1.2　氯化聚乙烯的制造方法

聚乙烯的氯化反應機理是氯氣借助于引發劑而生成氯自由基，此氯原子攻擊聚乙烯大分子鏈的C—H鍵（并且不影響主鏈的C—C鍵），使之生成大分子自由基，在氯氣不斷補充的情況下，自由基反應鏈以連鎖反應不停地傳遞轉移，使氯化反應連續進行，達到氯化要求后，停止通氯，終止反應。

上述反應過程是在可見光或紫外光的輻照、電離射線的輻照以及能分解成自由基的引發劑等的作用下引發的。引發劑包括有機過氧化物、偶氮化合物、金屬有機化合物、碘和金屬氯化物（如AlCl3，FeCl3）等。

目前氯化聚乙烯工業化生產通常使用的方法有溶液法、氣相法（亦稱固相法）以及水相懸浮法三種。國內生產量大面廣的氯化聚乙烯均采用水相懸浮法。懸浮法生產CPE有水相懸浮法（國內大多數民營企業使用）和酸相懸浮法（僅亞星化學引進德國赫斯特技術一家）兩種工藝。本文僅介紹水相懸浮法一種工藝，國外的日本大阪曹達公司、昭和電工公司、美國道化學公司均采用這一種工藝。

水相懸浮法制備過程如下。將高密度PE細粉分散到懸浮劑去離子水中（PE質量分數為5%～20%），加入溶脹劑（二甲基亞砜、氯化烴）、防粘劑（丙烯酸水溶液、硅酸或聚氯乙烯粉末等）、分散劑（如環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚物或聚氧乙烯山梨醇單油酸酯、馬來酸一甲基乙烯酯聚合物或磺化苯乙烯共聚物、十二烷基硫酸鈉、多氯烷基磺酸鈉、聚乙二醇胺等）、引發劑（偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰、過硫酸鈉或過硫酸鉀等）、消泡劑（非離子表面活性劑）、防靜電劑（季銨鹽類），在加壓攪拌下通入氯氣進行氯化，待達到所需要的含氯量后，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，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，當含氯量達到10%～20%時，在140℃進行第二步氯化，達到要求的深度。若要制得氯含量大于60%的CPE可采用三步法，即在最后階段將溫度降至100～110℃再次進行氯化。氯化產品的氯分散均勻性取決于原料PE的粉碎程度，采用高分散PE，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。

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，不足之處是由于用水作為氯化介質，吸收氯化氫后形成5%～6%的稀鹽酸，回收利用困難，另外廢水排水量大，設備腐蝕嚴重，且產品易變色，產品均勻性差。

水相懸浮法的生產流程及制造工藝見圖1-1。

圖1-1　水相懸浮法氯化聚乙烯生產流程