氯化聚乙烯是一种饱和高分子材料,正常情况下为白色粉末,无毒无味,具有优良的耐臭氧、耐化学药品及耐老化特性,表现出良好的耐油性、阻燃性及着色性能。氯化聚乙烯的韧性良好(在-30℃仍有柔韧性),与其它高分子材料具有良好的相容性,分解温度较高,分解产生氯化氢,氯化氢能催化氯化聚乙烯的脱氯反应。

图1 氯化聚乙烯的性状图
发展历史
20世纪60年代,德国Hoechst公司首先研制成功并实现氯化聚乙烯的工业化生产。我国从20世纪70年代末开始研制氯化聚乙烯,最早是由安徽省化工研究院研制成功“水相悬浮法合成CPE技术”合成氯化聚乙烯,并先后在安徽省芜湖市、江苏省太仓市、山东省潍坊市建成了500~1000t/a 不同规模的生产装置。20世纪90年代末,国内对高性能阻燃橡胶的需求越来越大,特别是电线电缆行业、汽车配件制造业的发展,带动了对橡胶型CPE的消费需求。橡胶型CPE是一种综合性能优良、耐热、阻燃性佳的特种合成橡胶。
特性
氯化聚乙烯是一种饱和橡胶,有优秀的耐热氧老化、臭氧老化、耐酸碱、化学药品性能。氯化聚乙烯的耐油性能一般,其中耐ASTM 1号油、ASTM 2号油性能极佳,与NBR相当;耐ASTM 3号油性能优良,优于CR,与CSM相当。氯化聚乙烯可看作是乙烯、聚乙烯和1,2-二氯乙烯的无规共聚物,它分子链饱和,极性氯原子无规分布,因为具有优异的物理性能和化学性能,广泛应用于机械、电力、化工、建材和矿山工业。氯化聚乙烯中含有氯元素,具有极佳的阻燃性能,且有燃烧防滴下特性。其与锑系阻燃剂、氯化石蜡、Al(OH)3三者适当的比例配合可得到阻燃性能优良、成本低廉的阻燃材料。氯化聚乙烯无毒,不含重金属及PAHs,其完全符合环保要求。氯化聚乙烯具有高填充性能,可制得符合各种不同性能要求的产品。该材料的加工性能好,门尼粘度在50-100间有多种牌号可供选择。[1]
工业应用
氯化聚乙烯主要应用于电线电缆(煤矿用电缆、UL及VDE等标准中规定的电线),液压胶管,车用胶管,胶带,胶板,PVC型材管材改性,磁性材料,ABS改性等等。

图2 氯化聚乙烯制成的橡胶防水材料
氯化聚乙烯的应用领域正在不断拓展。除了传统的电线电缆、建筑材料等领域外,氯化聚乙烯还开始应用于汽车、电子、新能源等新兴领域。这些新兴领域对材料性能的要求更高,为氯化聚乙烯提供了新的市场机遇。新兴市场如亚洲、非洲等地的经济发展迅速,对基础建设和制造业的投资不断增加,对氯化聚乙烯等化工原料的需求也呈现出强劲的增长势头。氯化聚乙烯主要作为PVC抗冲击改性剂应用于塑料门窗、管材、电线电缆护套等制品,改善材料耐候性与抗冲击。
改性交联聚乙烯
有研究人员以少量氯化聚乙烯(CPE)改性交联聚乙烯(XLPE),用电声脉冲法测量了试样中的空间电荷分布,研究了氯化聚乙烯含量与空间电荷的关系,确定了降低空间电荷的最佳含量,研究了氯化聚乙烯对试样直流预压短路树枝起始电压的影响。当氯化聚乙烯含量为1%时,XLPE的50%下流预压短路树枝起始电压决定直流电压的极性,分别可提高42.3%和35.5%。研究人员还测量了试样的其他介电性能,计算了空间电荷畸变的电场强度。[2]
参考文献
[1] 崔小明,李明. 氯化聚乙烯橡胶的生产和应用概况及发展前景(一)[J]. 橡胶科技市场, 2010.
[2] 尹毅. 以氯化聚乙烯改性交联聚乙烯作为直流电缆绝缘的研究[J]. 电工技术学报, 2000, 15: 50-55.