BLOK V: Techniczne

metody otrzymywania

polimerów

POLICHLOREK WINYLU

Surowiec

Chlorek winylu CH

2

=CHCl

• Rakotwórczy
• Na organizm ludzki działa lekko

narkotycznie

• Substancja toksyczna

Chlorek winylu-otrzymywanie

• Hydroksychlorowanie acetylenu

CH=CH + HCl  CH

2

=CHCl

• Temp. 140 - 200°C
• Reaktory płaszczowo-rurowe

Chlorek winylu-otrzymywanie

• Chlorowanie etylenu

CH

2

= CH

2

+ Cl

2

 CH

2

Cl- CH

2

Cl

T= 50-125°C

p=0,4 – 1 Mpa

CH

2

Cl- CH

2

Cl  CH

2

=CHCl + HCl

T=200-500 °C

p=0,7 – 3,5 MPa

Chlorek winylu-otrzymywanie

• oksychlorowanie etylenu

CH

2

= CH

2

+ Cl

2

 CH

2

Cl- CH

2

Cl

CH

2

Cl- CH

2

Cl  CH

2

=CHCl + HCl

CH

2

= CH

2

+ 2HCl + ½ O

2

 CH

2

Cl-

CH

2

Cl +H

2

O

Chlorek winylu-otrzymywanie

• Metoda kombinowana

CH

2

= CH

2

+ Cl

2

 CH

2

Cl- CH

2

Cl

CH

2

Cl- CH

2

Cl  CH

2

=CHCl + HCl

CH=CH + HCl  CH

2

=CHCl

Produkt

Poli(chlorek winylu)

Podstawowe właściwości:

• wysoka wytrzymałość mechaniczna
• bardzo wysoka odporność chemiczna
• niepalność
• niska odporność na ścieranie
• niska wytrzymałość zmęczeniowa
• możliwość spawania, zgrzewania i klejenia
• brak absoprcji wody
• odporność na czynniki atmosferyczne i promieniowanie UV

Poli(chlorek winylu)

• Jest pierwszym syntetycznym termoplastem, wytwarzanym

w skali przemysłowej

• Homopolimer PVC zawiera 56,7% chloru – PVC jest

najtańszym termoplastem

• PVC zmieszany z dodatkami takimi jak plastyfikatory,

stabilizatory, modyfikatory udarności i inne przetwarza się
na wyroby finalne

• Twardy PVC ma właściwości: Odporność na korozje,

chemikalia, oleje, czynniki atmosferyczne, łatwość
przetwarzania i łączenia, łatwość barwienia i drukowania,
jest lekki, odporny na płomień i samogasnący

• Miękki PVC ma doskonałą przeźroczystość, elastyczność,

odporność na rozdzieranie, jest giętki, odporny na wpływy
atmosferyczne, nie przepuszcza tlenu oraz zapachu

Zastosowanie

• Materiał elektroizolacyjny
• Surowiec do wyrobu płytek

podłogowych

• Rury, elementy armatury
• Drobnego sprzętu medycznego

(cewników, drenów, sond).

Metody otrzymywania

poli(chlorku winylu)

Polimeryzacja suspensyjna

Warunki procesu:
• Temperatura: 40-70°C
• Obecność stabilizatorów suspensji
• Inicjator: dinadwęglan izopropylowy

Przebieg polimeryzacji

Schematy autoklawów do polimeryzacji suspensyjnej

Źródło: „Polichlorek winylu”, Maria Obłuj-Muzaj

Schemat do produkcji

poli(chlorku winylu) metodą

suspencyjną

Źródło: „Technologia tworzyw sztucznych”, Pielichowski Jan

Usuwanie nieprzereagowanego

monomeru

• 10-20% nieprzereagowanego monomeru

• Odgazowanie

• Sposobem usuwania VC z suspensji lub emulsji

jest stripping

• Cel: oczyszczenie PVC z resztkowego monomeru

Znaczenie poszczególnych parametrów i

składników polimeryzacji

• Stabilizatory suspensji

-przeciwdziałają zlewaniu się poszczególnych kropelek
-zbyt mała ilość stabilizatorów lub nieodpowiednia zawartość
może powodować tworzenie grubego ziarna PVC tj. o
średnicy powyżej 0,25 mm
-nadmiar stabilizatorów suspensji jest niekorzystny, ponieważ
powodują pienienie mieszaniny

• Inicjatory

Rodzaj i ilość użytych inicjatorów ma wpływ na czas polimeryzacji i

wydajności

produktu, na właściwości otrzymanego ziarna PVC

Znaczenie poszczególnych parametrów i

składników polimeryzacji

• Mieszanie

Parametr mieszania ma znaczący wpływ na morfologię ziarna PVC,
tj. na wielkość i kształt ziarna, rozrzut wielkości ziaren oraz
na ich porowatość.

• Woda

Główną rolą fazy wodnej jest odbiór ciepła z fazy organicznej i
wymiana ciepła.

Ocena procesu

• Możliwość syntezy rozdrobnionego polimeru
• Łatwość osiągnięcia koloidu ochronnego
• Łatwość odprowadzania ciepła
• Uzyskiwanie produktu o powtarzalnych właściwościach i

małym stopniu polidyspersyjności

• Metoda ta ma szerokie zastosowanie do przemysłowego

otrzymywania takich polimerów jak: polichlorek winyli,
polimetakrylan metylu, polistyren i polioctan winylu

Inne metody otrzymywania

poli(chlorku winylu)

Parametr

Proces

Światowa

produkcja

Tempe-

-ratura

Inicjator

Emulgator

Metoda

Faza

Polimeryzac

ja

suspensyjna

80% PVC

40 - 70°C

Dinadwęglan
izopropylowy

Rzadko

stosowane

periodyczna

wodna

Polimeryzac

ja

emulsyjna

10% PVC

42-60°C

Nadtlenek

wodoru,

wodoronadtlen

ek kumenu,

nadsiarczany

np. fosforan

wapniowy,

talk, tlenki:

glinowy i

magnezowy

ciągła

lub

periodyczna

wodna

Polimeryzac

ja

w masie

10% PVC

-

jak w

polimeryzacji

suspensyjnej

brak

Ciągła lub

półciągła

Brak fazy

wodnej,

równowaga

ciecz-para

Bibliografia

• „

Polichlorek winylu” Maria Obłuj-Muzaj,

Barbara Świerz-Motysia, Beatrycza

Szabłowska. Wyd, Naukowo-techniczne,

Warszawa 1997

• „Chemia polimerów” tomII. Praca zbiorowa

pod redakcją Zbigniewa Florjańczyka i

Stanisława Penczka. Oficyna wydawnicza

Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002

• „Technologia tworzyw sztucznych” Jan

Pielichowski