氯化聚乙烯簡述
中文名 ：氯化聚乙烯
英文名稱：Chlorinated Polyethylene
英文別名：EthyleneresinchlorinatedCl; Polyethylene,chlorinated; Chlorinated polyethylene,rolled
氯化聚乙烯結構式： [ CH2-CHCl-CH2-CH2 ]n
英文簡稱：CPE或CM
氯化聚乙烯（CPE）為飽和高分子材料，外觀為白色粉末，無毒無味，具有優良的耐侯性、耐臭氧、耐化學藥品及耐老化性能，具有良好的耐油性、阻燃性及著色性能。韌性良好（在-30℃仍有柔韌性），與其它高分子材料具有良好的相容性，分解溫度較高，分解產生HCL，HCL能催化CPE的脫氯反應。
氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯（HDPE）經氯化取代反應製得的高分子材料。根據結構和用途不同,氯化聚乙烯可分為樹脂型氯化聚乙烯(CPE)和彈性體型氯化聚乙烯(CM)兩大類。熱塑性樹脂除了可以單獨使用以外，還可以與聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、ABS等樹脂甚至聚氨酯（PU）共混使用。在橡膠工業中，CPE可作為高性能、高質量的特種橡膠，也可以與乙丙橡膠（EPR）、丁基橡膠（IIR）、丁腈橡膠（NBR）、氯磺化聚乙烯（CSM）等其它橡膠共混使用。
氯化聚乙烯性質
CAS No.：63231-66-3
分 子 量：-
密 度：1.22 g/mL at 25 oC
氯化聚乙烯發展歷史
20世紀60年代，德國Hoechst公司首先研製成功並實現工業化生產。我國從20世紀70年代末開始研製氯化聚乙烯。最早是由安徽省化工研究院研製成功“水相懸浮法合成CPE技術”，並先後在安徽蕪湖、江蘇太倉、山東濰坊建成了500～1000t/a 不同規模的生產裝置。20世紀90年代初，山東濰坊化工廠從德國引進了6000t/a的CPE成套生產裝置。開始時生產樹脂型氯化聚乙烯，主要用作PVC的抗沖改性劑及工程塑膠如ABS的阻燃改性劑。
在國內，亞星化學（濰坊）年產橡膠型樹脂型CPE共12萬噸/年，是亞州最大的氯化聚乙烯生產廠家，產品性能穩定品質優秀，商品名Weiprene，主要牌號有135A、135B等。國際上，陶氏化學(Dow Chemical)在2005年底，接手原杜邦道彈性體（DDE）化學的CPE產品生產線，性能十分優秀，商品名：Tyrin ，主要產品牌號有 Tyrin CM0136,Tyrin CM0636等。
氯化聚乙烯用途
20世紀90年代末，國內對高性能阻燃橡膠的需求越來越大，特別是電線電纜行業、汽車配件製造業的發展，帶動了對橡膠型CPE的消費需求。橡膠型CPE是一種綜合性能優良、耐熱氧臭氧老化、阻燃性佳的特種合成橡膠。
氯化聚乙烯樹脂是一種新型的合成材料，具有一系列優異性能。它是PVC塑膠優良的抗衝擊改性劑，也是綜合性能良好的合成橡膠，有著極為廣泛的套用領域，已廣泛用於電纜、電線、膠管、膠布、橡塑製品、密封材料、阻燃運輸帶、防水卷材、薄膜和種種異型材等製品。CPE還能與聚丙烯、高低壓聚乙烯、ABS等共混，改善這些塑膠的阻燃性能、耐老化性能和製品的印刷性能。CPE可看作是乙烯、聚乙烯和1.2一二氯乙烯的無規共聚物，它分子鏈飽和，極性氯原子無規分布，因為具有優異的物理性能和化學性能，廣泛套用於機械、電力、化工、建材和礦山工業。CPE耐熱性、耐臭氧和耐候、耐老化優於多數橡膠，耐油性優於丁腈膠（NBR）、氯丁橡膠（CR），耐老化優於氯磺化氯乙烯（CSM）；耐酸、鹼、鹽等腐蝕性質、無毒、難燃、無爆炸危險。
主要套用於：電線電纜（煤礦用電纜、UL及VDE等標準中規定的電線），液壓膠管，車用膠管，膠帶，膠板，PVC型材管材改性，磁性材料，ABS改性等等。
基本信息
氯化聚乙烯中文名稱:氯化聚乙烯
英文名稱:Ethylene resin
中文別名:CPE;氯化聚乙烯卷材
英文別名:EthyleneresinchlorinatedCl; Polyethylene,chlorinated; Chlorinated polyethylene,rolled
CAS號:63231-66-3
分子式:(C4H7Cl)n
分子量:
物性數據
1. 性狀：無可用
2. 密度（g/mL,25/4℃）：1.22
3. 相對蒸汽密度（g/mL,空氣=1）：無可用
4. 熔點（ºC）：無可用
5. 沸點（ºC,常壓）：無可用
6. 沸點（ºC,5.2kPa）：無可用
7. 折射率：無可用
8. 閃點（ºC）：無可用
9. 比鏇光度（º）：無可用
10. 自燃點或引燃溫度（ºC）：無可用
11. 蒸氣壓（kPa,25ºC）：無可用
12. 飽和蒸氣壓（kPa,60ºC）：無可用
13. 燃燒熱（KJ/mol）：無可用
14. 臨界溫度（ºC）：無可用
15. 臨界壓力（KPa）：無可用
16. 油水（辛醇/水）分配係數的對數值：無可用
17. 爆炸上限（%,V/V）：無可用
18. 爆炸下限（%,V/V）：無可用
19. 溶解性：無可用
儲運條件
保持貯藏器密封，放入緊密的貯藏器內,儲存在陰涼,乾燥的地方。
套用配合
補強填充體系
CPE是一種非自補強性橡膠，需有補強體系才能達到較好的強度。其補強填充體系與通用橡膠相似，補強劑以炭黑、白炭黑為主，白炭黑能提高CPE的抗撕裂性能，而且能組成間甲白體系，提高CPE與骨架的粘合。CPE具有高填充性，填充體系主要有碳酸鈣、滑石粉、陶土等。
增塑體系
酯類增塑劑與芳香烴類增塑劑是CPE最常用的增塑劑，如對苯二甲酸二辛酯（DOTP）、己二酸二辛酯（DOA）、三苯三酸三辛酯、芳烴油等，它們的溶解度參數與CM接近，其相容性良好。鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）已經由於環保問題停止使用。DOA、DOS用於膠料中可賦予膠料優良的耐寒性，DOS非常適用於對耐熱、耐低溫同時有要求的情形下。
穩定防護體系
CPE受熱時或在硫化（非過氧化物硫化體系）時將脫出氯化氫，因此在配方中要使用具有吸酸作用的穩定劑，如硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、三鹽基硫酸鉛或氧化鎂。
CPE的硫化體系
CPE為飽和橡膠，通用普通硫磺硫化體系不能對其有效的硫化。
硫化體系分為四大硫化體系。
1.硫脲體系，2.過氧體系，3.噻二唑體系，4.三唑二巰基胺鹽體系。
一、CPE硫化體系套用比較早的是硫脲體系，其中最有效的是Na-22，但Na-22硫化速度慢，老化性能差，壓縮永久變形很高，而且Na-22為嚴重致癌物質，硫化時產生難聞的氣味，在國外已經限制使用。
二、現階段CM硫化體系套用比較成熟的是過氧化物硫化體系，其硫化速度較快，產品物理性能好，壓縮永久變形小。過氧化物體系可用於膠帶的生產，製品物理性能好，耐熱、耐油性能好。該體系配合時，加入助交聯劑如TAIC、TAC、TMPTM、HVA－2，可明顯提高其物理機械性能及耐熱性。由於過氧化物是自由基反應產生交聯，一些酸性的填料會影響到自由基的生成，故此類填料不宜採用。但過氧化物不適用於較低壓力下、無模硫化，工藝要求高，難以在大多數的橡膠製品工藝上套用。
三、EataMixTCHC是一種復配型的CPE專用硫化劑，該產品無毒。TCHC可以用廉價的芳烴油作增塑劑，硫化膠性能優良。MgO的活性對TCHC體系硫化膠物理性能及老化性能影響不大，超細Mg(OH)2做酸吸收劑與吸碘值150的高活性氧化鎂相當，可以取代昂貴的進口高活性氧化鎂，極大的降低製造成本。
套用成本比國外的噻二唑體系低很多，能適用於各種硫化工藝，包括較低溫度，無模無壓低壓硫化。此種體系混煉膠硫化速度較快，硫化膠的物理性能優良，壓縮永久變形低，耐熱氧、臭氧老化、耐油性能好，同時也是CPE與二烯類橡膠有效的共交聯體系，已經成功套用在膠管行業。TCHC硫化速度較過氧化物慢，但能在較低溫度、無壓無模條件下硫化，且硫化膠性能優良。
近幾年，美國GEO公司、德國萊茵化學推出了新型的噻二唑硫化體系，與胺類促進劑配合，硫化效果好，但此體系化學成分不公開，且價格高昂，國內推廣緩慢。
噻二唑體系主要有交聯劑與促進劑組成。主要的交聯劑有ECHO.A、ECHO.、TDD、PT75、TDDS。主要促進劑有Vanax 808、EataAccelDH、NC、Accel 903、BF。是一類很有發展前途的助劑。
四、三唑二巰基胺鹽體系。
三唑二巰基胺鹽硫化劑是整合了噻二唑硫化劑和促進劑（正丁醛和苯胺縮合物）有效基團的單一物質，克服了噻二唑及促進劑對橡膠交聯後，鍵的不規則分布缺點，使得橡膠交聯體成為穩定結構。相對於噻二唑體系，該鹽還因特殊基團的引入從而改變了體系的PH值，由強酸性變成中性，改變了酸性填料對體系的不良影響，使得橡膠交聯時更具化學活性。因此該體系交聯的CPE橡膠在物理性質或化學性質都有著質的提升。能用芳烴油、氧化鎂、氫氧化鎂作為原料，適合低溫無壓低壓硫化工藝條件，硫化速度快，比噻二唑更快，添加量少（2份），單價優惠，硫化溫度內不分解，不產生臭味，環保無毒。
代表性的產品為：硫化劑FSH、交聯劑TEHC。
合成方法
採用高密度聚乙烯精餾氯化反應後製得，其工藝主要有溶液法、懸浮法、懸浮溶劑法和流化床法等。（1）溶液法 將有一定特性的高密度聚乙烯粉末加熱溶於四氯化碳、氯苯等極性溶劑中，在游離基引發劑（如偶氮二異丁腈等）的作用下，在無氧條件下於90-100℃，常壓至0.686MPa的壓力下，進行氯化反應。待產物含氯量合格以後，經水析回收，再經脫水乾燥，即得非結晶性、具有彈性的產品。該法容易控制，可製得穩定的純氯化聚乙烯，但溶劑易造成污染，回收工序複雜，能量消耗大，工業上很少採用。（2）懸浮法 將相對分子質量為10萬-15萬、粒度為過60目篩的高密度聚乙烯粉末加入含有一定量乳化劑、分散劑和引發劑（如過氧化苯甲醯和偶氮二異丁腈）的水介質中，在攪拌下升溫至80℃左右，等乳化完成後，升溫至115-120℃，在常壓至0.98MPa和無氧的條件下，進行氯化。控制通氯量和氯化時間，即製得一定含氯量的樹脂。反應產物經中和、水洗、過濾、離心脫水和乾燥等工序即得有一定結晶度和彈性的產品。（3）懸浮溶劑法 懸浮介質中，加入一定量的溶劑，氯化操作與懸浮法相同。（4）流化床法 採用高分散的聚乙烯粉末，在γ射線或紫外線照射下，在流化床中通氯進行氯化，故也稱氣相法。該法工藝過程較難控制。
主要用途
用作聚氯乙烯、ABS及其他聚烯烴的改性劑可提高聚氯乙烯韌性及改善乙烯的印刷性及阻燃性。用於改善膠黏劑的韌性和阻燃性。還用於製造不燃且耐化學試劑的地板材料、人造革、板材等。用於改善膠黏劑的韌性和阻燃性。還用於製造不燃且耐化學試劑的地板材料、人造革、泡沫塑膠、薄膜、板材、層壓材料、電纜及電線包復層等。也用作聚氯乙烯、聚乙烯的改性劑，可提高聚氯乙烯韌性及改善聚乙烯的印刷性及阻燃性。
生態學數據
該物質對環境可能有危害，對水體應給予特別注意。
性質與穩定性
遵照規定使用和儲存則不會分解。氯化聚乙烯有兩種典型結構，其一是氯原子在大分子鏈上無規而均勻分布，成為飽和彈性體；基二是氯原子在大分子鏈上無規則不均勻地嵌段分布，表現出硬塑膠的行為。含氯量25%-45%的氯化聚乙烯是一種耐熱、耐侯及耐燃的特種橡膠，具有自熄性。含氯量超過45%的氯化聚乙烯是白色均勻顆粒狀無定形固體。隨著氯的取代，破壞了聚乙烯的結晶性，使玻璃化溫度降低，但超過一定的氯含量之後，玻璃化溫度又升高。由於大分子結構飽和氯原子的引入，使CPE具有良好的柔韌性、耐臭氧性、耐侯性、耐熱老化性、耐油性、阻燃性、電性能、耐化學藥品性。彈性和耐寒性稍差。它還有很高的容納填充物的能力，如100份樹脂可以填充400份鈦粉白粉或300份膨潤土或炭黑。
