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聚氯乙烯热可逆交联技术

以双环戊二烯二甲酸盐（由石油裂解副产物环戊二烯合成得到）或含叔胺侧基聚合物为交联剂，在PVC树脂配料时加入体系中，于加工成型过程中发生交联反应，获得交联PVC材料或制品。此类交联PVC的交联键是热可逆的，即温度低于150℃时处于交联状态，而在160~180℃加工温度下解交联，冷却后又重新交联，所以交联的PVC材料可进行反复热塑再加工。对于软PVC材料（100份树脂，40份DOP），当交联剂添加量为1份时，拉伸强度可提高20%，断裂伸长率提高70%。对于硬PVC材料，100份PVC树脂添加0.5份交联剂，抗拉强度提高20%，维卡耐热提高2~3℃，200℃热失重减少65%。因此，热可逆交联技术在改善PVC力学性能的同时可改善其热稳定性。由于交联反应和解交联反应的平衡只受温度和剪切力控制，无需任何催化剂，因此只需在配料时额外添加热可逆交联剂这一种成分即可显著提高PVC材料的性能。本技术不需要对现有PVC加工设备和工艺进行重大调整，而且交联剂用量仅占树脂的0.5~2%，对制品成本影响不大，便于推广应用。用疏松-3型树脂制得的热可逆交联PVC软制品性能达到以超高分子量树脂（聚合度2500）制得的PVC软制品性能；热可逆交联PVC硬制品强度提高15~25%（取决于交联剂用量）。热可逆交联技术既适合于软制品如PVC弹性体制品、软性片材制品、电缆料、电缆护套等，也适合于硬制品如板材、管件、窗框、百叶窗等。此外，普通PVC树脂经热可逆交联后可替代价格较高、又较难加工的高聚合度PVC树脂，从而降低有关制品的成本。全国PVC消耗量达1000万吨，若1%PVC产品采用热可逆交联技术，即有10万吨规模。全国电缆行业消耗PVC约50万吨，采用热可逆技术可以提高PVC电缆绝缘层的耐热等级和力学性能，市场前景良好。交联剂成本约50元/Kg。对于软制品，以交联剂用量为1%计，每吨制品交联剂成本约500元，用常规PVC树脂替代超高分子量PVC树脂（价格至少比常规树脂高1000元/吨）可节约总成本500元/吨制品，生产1000吨软制品可增加50万元效益。对于硬制品，以交联剂用量为0.5%计，每吨制品交联剂成本约250元，因强度提高可以减少厚度约20%，即同类硬制品可节省用料20%，以PVC树脂售价为5000元/吨估算，可节约1000元，近似估算采用热可逆交联剂后可增效750元，生产1000吨硬制品可增加经济效益75万元。合作开发热可逆交联PVC软制品或硬制品。

北京化工大学 2021-02-01