Производство поливинилхлорида и его основные свойства (стр. 6 из 6)
Таблица 2. Физические свойства порошкообразного суспензионного ПВХ
| Свойства | Пористые зерна | Монолитные | зерна | Неоднородные зерна | |||||
| Константа Фикентчера, | |||||||||
| Кф | 71 | 77 | 74 | 75 | 60 | 63 | 65 | 70 | 77 |
| Плотность, г/см3 | 1,419 | 1,402 | 1,401 | 1,396 | 1,392 | 1,400 | 1, 307 | 1,345 | 1,246 |
| Содержание монолитных | |||||||||
| зерен,% | 0 | 16 | 12 | 71 | 77 | 85 | 45 | 58 | 26 |
| Насыпная масса, г/см3 | |||||||||
| до утряски | 0,48 | 0,55 | 0,55 | 0,75 | 0,57 | 0,62 | 0,57 | 0,46 | 0,49 |
| после утряски | 0,62 | 0,68 | 0,67 | 0,88 | 0,73 | 0,81 | 0,77 | 0,74 | 0,67 |
| Суммарная пористость порошка,% | 56 | 52 | 52 | 37 | 48 | 42 | 43 | 50 | 46 |
| Количество пластификатора, | |||||||||
| поглощаемого на | |||||||||
| холоду, мл/г | 0,92 | 0,90 | 0,84 | 0,56 | 0,76 | 0,51 | 0, 52 | 0, 53 | 0.66 |
| Уд. поверхность, см2/г | 1000 | 650 | 850 | 560 | 750 | 1500 | 1150 | 4 150 | 1330 |
| Средний диаметр зерен, мкм | 125 | 170 | 70 | 110 | 75 | 27 | 55 | 29 | 16 |
| Сыпучесть, г/сек | 33 | 33 | 29 | 24 | 30 | 37 | 43 | 50 | 4 4 |
Благодаря высокому содержанию хлора (≈ 56%), ПВХ не воспламеняется и практически не горит. При температуре 140ºС ПВХ разлагается с выделением хлористого водорода, что затрудняет его переработку, т.к температура текучести полимера равна 150 - 160ºС. Переработка ПВХпроизводится при 140 - 180ºС.
4.2 Химические свойства ПВХ
Результате длительного нагревания при 65°С ПВХ со смесью уксусной кислоты и уксуснокислого серебра большая часть атомов хлора замещается ацетатными группами, при этом образуется продукт со свойствами, характерными для поливинилацетата.
При взаимодействии ПВХ с аммиаком в диоксане, диметилформамиде или дихлорэтане при 100 - 140°С под давлением (не менее 0,2 Мн/м2
(2 кгс/см2)), с ароматическими аминами при температуре не ниже 100°С атомы хлора замещаются аминогруппами, причем реакция с аммиаком сопровождается образованием еще и поперечных иминных связей. Если берут избыток амина более 2,5 моль/моль, весь хлор в ПВХ замещается аминогруппами.
В присутствии катализаторов Фриделя - Крафтса при 0 - 25°С в растворе тетрагидрофурана ПВХ взаимодействует с ароматическими соединениями, при этом хлор замещается арильными группами. Реакция сопровождается циклизацией и сшиванием. Скорость процесса зависит от строения ароматического соединений и уменьшается в ряду: бензол, толуол, м-ксилол, нафталин, мезитилен. Реакцию можно проводить до полного замещения хлора. Замещение хлора происходит и при взаимодействии ПВХ с 1,2-дихлорэтаном и 1,1,2,2-тетрахлорэтиленом.
При обработке ПВХ литием или калием образуется металлированный полимере содержащий небольшое количество хлора, циклопропановые кольца и поперечные связи. (В результате нагревания раствора ПВХ в тетрагидрофуране с литийалюминийгидридом при 100°С образуется полиэтилен (Тпл -120°С). При обработке ПВХ литийалюминийгидридом в безводном эфире в присутствии 02, а также водой или водными растворами алифатических спиртов в присутствии щелочных или кислых катализаторов при 40 - 70°С (3 - 50 ч) часть атомов хлора замещается гидроксильными группами.
Хлор (~20%) замещается оловоорганическими группами при взаимодействии ПВХ в тетрагидрофуране с Li-производными оловоорганические соединениями, напр. LiSn (C6H5) 3, или ацильнымн группами при нагревании ПВХ выше 120 - 150 °С с оловоорганическими соединениями типа (C4H9) 2SnX2, где X - остаток кислоты.
В хлорбепзольном, тетрагидрофурановом или тетрахлорэтановом растворе при 60 - 100°С часто в присутствии инициатора (перекиси, азодинитрилы) ПВХ легко хлорируется с образованием 1,2 - и 2,2-дихлорпроизводных, содержащих до 75% хлора.
Модифицированный таким образом ПВХ обладает повышенной химической стойкостью и растворяется в ацетоне и хлороформе Продукт, характеризующийся более высокой теплостойкостью (Тстекл. -140°С) и лучшими механическими свойствами, чем ПВХ, получается в результате хлорирования ПВХ, суспендированного в СС14, воде или соляной кислоте с добавками органических растворителей (хлороформ, бензол, толуол, ксилол, хлорбензол и др.), которые способствуют набуханию ПВХ.
Многие реакции ПВХ сопровождаются его дегидрохлорированием с образованием двойных связей С=С и появлением от желтой до черной окраски. Разложение полимера сопровождается изменением окраски (от желтой до коричневой) и ухудшением растворимости. ПВХ изменяется даже под действием света - "стареет".
Причиной изменения окраски ПВХ следует считать появление сопряженных связей в цепях макромолекул:
До 60°С ПВХ устойчив к действию НС1 и НСООН любых концентраций, H2S04 - до 90% -ной, HNO, - до 50% -ной и СН3СООН - до 80% -ной концентрации. ПВХ не изменяется при действии щелочей любых концентраций, промышленных газов (N02, Cl2, S03, HFи др.), растворов солей Al, Na, К, Fe, Си, Mg, Ni, Zn, Sn и др. металлов, а также бензина, керосина, масел, жиров, глицерина, спиртов, гликолей. ПВХ стоек к окислению и практически не горюч.