PVDC生产技术及市场前景分析

（新疆天业集团研究院，石河子市，832000） 庞晓东 赵新丽

聚偏二氯乙烯（PVDC）即聚1,1-二氯乙烯，是一种具有高阻隔性能的聚合物，其生产方法是在1838年由法国人V·Kegnaulf首次发现，20世纪40年代由美国DOW化学公司实现工业化生产并命名为Saran，获得产品发明专利。其后的三十年间陆续有英国帝国化学公司、BASF公司等公司开发出不同类型的共聚树脂[1]。PVDC具有优良的气体阻隔性能，是目前公认最好的密封包装材料。同时也是目前世界上唯一工业化生产、可以承受高温蒸煮、具有高阻隔性能的塑料，综合性能优于尼龙和PE。应用领域也涵盖食品包装、涂覆材料、药品包装、军品包装等。实验数据表明[2]，24小时内，温度30.8℃，相对湿度90%的条件下，PVDC、尼龙、PE的透气率分别为26.4ml、40.3ml、3875～13020ml，可见PVDC的阻气性能优良。

除此之外，包装行业通常使用的高阻隔材料还有PEN（聚萘二甲酸二乙酯），它与EVOH类似，在高的相对湿度环境下，阻氧性能明显下降，而PVDC则仍能保持较高的阻氧和阻湿性能[3][4]。

1 生产技术

偏氯乙烯的主要生产工艺有氯乙烯氯化法、二氯乙烷法、乙烷氯化法、氯乙烯氢氯化法等。上述各种生产工艺中均需要经过氯化和皂化工序，其余工序有所区别。

1.1 氯乙烯氯化法

在氯化反应过程中，有偏二氯乙烷、均四氯乙烷生成；在碱解过程中，有1,2-二氯乙烷生成。其中1,1,2-三氯乙烷经脱除氯化氢生产偏二氯乙烯，这是工业上普遍采用的方法。根据所用的碱不同，又可分为氢氧化钠法、氢氧化钙法和氢氧化铵法。氢氧化铵法最终产品中无氯化钙、氯化钠的副产物，后处理容易[5]。

1.2 氯乙烷氯化碱解法

该法采用1,2-二氯乙烷为原料，在温度118℃，压力4.6MPa下，经液相氯化成1,1,2-三氯乙烷，反应物除1,2-二氯乙烷和氯气外，还加入12%乙烯，以加速二氯乙烷的氯化反应。三氯乙烷经提纯后与稀碱反应，脱除一分子氯化氢制得偏二氯乙烯；粗偏二氯乙烯精制得高纯度偏二氯乙烯产品。

1.3 乙烷氯化、热裂解脱氯化氢法

此法采用乙烷为原料，在426.6℃氯化，产物为含氯化氢、氯乙烯、偏二氯乙烯、氯乙烷、1,1-二氯乙烷和甲基氯仿的混合物，通过精馏将各成分分离。甲基氯仿经高温裂解脱除一分子氯化氢生成偏二氯乙烯，与氯化液合并进行分离提纯，获高纯产品偏二氯乙烯[6]。

1.4 氯乙烯氢氯化法

此法采用氯乙烯为原料，与氯化氢加成生成1,1-二氯乙烷；二氯乙烷经高温氯化，所得氯化液产物主要有偏二氯乙烯、甲基氯仿(1,1,1-三氯乙烷)及氯乙烯。副产物有三氯乙烯、顺式二氯乙烯、反式二氯乙烯、多氯乙烷及氯化氢。氯化液经精馏将上述产物分离，氯乙烯和氯化氢返回加成工序，三氯乙烯作为商品出售，甲基氯仿经高温裂解成偏二氯乙烯，裂解混合物与氯化液合并精馏分离，偏二氯乙烯中加入阻聚剂作为商品出售，1,1-二氯乙烷与1,2-二氯乙烯经液相低温氯化成1,1-二氯乙烷与四氯乙烷，再送入高温氯化器[7]。

上述各法均先将原料转化成1,1,1-三氯乙烷或1,1,2-三氯乙烷，然后高温热解或碱解或催化热解，前两者的缺点是产生较多副产物，同时有大量废水产生，不利于工业化应用，而后者在催化剂的作用下能明显提高产品收率并且不产生废水，是值得深入研究的方向，目前存在的根本问题是催化剂的失活。

2 聚合技术

由于PVDC软化温度高且与其分解温度接近，与一般增塑剂相容性差，因此难以成型，通常PVDC薄膜多由VDC与VC（氯乙烯单体）或丙烯酸甲酯的共聚物制得。[8]

VDC可以通过本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合等工艺合成PVDC，工业上常采用乳液聚合和悬浮聚合生产。

乳液聚合：主要生产VDC乳胶，其聚合速度比悬浮聚合快，并且比较容易达到较高的VDC含量，但其缺点是产能低，消耗高，各种助剂残留较多，难以脱除干净，生产工艺复杂，目前已逐步淘汰。

悬浮聚合：主要生产PVDC树脂，反应平稳，放热均匀，制得的PVDC树脂中VDC含量可以高达80～95%，并且其配方中有损于聚合物性能的组分较少，后处理工序相应简单，产品的热稳定性好，是目前主要推广的技术路线。其缺点是聚合速度较慢，分子量难以做高[9][10]。

3 生产及消费情况

3.1 生产情况

20世纪80年代中期，PVDC两大类型产品——树脂和乳液发展到高峰，实际产量为17万吨/年，后由于新产品EVOH以及双向拉伸尼龙膜的开发，PVDC产品的实际产量有所下降。然后，由于PVDC的特异性能和现代包装技术的发展及军品包装的高要求，使近几年PVDC的实际产量又有所回升。目前全球PVDC产量约近30万吨/年[11][12]。

3.1.1 国内生产情况

由于PVDC树脂加工技术难度大，上世纪90年代之前我国一直处于进口状态，我国VDC生产装置都较小，技术比较落后，产品质量不能满足后续生产的需要。近几年经过技术人员的不懈努力，国内产品的品质已取得了不错的成绩，如巨化集团的SL-15、SL-18、SL-20等牌号，其阻隔性和加工性能已达到美国DOW化学公司Saran168的水平，并且已被多家吹膜厂家所接受[13][14]。

我国现有的生产厂家有浙江巨化股份有限公司、山东齐鲁石化、浙江东阳市野风塑料有限公司、河南双汇投资发展股份有限公司等，总产能达到6.8万吨/年。

3.1.2 国外生产情况

国外主要生产厂家有美国陶氏化学、匹兹堡玻璃板工业公司、日本旭化成公司、英国的帝国化学工业公司、加拿大MACRO公司、比利时Solvay公司和法国阿马科公司、日本吴羽化学公司、关东电化学工业公司、德国的巴斯夫公司和赫斯化学公司等，其总产量达到20万吨/年。

3.2 消费情况

发达国家中，市场上流通的小包装食品、药品、化工产品、电子产品等，超过60%采用PVDC包装。在欧美和日本，PVDC的包装率约80-90%，而中国、印度等只有不足5%。中国在食品包装方面使用PVDC处于很低的水平，目前人均消费量仅为0.002kg，为日本的8%。预计未来几年中国PVDC软包装市场的消费量将以数倍的速度增加。

4 建议与展望

偏氯乙烯是氯乙烯企业下游具有较高附加值的新产品，其性能优良，用途广泛，在各行各业拥有着广阔的应用前景。当前国际上刚进入普及阶段，而我国则处于起步阶段，人均使用量不及德国及日本的10%，尤其在食品、药品包装方面具有相当大的潜力。随着人民生活水平的不断提高，人们在确保食品的质量安全的同时，对于新鲜度也越来越注重，PVDC在阻气性以及保香性方面的优点将越来越受到青睐。同时，我国拥有着巨大的人口基数，随着经济和社会的发展，食品以及药品包装材料的高端化普及率将成倍增加，未来几年国内的需求也将成倍增加。面对广阔的消费市场，氯碱企业开展PVDC的开发，将使企业更具强有力的竞争优势。

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