氯化聚氯乙稀( CPVC) 是聚氯乙烯( PVC) 進一步氯化改性的產(chǎn)品，其氯含量一般為65% ~ 72%( 體積分數(shù)) 。CPVC 除了兼有PVC 的很多優(yōu)良性能外，其所具有的耐腐蝕性、耐熱性、可溶性、阻燃性、機械強度等均比PVC 有較大的提高，因而CPVC 是性能優(yōu)良的新型材料，被廣泛用于建筑、化工、冶金、造船、電器、紡織等領(lǐng)域，應用前景十分廣闊。
物化性質(zhì)
氯化聚氯乙烯是由聚氯乙烯（ PVC ）樹脂氯化改性制得，是一種新型工程塑料。該產(chǎn)品為白色或淡黃色無味、無臭、無毒的疏松顆粒或粉末。 聚氯乙稀 樹脂經(jīng)過氯化后，分子鏈排列的不規(guī)則性增加，極性增加，使樹脂的溶解性增大，化學穩(wěn)定性增加，從而提高了材料的耐熱性及耐酸、堿、鹽、氧化劑等的腐蝕的性能。提高了樹脂的熱變形溫度的機械性能，氯含量由 56.7% 提高到 63-69% ，維卡軟化溫度由 72-82 ℃，（提高到 90-125 ℃），最高使用溫度可達 110 ℃，長期使用溫度為 95 ℃。因此， CPVC 是一種應用前景廣闊的新型工程塑料。
用途
又稱（聚）過氯乙烯。由聚氯乙稀經(jīng)氯化而得高分子化合物。含氯量61%~68%。具有熱塑性。白色粉末。不易燃燒。耐濃酸、濃堿液、礦物油等，制品在沸水中不變形。比聚氯乙烯易溶于類、類、芳香烴等有機溶劑。用于制耐腐蝕漆、膠粘劑和合成纖維等。
CPVC 具有卓越的耐高溫、抗腐蝕和阻燃性，而且與其他熱塑性工程塑料比較，價格相對較低。因此CPVC 的用途十分廣泛，大量應用于住宅、賓館、飯店的冷熱水輸送及工業(yè)管道輸水系統(tǒng)；電纜管、異型材門窗等建材；飛機內(nèi)的裝飾材料以及車、燈具用材料；可將CPVC 板材焊接成不同的設備；另外，在電子行業(yè)也有廣泛應用。
制備方法
制備方法：由聚氯乙稀經(jīng)氯化而得高分子化合物。將根據(jù)聚合度的大小，可制成高粘度型、中粘度型和低粘度型。高粘度型有較好的耐假性、耐化學腐蝕性和彈性。低粘度型則較易溶于植物油類。粉狀聚氯乙烯在低于50℃溫度下，用適當溶劑溶脹并進行水相懸浮氯化制得。
溶劑法
溶劑法是最早采用的制備CPVC 的方法，西德AG 法本公司首先采用溶劑法生產(chǎn)。該工藝比較成熟，其主要工藝過程是將PVC 樹脂溶解于三氯甲烷或四氯化碳溶劑中再進行氯化。此方法中，聚氯乙稀 的濃度非常重要。例如，當以二氯乙烯為溶劑時，使12%( 質(zhì)量分數(shù)，下同) 的PVC 溶液氯化會發(fā)生較多的脫氯化氫和降解作用，產(chǎn)生的CPVC 大約含等量的1, 2-二氯乙烯和1, 1, 2-三氯乙烯單元。但是，當使PVC 的7% 二氯乙烯溶液氯化時，脫氯化氫和降解較少，PVC 氯化更均勻，CPVC 主要由1, 2-二氯乙烯單元構(gòu)成。據(jù)報道，采用由二氯乙烯和三氯乙烯構(gòu)成的1：1( 體積比) 的混合溶劑，能實現(xiàn)均勻氯化。聚氯乙稀 可溶于氯苯，因此在引發(fā)劑和促進劑存在下， PVC 在氯苯中同氯氣在110~ 115℃ 反應，也能實現(xiàn)氯化。引發(fā)劑通常采用偶氮二異丁腈，促進劑可以采用對氯苯亞硫胺酰二氯。
溶劑法氯化比較均勻，產(chǎn)品具有良好的溶解性能，非常適合用作涂料、黏合劑等。但是，該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品熱穩(wěn)定性和機械性能較差，不能用于制作包括管材在內(nèi)的硬制品；同時，由于使用三氯甲烷或四氯化碳等有機溶劑毒性大, 回收困難，因此造成環(huán)境污染。該法正逐步被淘汰。
懸浮法
20 世紀60 年代初，美國古德里奇( Goodrich)公司首先采用水相懸浮法生產(chǎn)CPVC，其工藝過程是將粉狀PVC 樹脂懸浮于氯化氫溶液中，在助劑的存在下通氯反應，氯化反應按自由基反應機理進行，此時氯化轉(zhuǎn)化率受擴散控制。為便于氯氣在高分子相的擴散并提高氯化的均勻性，早期工藝要求在水相中加入溶脹劑，如氯仿或CCl4，來增加氯氣與聚氯乙稀 的接觸面積。另有研究者發(fā)現(xiàn)，原料PVC 由氯乙烯單體在特殊改性劑存在下聚合而成時不用加入溶脹劑也可提高CPVC 氯化的均勻性，還可提高反應速率，增強產(chǎn)品的加工性能。在CPVC 制備完成后，向反應體系及時通入惰性氣體并加入還原劑，該還原劑可避免Cl2 與H2O 反應生成的次氯酸與CPVC 反應生成含羰基及雙鍵的有機化合物。
懸浮法生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)流程短，具有良好的耐熱性和機械性能，生產(chǎn)成本也較低，是國內(nèi)外普遍采用的方法。其不足之處是生產(chǎn)過程產(chǎn)生的酸性廢氣需要處理，產(chǎn)品后處理較繁瑣。
氣-固相法
西德勞倫爾公司1958 年首先報導了氣-固相氯化法，氣-固相氯化法是常壓將聚氯乙稀 樹脂在干燥狀態(tài)下放入反應釜或流化床內(nèi)，直接進行氯化反應。疏松型顆粒在55℃沸騰床中用稀釋氧氣處理可實現(xiàn)氯化。氣流可由含氯50% ( 體積分數(shù)) 、含0.75% ( 體積分數(shù)) 和氮49.25% ( 體積分數(shù)) 的混合氣體構(gòu)成，反應100 min 后能獲得含氯64% ( 體積分數(shù)) 、含氟0.6%( 體積分數(shù)) 的CPVC。光能催化氯化，但無光照時微量氧也有催化作用。
該工藝生產(chǎn)流程短，具有易于連續(xù)化，投資少且生產(chǎn)過程沒有廢酸、廢水產(chǎn)生，基本無設備腐蝕，后處理大大簡化和對環(huán)境污染輕的優(yōu)點。氣-固相氯化法存在的氯化不均勻及反應熱導出困難限制了該工藝的工業(yè)化，美國、日本、以色列、德國及中國等對固相法氯化裝置、反應器的型式、反應工藝條件的探索研究主要集中解決這2個問題。該工藝方法尚處于開發(fā)階段。
加工
雖然CPVC是以PVC為基質(zhì)制得的聚合物，且和PVC共有某些性能，但是，它也是一種有其自身特性的聚合物，這一點對于其加工特別重要。例如，CPVC聚合物熔融溫度范圍從400°F直至最高達到 450°F。擠塑加工需要采用鍍鉻或不銹鋼的模頭。擠塑模頭必須是良好流線型，以保證能長時間地加工運轉(zhuǎn)。平板模頭不能獲得滿意的擠塑運轉(zhuǎn)時間。為了很好地控制管材和異型材的擠塑尺寸，最好采用真空定型技術(shù)。擠塑設備需配備至少 40馬力的螺桿傳動裝置。有幾種螺桿設計可適于擠塑加工各種配方好的混配料。
注塑加工需要采用有合適導出長度的低壓縮螺桿。管件用物料需要采用尖梢式塑化螺桿。而低粘度，高產(chǎn)出物料需要采用卸掉滑動止過環(huán)的加工螺桿，不能采用球形止逆螺桿。注塑模具應該采用不銹鋼材料，至少也應采用鍍鉻或鍍材料。
參考資料 >