1、氯化聚乙烯的性能和用途

氯化聚乙烯（CPE）為飽和高分子材料，是聚乙烯（PE）的一種化學改性品種，外觀為白色粉末，無毒無味，溶于芳烴和鹵代烴，不溶于脂肪烴，在170℃以上分解，放出氯化氫氣體，在-30℃仍具有柔軟性，脆化溫度在-70℃以下。

氯化聚乙烯的性能與所用原料聚乙烯的分子質量、產品中氯含量及分子結構有關。氯化程度是影響氯化聚乙烯性能的主要原因，氯含量在23%以下的氯化聚乙烯，具有彈性體性質，氯含量在46%～58%的氯化聚乙烯是一種類似皮革狀的聚合物，氯含量在59%～63%的氯化聚乙烯是一種硬質聚合物，氯含量在64%以上的氯化聚乙烯是一種耐燃脆性樹脂[1]。

由于氯化聚乙烯分子結構中不含不飽和雙鍵并接入含氯基團，且氯原子是沿著聚乙烯鏈無規律分布在分子結構中，因此產品具有穩定的化學結構，優良的耐熱、耐老化性、阻燃性、耐寒性、耐油性、自由著色性、耐化學藥品性、耐臭氧性和電絕緣性以及良好的相容性和加工性等。作為一種新型的高分子材料，氯化聚乙烯在塑料、建材、電氣、醫藥、農業、橡膠、油漆、顏料、輪船、造紙、紡織、包裝以及涂料等行業具有廣泛的應用。

2、水相懸浮法工藝過程

水相懸浮法制氯化聚乙烯技術是由德國赫斯特公司于1960年首先開發成功，此后日本大阪曹達公司、昭和電力公司、美國Dow化學公司以及我國大部分廠家也采用該方法進行生產。

水相懸浮法制氯化聚乙烯是目前最主流的氯化聚乙烯生產方法。

將聚乙烯細粉末分散到懸浮劑去離子水中（聚乙烯質量含量為5%～20%），加入溶脹劑，防粘劑，分散劑，引發劑，消泡劑，防靜電劑，在攪拌下加壓通入氯氣進行氯化，待達到所需的氯含量后，進行脫酸、水洗、加堿中和，脫廢液、熱水洗滌，離心脫水，干燥得氯化聚乙烯成品。為了防止顆粒附聚、氯化不均勻，有時可采用二步法進行氯化，第一步在低于HDPE軟化點（110℃）的溫度下氯化，當氯含量達到10%~20%時，在140℃進行第二步氯化達到要求的深度。若要想得到氯含量大于60%的氯化聚乙烯可采用三步法，即在二步法的最后階段將溫度降至100～110℃再次進行氯化。水相懸浮法氯化產品的氯分散均勻性決定于原料聚乙烯的粉碎程度，采用高分散聚乙烯，在1MPa壓力下進行氯化，可以制得氯化程度高，均勻穩定的氯化聚乙烯產品[2]。

水相懸浮法是目前國內外生產氯化聚乙烯的主要方法。具有操作平穩、氯氣利用率高，產品含量穩定，后處理容易，對設備要求較低，生產成本低，產品質量好，適用于大規模生產的優點，不足之處是由于生產過程中加入氯氣并用水作為氯化介質，吸收副產氯化氫后形成3%~4%的稀鹽酸，回收利用困難，另外廢水排放量大，設備腐蝕嚴重[1]。

3水相懸浮法氯化聚乙烯工業選用鈦設備依據

（1）生產實踐證明，鈦具有很高的耐腐蝕性，鈦在高溫濕氯氣中的耐腐蝕能力非常強，鈦在常溫的氯水中，腐蝕速率為0.000565mm／a；在溫度80℃的氯水中，腐蝕速率為0.00431mm／a；在95%的濕氯氣中，常溫下鈦的腐蝕速率為0.00096mm／a[3]。

（2）鈦由于表面氧化膜表面光滑而又無腐蝕，因而不易結垢，比其他金屬要好。鈦的導熱系數比碳鋼和銅低，與不銹鋼相似，但鈦具有優異的耐腐蝕性能，所以壁厚可以大大減薄，而且鈦表面與蒸汽的換熱方式為滴狀冷凝，減少了熱阻，鈦的表面不結垢，使鈦的換熱性能顯著提高，非常適合制作腐蝕介質的換熱設備。

（3）由于鈦具有優異的耐腐蝕性能，所以水相懸浮法氯化聚乙烯工業應用鈦設備具有顯著優點：首先，延長設備的使用壽命，減少設備及管道的維修頻率，從根本上解決跑、冒、滴、漏等問題，節約能源，增加有效生產時間；其次，使用鈦設備及管道，可以減少設備及管道的材料費用，降低生產成本。使用鈦材，雖然一次性投資較大，但從長遠看還是經濟的。鈦材價格是不銹鋼的6倍，其密度僅為不銹鋼的1／2（鈦密度4.51g／cm³），而且鈦的耐腐蝕性較不銹鋼優異得多，制造設備及管道時，在滿足設計條件的前提下，可選用比不銹鋼更薄的壁厚，鈦材的實際用量重量比不銹鋼減少很多。由此可見，鈦材的實際投資只有不銹鋼的兩倍左右，由于鈦制品使用壽命長，從而減少了設備及管道的更新和頻繁維修費用，實際是節省開支，降低成本。由于鈦材解決了設備及管道的腐蝕問題，避免了由于設備及管道的腐蝕對原料及產品的污染。

（4）鈦在地殼中的儲量很高，僅次于鐵、鋁、鎂，居第四位，比常用金屬銅、鎳、鉛、鋅的總和還多十幾倍。我國鈦資源極其豐富，已探明儲量居世界首位，將為我國水相懸浮法氯化聚乙烯工業鈦設備提供有力支持。

綜上所述，鈦是能夠適應水相懸浮法氯化聚乙烯工業生產特點和全面滿足其使用要求的一種理想材料。

4、使用鈦設備必須注意的問題

（1）鈦不能用于干氯氣中。鈦在干氯氣中，即使在0℃以下，也會發生劇烈的化學反應，生成四氯化鈦，并分解為二氯化鈦甚至燃燒。只有氯氣中含水量>0.5%時，鈦在其中才有可靠的穩定性[4]。

（2）鈦設備被污染后，耐腐蝕能力迅速下降，而且會吸氫脆化。鈦設備被污染越嚴重，吸氫就愈厲害。因此，在鈦設備加工、檢修和維護過程中，應盡量避免使用鋼質工具[3]。

（3）鈦設備及管道在使用中易發生縫隙腐蝕，尤其是寬度為0.5mm左右的縫隙更易發生腐蝕。防止縫隙腐蝕的措施有：采用鈦鈀合金法蘭焊環或者用鈦墊片及鈦包墊片。

5、鈦設備的應用

鈦設備在水相懸浮法氯化聚乙烯主要應用有氯化釜、脫酸釜、中和釜、洗劑塔、氯氣處理系統的濕氯氣冷卻器、儀表、液位計、除廢系統換熱器以及上述設備的管道系統等。

該公司多年以來已成功為多家以水相懸浮法生產氯化聚乙烯的化工廠提供了鈦設備，投入后運行情況良好，制造質量均達到設計要求。

6、結語

該公司為山東某廠水相懸浮法氯化聚乙烯生產裝置提供的鈦及其合金設備在十幾年的運行結果表明，由于鈦材料特有的耐腐蝕性使水相懸浮法氯化聚乙烯生產廠家設備停車大修次 數減少，產品質量高，從根本上解決了跑、冒、滴、漏等問題，節約了能源，增加了有效工作時間繼而增加了產能，獲得了良好的經濟效益。

隨著鈦的冶煉技術的不斷改進和提高以及水相懸浮法氯化聚乙烯工業發展壯大，鈦及其合金設備在水相懸浮法氯化聚乙烯工業中應用越來越廣泛。

參考文獻：

[1]屈智勇，徐秋萍.氯化聚乙烯工藝技術比較[J].中國氯堿，2003，（2）：37-38.

[2]崔小明.氯化聚乙烯的生產方法和應用[J].廣東塑料，2005，（4）：26-29.

[3]黃嘉琥.壓力容器材料實用手冊—特種材料[M].北京：化學工業出版社，1997.

[4]左景伊，左禹.腐蝕數據與選材手冊[M].北京：化學工業出版社，1995.

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