聚氯乙烯的历史演变
PVC在19世纪被发现了两次,一次是亨利·维克多·雷尼奥在1835,另一次是欧根·鲍曼在1872。在这两种情况下,聚合物出现在置于阳光下的氯乙烯烧杯中,并成为白色固体。20世纪初,俄罗斯化学家伊万·奥斯特罗斯林斯基(Ivan Ostromislensky)和德国化学家弗里茨·克拉特(Fritz Klatte)同时尝试将PVC用于商业用途,但难点在于如何加工这种坚硬且有时易碎的聚合物。
1912年,德国人Fritz Klatte合成了PVC,并在德国申请了专利,但在专利到期前无法开发出合适的产品。
1926,美国B.F. Goodrich公司的Waldo Semon合成了PVC,在美国申请了专利。Waldo Semon和B.F. Goodrich公司在1926中开发了一种通过添加各种添加剂来塑化PVC的方法,使其成为一种更灵活、更容易加工的材料,并很快得到了广泛的商业应用。
在1914中发现有机过氧化物可以加速氯乙烯的聚合。1931年,公司采用乳液聚合实现聚氯乙烯工业化生产。在1933中,W.L. Simon提出将高沸点溶剂、磷酸三甲苯酯与PVC加热混合可以加工软质PVC制品,在PVC的实际应用上取得了真正的突破。氯乙烯的悬浮聚合和PVC的加工应用几乎是在1936由英国不来梅化学工业公司、美国联合碳化物公司和古特里奇化学公司同时开发的。为了简化生产工艺,降低能耗,法国圣戈班公司1956开发了本体聚合。1983年,世界总消费量约为11.1Mt,总产能约为17.6 mt;;是仅次于聚乙烯产量的第二大塑料品种,约占塑料总产量的15%。中国设计的PVC生产装置于1956年在辽宁锦西化工厂投产试生产,1958年3kt装置正式工业化,1984年产量530.9kt。
聚氯乙烯是在20世纪30年代早期工业化的。自20世纪30年代以来,很长一段时间,PVC的产量一直居世界塑料消费量的首位。20世纪60年代末,聚乙烯取代了聚氯乙烯。虽然PVC塑料现在退居第二位,但产量仍占塑料总产量的四分之一以上。
20世纪60年代以前,氯乙烯单体的生产主要以电石和乙炔为基础,消耗大量的电和焦炭,成本高。20世纪60年代初乙烯氧氯化生产氯乙烯工业化后,各国转而使用更便宜的石油作为原料。此外,由于PVC的很大一部分原料(约57%重量)是制碱工业不可避免的副产品氯气,因此它不仅原料丰富,而且是发展氯碱工业和平衡氯气的非常重要的产品之一。因此,PVC在塑料中的比重虽然有所下降,但仍保持较高的增长速度。
PVC塑料制品应用广泛,但在20世纪70年代中期,人们意识到PVC树脂及制品中残留的单体氯乙烯(VCM)是一种严重的致癌物,这无疑会在一定程度上影响PVC的发展。但人们通过汽车等手段成功降低了残留的VCM,使PVC树脂中的VCM含量小于10ppm,满足了卫生树脂的要求,扩大了PVC的应用范围。甚至树脂中的VCM含量可以小于5ppm,加工后剩下的VCM非常少。对人体基本无害,可用作食品药品包装和儿童玩具。