偏氯乙烯聚合改性

孙作荣

摘 要：综述了偏氯乙烯及其聚合物聚偏氯乙烯的性质和用途，简述了聚偏氯乙烯的合成方法，指出了影响乳液聚合和悬浮聚合的因素。研究了聚偏二氯乙烯的熱稳定性。

关键词：偏氯乙烯;聚偏氯乙烯;改性

1 前言

偏二氯乙烯（VDC），也称为1，1-二氯乙烯（ViNyLi-denecl）、偏氯乙烯。结构公式为CH2=CCL2，无色挥发性液体，溶于大多数极性和非极性有机溶剂。它的分子中有一个碳双键，它有一个碳双键碳原子上连着两个氯，这使得偏氯乙烯的化学反应性更强，聚合反应更容易发生。偏氯乙烯有多种生产方法，按原料路线常见的生产方法有：氯乙烯氯化法、氯乙烯氢氯化法、1，2-二氯乙烷氯化法、乙烷氯化法。国内因技术水平和生产规模的限制，大都采用氯乙烯氯化法。反应如下：

CH2=CHCl+Cl2=CH2Cl-CHCl2                ①

CH2Cl-CHCl2+NaOH=CH2=CCl2+NaCl+H2O  ②

反应①在三氯乙烷母液中进行，按照n（CH2=CHCl）：n（Cl2）=1：（1.05-1.1）进料，温度控制40-70℃;反应②采用12%氢氧化钠溶液，温度控制在60±5℃，粗偏氯乙烯产出含量可达95%以上，经精制即可产出偏氯乙烯精品99.5%以上。

2 聚偏氯乙烯性质

聚偏二氯乙烯（PVDC）是以偏二氯乙烯单体为主要成分的共聚物。它是一种无毒无味的理想包装材料，具有较高的阻隔性、较强的韧性、良好的热收缩性和化学稳定性，以及良好的印刷和热封性能。PVDC因其优异的高阻隔性，常被用于食品包装材料，用它包装的食品，可以有效的解决变质问题，从而大大延长产品的保质期，同时对食品的色泽、香气、口感具有良好的保护作用。与普通PE膜、纸张、木材、铝箔等包装材料相比，PVDC复合包装每单位资源消耗较少，大大降低了包装浪费的数量和总成本，从而减少了包装。

3 VDC聚合

3.1 聚合机理

偏氯乙烯的聚合与大多数物质聚合机理相同，都是以自由基聚合方式完成的，也就是说大多数是链式反应进行的。与小分子连锁反应相比，连锁聚合反应的特点是在链式反应中链传递过程的每一步，都是单体形成大分子链的一步增长，链的传递结束了，一个由单体单元组成的大分子链也形成了。聚合反应分链的引发、链的增长、链的终止。

3.2 聚合方法

聚氯乙烯的聚合方法通常包括悬浮聚合和乳液聚合。

通过共聚物乳液聚合得到的乳胶为固体体积约为50%，外观为乳白色液体。涂层或涂层干燥后形成的膜具有屏障、防潮、熏香、耐油、耐化学、阻燃、高频热封等特点。对偏氯乙烯乳液聚合的影响因素很多，如聚合配方、聚合工艺、聚合方法等。这些因素对乳液聚合的正常运行、稳定性和性能都有重要影响。悬浮聚合反应稳定，均匀放热温度，高含量的VDC（通常在80%到95%之间），其中树脂、各种水溶性添加剂和单体残留量较少比乳液聚合树脂，并被广泛应用于食品保鲜膜，高屏障膜工具，板材料等等。悬浮法生产PVDC树脂已得到广泛应用。

4 聚偏氯乙烯热稳定性研究及其解决办法

4.1 热稳定性研究

在聚偏氯乙烯同分异构体的单分子结构中，由于两氯的对称性和强极性，聚偏氯乙烯的同分异构体具有高结晶度和良好的膜障。但偏氯乙烯分子中两个对称氯原子不稳定，熔融分解温度相对较近，这给成膜带来了很大的困难。PVDC热不稳定性，通常可以用低于100℃，但释放盐酸加热到125℃时，共轭双键形成，使聚合物的黄色或棕色，最终成为黑色。采用自由基悬浮聚合，采用过氧化氢和偶氮引发剂（分解后半衰期基本相同）。引发剂的性能对聚合物的稳定性有两个影响。不稳定性可能是由于端基效应或当残余单体被降解或溶解时攻击造成的。在这一点上，树脂的相对热稳定性可以通过在大气中使用双辊轧机来评估。通过加热或切割样品，可以很容易地从树脂的颜色变化过程中得到降解率和降解程度。具有良好热稳定性的聚合物是通过使用在降解过程中不会攻击聚合物的自由基来实现的。

4.2 添加剂

为了提高聚偏氯乙烯的热稳定性，还可在聚合前后添加丙烯酸甲酯、丙烯酸烷基酯等共聚单体。因此，在聚合配方中加入丙烯酸酯类的添加剂可以提高树脂的热稳定性。

4.2.1 增塑剂和稳定剂

不同的增塑剂有不同的性质，所以在实践中使用不同的增塑剂，可以相互补充，以满足加工性能和产品性能的要求。一般来说，增塑剂的添加量为5～7，增塑剂的添加量较低，会产生抗增塑剂的效果。如果增塑剂的用量过大，则会大大降低产品的阻隔性和力学性能。

5 结束语

PVDC具有良好的渗透性，PVDC膜是所有聚合物膜中透气性最低的一种，是目前食品工业中最理想的软包装材料。同时，加入其他物质或相应的添加剂可以提高聚氯乙烯与其他物质的共聚，从而提高聚氯乙烯的热稳定性。因此，可以预测PVDC的应用前景更加广阔。

参考文献：

[1]姜飞燕，杨杰，包永忠.偏氯乙烯共聚物/层状双金属氢氧化物纳米复合材料的制备与表征[J].高分子学报，2013（09）：1131-1136.

[2]卢嘉春，黄萍，张丽莉.聚偏氯乙烯热解动力学研究[J].光谱实验室，2003（06）：807-809.