统的建筑材料,如木材,混凝土和粘土许多领域。
聚
氯乙烯应用于各种领域。作为硬性的塑料,它可以作为乙烯基壁板,
磁条卡,门窗型材,留声机记录(这
是长期黑胶唱片的来源),管材,
管道和导管装置。因为它的价格低廉性和灵活性,该材料通常用在塑<
br>料压力管道系统在水和污水处理行业的管道。
PVC管管道设备通常
是白色的,而不像ABS,它常用的是灰色、黑色和白色。
它可以通过
加入增塑剂制成更柔软,更灵活的,最被广泛使用的邻苯
二甲酸盐。以这种形式应用于衣服和室内装潢,
使软管和油管,地板,
屋顶膜和电缆绝缘。它也常用在面塑。
聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合生
成的,如图所示。因为它的质量约有
57%是氯,一定质量的PVC需要的石油比许多其它的聚合物少。
历史
聚氯乙烯是在第十九世纪至少两个不同的情况下被偶然发现的,首先
是在183
5年由亨利·维克多发现和在1872年由欧根鲍曼发现。在这
两种情况下,该聚合物以
白色固体的形式出现在烧瓶内,而暴露在阳
光下的氯乙烯已经没有了。
在20世纪初,俄国化学家Ivan
Ostromislensky和德国化学公司
riesheim-Elektron的弗里茨都试图在
商业产品中使用PVC(聚氯乙
烯),但难以加工硬脆的聚合物,有时会阻挡了他们的努力。在1926
年,瓦尔多西蒙和B.F.古德里奇公司开发的一种方法,
增塑PVC与各种添加剂混合,其
结果是一个更灵活更容易处理的材
料,很快取得了广泛的商业用途。
聚氯乙烯是我们最常见的
合成材料之一。常被称为“PVC”或“醋酸
乙烯,聚氯乙烯是一个巨大的通用树脂,在数千种不同的配
方和配置
出现。在1992年的美国,我们生产了超过10亿英镑的PVC树脂。在
塑料中,它
的数量仅次于聚乙烯。
PVC是迄今为止最常见的建筑塑
料,其中在1992年就有630亿磅树脂在使用。 PVC化合物(
树脂结
合各种添加剂)出现在下水道,电线护套,地板,挡雨板等不同应用
中(见附表)。 <
br>然而一些乙烯产品如墙板和地板一直受批评,最近整个PVC产业因为
受到火灾环境影响而下降。
最大的最近的这些攻击的目的是不仅在
PVC产业,工业社会的氯的使用也成为更广泛的问题。据报道在
最近
的EBN的问题,为了一系列的健康和环境,绿色和平组织呼吁淘汰所
有氯基产业,包括P
VC。与绿色和平组织有较少的政治关系的组织也
公开表示反对氯的使用,虽然不是特别
强烈反对PVC。这些组织包括
在大湖国际联合委员会(IJC)和美国公共卫生协会(APHA)。
在所有的宣传之后,许多开发商和建筑师开始讨论寻找由PVC材料制
成明智替代品然而,要作
出明智的选择,特别是在这样一个有争议的
辩论,知道一些背景是很有用的。
PVC生产工艺
PVC是由氯、碳和氢组成。最多的氯来自常见的石盐(氯化钠)的盐
水溶液。该氯气通过电解
分离:强电流穿过电解质溶液,(带负电荷)
的阴极吸引了钠离子,而氯气在阳极收集。
直到
最近,在电解过程需要使用液态汞作为阴极,废液经常是有污染
有毒的汞的副产物。大多数制造商不再使
用汞,但仅在1992年,美
国就有14%的氯的生产使用汞。
今天最常见的氯的分离过程中
,美国77%的生产依赖于电解槽中的
隔膜。一个新的以膜为基础的方法被采用,与其他系统相比,由于
它
采用新设备,既节能和产生的副产物也存在较高的价值。此膜技术约
占了7%的氯的生产。
全球范围内,PVC行业是工业氯的最大的单一消费,使用约所生产的
氯的30%。其余的进入
纸的生产,农药,医药,以及其他一系列巨大
的产品工艺。由于担心它们对臭氧层的伤害
,一些含氯制冷剂和推进
剂(CFCs和HCFCs)正被淘汰。
除了氯气,盐电解还生成烧
碱(氢氧化钠),在许多其他行业用于制
肥皂,纸,人造丝,并作为中和剂。虽然最初在烧碱的生产的过
程中,
氯是多余的副产品,由于氯的需求增加了很多,烧碱变得相对便宜,
也就导致其更多的使
用和更多的生产工艺。
PVC树脂的57%(重量)的是氯,其余的是氢和碳,其中来自化石燃
料:主要是天然气和石油。今天几乎所有的PVC乙烯,是由许多石化
工业生产的。在美国,乙烯是乙
烷在约800℃的反应器中(乙烷是一
个轻量级的烃,天然气精炼过程中提取)裂解生成的,许多生产乙
烯
的副产物(烯烃,二烯烃,甲烷)被用于其他行业。与一个旧的过程
相结合,用氯气生产氯乙
烯乙炔,而不再基于有竞争力的乙烯的生产
过程,仍然在一个或两个有大型基础设施固定投资生产商的工
厂中使
用。
乙烯和氯气进行反应,生成1,2-二氯乙烷(EDC),然后转化为氯乙
烯。在常温和常压下的氯乙烯,通常在产业作为VCM(“氯乙烯单
体”)。
EDC转换成氯乙烯的副产物是盐酸。
EDC是由乙烯和氯气反应而来,期中有两个过程:一种是采用
纯氯和
乙烯直接氯化;另一种是乙烯结合盐酸氧氯化(见公式)。氧氯化过
程发
生在较高的温度下,比直接氯化产生更多的有毒副产品;它主要
是利用EDC转化为氯乙烯的副产物盐酸
。
PVC是结合成链或氯乙烯生产的聚合物。有几个不同的工艺用于聚合
反应,其中分别给出
了聚合物不同的性能。到目前为止,最常见的是
悬浮过程。氯乙烯搅拌入水中,连同少量的甲基纤维素和
有机过氧化
物,引发聚合剂并保持聚合颗粒的凝聚。聚合的六-八小时的过程中
必须搅拌大力。
此外,该过程必须持续不断的冷却,因为过程中约有
660英热单位磅的PVC的生成热。冷却水通过聚
合槽的两侧,使用
量约为生产每磅的PVC需要30加仑水。
具有约90%的氯乙烯已经聚合
时,则进程终止。残留的的氯乙烯单
体使用真空抽出在很大程度上恢复。直到最近,在PVC材料中仍然
有
氯乙烯的残留。实际生活中氯乙烯往往从PVC容器渗入食物或水,综
合分析它是致癌的,导
致了在PVC中残余氯乙烯的量要求严格控制,
特别是盛食物和水的容器。
为了满足这些要求
,PVC生产企业增加了一个单独的从PVC删除几乎
所有的残余单体的汽提工艺。剥离后,PVC以小
颗粒的形式悬浮在水
中。这些在包装之前要通过离心机干燥和空气干燥。
除了悬浮过程,其他
两个聚合过程创建了PVC的某些应用。乳化过程
来产生细PVC颗粒,用于氯乙烯糊剂也称为增塑溶胶
,其中一些是生
产乙烯基地板。质量过程比较简单,虽然它不添加共聚物的灵活性(其
<
br>他塑料树脂混合PVC为了提高某些特性)。美国生产的PVC本体聚合
约占20%。
PVC产业的历史
PVC最早产生于1872年的实验室。它在20世纪30年代开始投产,
当技术将其与增塑剂出名而且PVC的出现成为了橡胶的代用品。在世
界第二次大战期间,德国
科学家开发的PVC供水系统管路时因材料短
缺而限制常规管道的供应。
在20世纪50年代
和60年代,许多美国公司建立了设施氯乙烯聚合
成PVC。当时进行聚合在开放的大槽,需要相对较少
的资本。高水平
的工人在这个过程中接触氯乙烯不被认为是有危险的,虽然它们通常
会产生麻醉
作用。在PVC生产期间,来自马萨诸塞州的洛厄尔的该大
学的鲁道夫deanin教授说:“我们常常
开玩笑说从中可以得到大便
宜。”
在1971年,血管肉瘤,是一种罕见的癌症,源于暴露在
氯乙烯的的
PVC工人,严格的工作场所暴露限值由职业安全与健康管理局(OSHA)
建立。
这些限制需要彻底改变制造业环境——聚合槽必须密封和控
制。这些变化的成本和经济规模的增大,势必
有利于大的产商而最终
淘汰规模较小的生产商,规模较小的生产商要么是关闭PVC生产要么
被
较大的生产商收购。
今天,北美PVC市场主要由十几大的制造商。其中的几个如,西
方石
油公司(Occidental Petroleum)公司,经营从氯气和乙烯生产到最
终产品过程中的所有阶段。然而,大多数情况下,是从其他生产商购
买一些精制材料。陶氏化学公司生产
大量氯乙烯出售给其他公司,但
它本身不生产PVC。
添加剂
聚氯乙烯树脂本身不
是都的有用。它与添加剂混合相对容易,然而,
PVC化合物提供了广泛的各种性质。实际的PVC树脂
通常只要大约
70%的PVC的终端产品,有时甚至只要35%或40%。PVC在其生产
过程
中可以与其他聚合物树脂混合(共聚物),或者在以后与各种添
加剂混合。最常见的添加剂比如增塑剂,
它跟灵活的PVC反应生成许
多乙烯基产品和稳定剂,从而减少其在各种条件下降解的趋势。这些
过程中添加剂与PVC的混合称为复合。复合过程可能是由PVC厂家做,
也可能是公司专门从事这单
独做,或是由生产最终产品的厂家做。
增塑剂
增塑剂包括很多化学品,主要来源于化石燃料
。它们灵活性被用在所
有PVC产品,如电力电缆,软管,垫圈,和乙烯基地板。增塑剂也用
于
其他塑料树脂,但PVC行业消耗绝大多数(约80%)的增塑剂。
然而PVC本身是防火的因为它的氯
含量比较高,增塑剂的加入降低了
它的防火性,就势必要添加阻燃剂。
最常见
的传统的增塑剂有DOP或DEHP(例如,被称为邻苯二甲酸二-
肉桂酸2-乙基己酯的酯)JOUR
NAL。全球每年生产的DOP约九百万吨。
在1987年,对DOP的被认定为是一种可疑的致癌物,
当被发现存储
的血液有DOP浸出时,含有DOP的医疗的血液袋被暂停使用。还有人
担心DO
P释放到环境中。环保署的有毒物质排放清单(TRI)报告称,
在1991年超过一百万磅的DOP被
释放到空气中。
稳定剂
稳定剂添加到PVC中,可以减少热或紫外线对材料的降解。稳定剂
的
主要化学的功能是为了防止PVC内形成盐酸(或是吸收形成),因为
酸可以促进材料降解。
传统上,重金属如镉和铅被用作稳定剂。由于担心这些元素的毒性,
该行业对于很多应用程序已
经改用替代品。然而,最近的工程报告中
的一篇文章说,城市固体废物焚烧的灰渣中15%的镉来自PV
C产品。
铅也继续被用于在大口径管道和电气绝缘电缆(见第15页)。常见的
金属替代品有钙
,锌,钡 - 锌合金。由于成本和技术困难的,以至
于没有在所有应用程序中用这些替代品。
其它添加剂
其他PVC产品添加剂类别的列表是冗长的:艾滋病处理剂、抗冲改性
剂
、颜料、惰性填料如粉笔、辅助挤出润滑剂、阻燃剂、灭火剂、杀
菌剂。这些添加剂通常
比增塑剂和稳定剂的用量少,其中大多数是用
于以塑料树脂为基础的其它化合物(非PVC)。