1、氯化聚乙烯的性能和用途
氯化聚乙烯（CPE）为饱和高分子材料，是聚乙烯（PE）的一种化学改性品种，外观为白色粉末，无毒无味，溶于芳烃和卤代烃，不溶于脂肪烃，在170℃以上分解，放出氯化氢气体，在-30℃仍具有柔软性，脆化温度在-70℃以下。
氯化聚乙烯的性能与所用原料聚乙烯的分子质量、产品中氯含量及分子结构有关。氯化程度是影响氯化聚乙烯性能的主要原因，氯含量在23%以下的氯化聚乙烯，具有弹性体性质，氯含量在46%～58%的氯化聚乙烯是一种类似皮革状的聚合物，氯含量在59%～63%的氯化聚乙烯是一种硬质聚合物，氯含量在64%以上的氯化聚乙烯是一种耐燃脆性树脂[1]。
由于氯化聚乙烯分子结构中不含不饱和双键并接入含氯基团，且氯原子是沿着聚乙烯链无规律分布在分子结构中，因此产品具有稳定的化学结构，优良的耐热、耐老化性、阻燃性、耐寒性、耐油性、自由着色性、耐化学药品性、耐臭氧性和电绝缘性以及良好的相容性和加工性等。作为一种新型的高分子材料，氯化聚乙烯在塑料、建材、电气、医药、农业、橡胶、油漆、颜料、轮船、造纸、纺织、包装以及涂料等行业具有广泛的应用。
2、水相悬浮法工艺过程
水相悬浮法制氯化聚乙烯技术是由德国赫斯特公司于1960年首先开发成功，此后日本大阪曹达公司、昭和电力公司、美国Dow化学公司以及我国大部分厂家也采用该方法进行生产。
水相悬浮法制氯化聚乙烯是目前最主流的氯化聚乙烯生产方法。
将聚乙烯细粉末分散到悬浮剂去离子水中（聚乙烯质量含量为5%～20%），加入溶胀剂，防粘剂，分散剂，引发剂，消泡剂，防静电剂，在搅拌下加压通入氯气进行氯化，待达到所需的氯含量后，进行脱酸、水洗、加碱中和，脱废液、热水洗涤，离心脱水，干燥得氯化聚乙烯成品。为了防止颗粒附聚、氯化不均匀，有时可采用二步法进行氯化，第一步在低于HDPE软化点（110℃）的温度下氯化，当氯含量达到10%~20%时，在140℃进行第二步氯化达到要求的深度。若要想得到氯含量大于60%的氯化聚乙烯可采用三步法，即在二步法的最后阶段将温度降至100～110℃再次进行氯化。水相悬浮法氯化产品的氯分散均匀性决定于原料聚乙烯的粉碎程度，采用高分散聚乙烯，在1MPa压力下进行氯化，可以制得氯化程度高，均匀稳定的氯化聚乙烯产品[2]。
水相悬浮法是目前国内外生产氯化聚乙烯的主要方法。具有操作平稳、氯气利用率高，产品含量稳定，后处理容易，对设备要求较低，生产成本低，产品质量好，适用于大规模生产的优点，不足之处是由于生产过程中加入氯气并用水作为氯化介质，吸收副产氯化氢后形成3%~4%的稀盐酸，回收利用困难，另外废水排放量大，设备腐蚀严重[1]。
3水相悬浮法氯化聚乙烯工业选用钛设备依据
（1）生产实践证明，钛具有很高的耐腐蚀性，钛在高温湿氯气中的耐腐蚀能力非常强，钛在常温的氯水中，腐蚀速率为0.000565mm／a；在温度80℃的氯水中，腐蚀速率为0.00431mm／a；在95%的湿氯气中，常温下钛的腐蚀速率为0.00096mm／a[3]。
（2）钛由于表面氧化膜表面光滑而又无腐蚀，因而不易结垢，比其他金属要好。钛的导热系数比碳钢和铜低，与不锈钢相似，但钛具有优异的耐腐蚀性能，所以壁厚可以大大减薄，而且钛表面与蒸汽的换热方式为滴状冷凝，减少了热阻，钛的表面不结垢，使钛的换热性能显著提高，非常适合制作腐蚀介质的换热设备。
（3）由于钛具有优异的耐腐蚀性能，所以水相悬浮法氯化聚乙烯工业应用钛设备具有显著优点：首先，延长设备的使用寿命，减少设备及管道的维修频率，从根本上解决跑、冒、滴、漏等问题，节约能源，增加有效生产时间；其次，使用钛设备及管道，可以减少设备及管道的材料费用，降低生产成本。使用钛材，虽然一次性投资较大，但从长远看还是经济的。钛材价格是不锈钢的6倍，其密度仅为不锈钢的1／2（钛密度4.51g／cm3），而且钛的耐腐蚀性较不锈钢优异得多，制造设备及管道时，在满足设计条件的前提下，可选用比不锈钢更薄的壁厚，钛材的实际用量重量比不锈钢减少很多。由此可见，钛材的实际投资只有不锈钢的两倍左右，由于钛制品使用寿命长，从而减少了设备及管道的更新和频繁维修费用，实际是节省开支，降低成本。由于钛材解决了设备及管道的腐蚀问题，避免了由于设备及管道的腐蚀对原料及产品的污染。
（4）钛在地壳中的储量很高，仅次于铁、铝、镁，居第四位，比常用金属铜、镍、铅、锌的总和还多十几倍。我国钛资源极其丰富，已探明储量居世界首位，将为我国水相悬浮法氯化聚乙烯工业钛设备提供有力支持。
综上所述，钛是能够适应水相悬浮法氯化聚乙烯工业生产特点和全面满足其使用要求的一种理想材料。
4、使用钛设备必须注意的问题
（1）钛不能用于干氯气中。钛在干氯气中，即使在0℃以下，也会发生剧烈的化学反应，生成四氯化钛，并分解为二氯化钛甚至燃烧。只有氯气中含水量>0.5%时，钛在其中才有可靠的稳定性[4]。
（2）钛设备被污染后，耐腐蚀能力迅速下降，而且会吸氢脆化。钛设备被污染越严重，吸氢就愈厉害。因此，在钛设备加工、检修和维护过程中，应尽量避免使用钢质工具[3]。
（3）钛设备及管道在使用中易发生缝隙腐蚀，尤其是宽度为0.5mm左右的缝隙更易发生腐蚀。防止缝隙腐蚀的措施有：采用钛钯合金法兰焊环或者用钛垫片及钛包垫片。
5、钛设备的应用
钛设备在水相悬浮法氯化聚乙烯主要应用有氯化釜、脱酸釜、中和釜、洗剂塔、氯气处理系统的湿氯气冷却器、仪表、液位计、除废系统换热器以及上述设备的管道系统等。
该公司多年以来已成功为多家以水相悬浮法生产氯化聚乙烯的化工厂提供了钛设备，投入后运行情况良好，制造质量均达到设计要求。
6、结语
该公司为山东某厂水相悬浮法氯化聚乙烯生产装置提供的钛及其合金设备在十几年的运行结果表明，由于钛材料特有的耐腐蚀性使水相悬浮法氯化聚乙烯生产厂家设备停车大修次 数减少，产品质量高，从根本上解决了跑、冒、滴、漏等问题，节约了能源，增加了有效工作时间继而增加了产能，获得了良好的经济效益。
随着钛的冶炼技术的不断改进和提高以及水相悬浮法氯化聚乙烯工业发展壮大，钛及其合金设备在水相悬浮法氯化聚乙烯工业中应用越来越广泛。
参考文献：
[1]屈智勇，徐秋萍.氯化聚乙烯工艺技术比较[J].中国氯碱，2003，（2）：37-38.
[2]崔小明.氯化聚乙烯的生产方法和应用[J].广东塑料，2005，（4）：26-29.
[3]黄嘉琥.压力容器材料实用手册—特种材料[M].北京：化学工业出版社，1997.
[4]左景伊，左禹.腐蚀数据与选材手册[M].北京：化学工业出版社，1995.
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