化工文獻(xiàn)綜述(化工文獻(xiàn)綜述開題報(bào)告)
化工文獻(xiàn)綜述
化工文獻(xiàn)綜述
1 性能
氯化聚乙烯是由聚乙烯 [一般為高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE )、線型低密度聚乙烯(LLDPE) ,目前國(guó)內(nèi)用得較多的是HDPE ] 通過(guò)氯化反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)改性得到的產(chǎn)物，分子中氯含量可為0一70%,其分子結(jié)構(gòu)可看成乙烯、氯乙烯、1,2一二氯乙烯的三元無(wú)規(guī)共聚物
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且氯原子是沿著聚乙烯鏈無(wú)規(guī)分布，因此產(chǎn)品具有穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品一般具有優(yōu)良的耐熱性、耐老化性、耐燃性、寒性、耐油性、耐候性、自由著色性、耐化學(xué)藥品性耐臭氧性、電絕緣性以及良好的相容性和加工性，與PVC,PE,PS及橡膠摻混以改進(jìn)其物性。是一種介于橡膠和塑料之間的新型高分子彈性體材料，作為橡膠與塑料的優(yōu)良改性劑和添加劑，在塑料門窗、PVC管材與板材、防水卷材、防腐涂料、橡塑共混材料等工業(yè)領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。
2.1塑料改性劑
氯化聚乙烯在PVC加工中可起到一系列良好的輔助填加劑的作用:(1)增塑劑。因其分子質(zhì)量高于一般的酯類增塑劑，不會(huì)在溫度高時(shí)產(chǎn)生遷移、滲出和日久揮發(fā)導(dǎo)致的硬化等弊病，是良好的永久性增塑劑。(2)抗沖改性劑。氯化聚乙烯與PVC間既有相互融合，又有某種程度的相分離現(xiàn)象，在混煉之后成為含彈性體微粒子的塑料合金狀態(tài)，提高了PVC的抗沖擊性能。(3)助熔劑作用。摻混氯化聚乙烯可使PVC熔點(diǎn)降低，促進(jìn)塑化，降低熔體粘度，改善加工流動(dòng)性，方便加工和縮短加工周期。但加入氯化聚乙烯也使PVC的耐熱性、剛性下降。用其生產(chǎn)的硬制品包括抗沖型PVC硬板、硬片、增強(qiáng)PVC硬管、增強(qiáng)PVC管件、PVC異型材，生產(chǎn)的PVC軟制品包括電纜料(改善熱老化性)、軟管、耐油管、地板、防水卷材、壓敏膠帶、密封材料等。
氯化聚乙烯用于改性ABS時(shí)，可防止燃燒時(shí)產(chǎn)生滴下物，改善沖擊性，并在加工時(shí)起潤(rùn)猾作用。在改性PE方面，因其具有阻燃性、與其它阻燃劑的互溶性和優(yōu)良的填充性，可防止因PE與阻燃劑互溶性、填充性不佳造成的混煉操作困難和成品起霜現(xiàn)象。用其改善EV A，可提高表面硬度，減弱韌性。
未硫化的CM的加工性很好，并具有優(yōu)良的耐臭氧性、耐候性、色穩(wěn)定性、耐熱性、耐油性、阻燃性等特性，而且耐磨性、耐撓曲性等機(jī)械性能也優(yōu)秀，因而可單獨(dú)或與其它橡膠并用制造特種橡膠制品。例如，因其對(duì)鉻酸幾次氯酸鈉等強(qiáng)氧化性化學(xué)品的抗耐性極好，可用于制橡膠輥筒、襯里、膠管、模型制品等；因其具有極好的耐老化性、耐候性、耐油性、阻燃性，以及良好的電絕緣性能，可用于制造各種電器材料，在引線之類的耐熱電線中可用作護(hù)套材料及兼具絕緣層、護(hù)套層功能的材料；與SBR并用制得的產(chǎn)品的物性與CR的相當(dāng)，并且由于其色穩(wěn)定性好，可制成彩色電線，而且成本低，可替代用CR制造的電線、電纜、軟線，還可用于制淺色橡膠窗嵌條、膠管、膠布等各種淺色制品;因其極好的耐熱老化性，可用作火花罩、陽(yáng)極氧化罩及其它耐熱制品。
氯化聚乙烯在涂料方面的應(yīng)用較廣，廣泛用于船底涂料，化工廠鋼架、橋架、貯槽等金屬構(gòu)件的防銹涂料，可制成溶液涂料、乳液涂料和粉末涂料，用于橡膠、塑料、纖維和金屬材料的涂層、地板涂層等。特別是高氯化聚乙烯(HCPE )，由于其分子鏈飽和且含有大量氯原子，不僅具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐燃、耐老化、耐候、防水、防霧、防生物腐蝕性，而且具有優(yōu)良的溶解性和粘附性，是一種良好的成膜材料，為化工設(shè)備防腐漆、船舶漆、集裝箱漆的理想原料，幾乎在所有場(chǎng)合均可替代價(jià)格昂貴的氯化橡膠(CR)。固相法HCPE的性能與CR防腐涂料相近，大大優(yōu)于氯化聚氯乙烯防腐涂料，可有效替代CR樹脂涂料。
氯化聚乙烯的開發(fā)最初即采用溶液法，由英國(guó)ICI公司在1938年開發(fā)，原料為低密度聚乙烯，使用溶劑為四氯化碳或氯仿。雖然用該法得到的氯化聚乙烯的氯含量可高達(dá)60%-90%，且產(chǎn)品中氯分布均勻，但由于從反應(yīng)液中分離出氯化聚乙烯和從氯化聚乙烯中去除殘留溶劑非常困難，且溶劑對(duì)大氣臭氧層造成破壞對(duì)人體危害也相當(dāng)大，現(xiàn)在這種工藝已被淘汰。
化工文獻(xiàn)綜述開題報(bào)告
1 性能
氯化聚乙烯是由聚乙烯 [一般為高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE )、線型低密度聚乙烯(LLDPE) ,目前國(guó)內(nèi)用得較多的是HDPE ] 通過(guò)氯化反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)改性得到的產(chǎn)物，分子中氯含量可為0一70%,其分子結(jié)構(gòu)可看成乙烯、氯乙烯、1,2一二氯乙烯的三元無(wú)規(guī)共聚物
且氯原子是沿著聚乙烯鏈無(wú)規(guī)分布，因此產(chǎn)品具有穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品一般具有優(yōu)良的耐熱性、耐老化性、耐燃性、寒性、耐油性、耐候性、自由著色性、耐化學(xué)藥品性耐臭氧性、電絕緣性以及良好的相容性和加工性，與PVC,PE,PS及橡膠摻混以改進(jìn)其物性。是一種介于橡膠和塑料之間的新型高分子彈性體材料，作為橡膠與塑料的優(yōu)良改性劑和添加劑，在塑料門窗、PVC管材與板材、防水卷材、防腐涂料、橡塑共混材料等工業(yè)領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。
2.1塑料改性劑
氯化聚乙烯在PVC加工中可起到一系列良好的輔助填加劑的作用:(1)增塑劑。因其分子質(zhì)量高于一般的酯類增塑劑，不會(huì)在溫度高時(shí)產(chǎn)生遷移、滲出和日久揮發(fā)導(dǎo)致的硬化等弊病，是良好的永久性增塑劑。(2)抗沖改性劑。氯化聚乙烯與PVC間既有相互融合，又有某種程度的相分離現(xiàn)象，在混煉之后成為含彈性體微粒子的塑料合金狀態(tài)，提高了PVC的抗沖擊性能。(3)助熔劑作用。摻混氯化聚乙烯可使PVC熔點(diǎn)降低，促進(jìn)塑化，降低熔體粘度，改善加工流動(dòng)性，方便加工和縮短加工周期。但加入氯化聚乙烯也使PVC的耐熱性、剛性下降。用其生產(chǎn)的硬制品包括抗沖型PVC硬板、硬片、增強(qiáng)PVC硬管、增強(qiáng)PVC管件、PVC異型材，生產(chǎn)的PVC軟制品包括電纜料(改善熱老化性)、軟管、耐油管、地板、防水卷材、壓敏膠帶、密封材料等。
氯化聚乙烯用于改性ABS時(shí)，可防止燃燒時(shí)產(chǎn)生滴下物，改善沖擊性，并在加工時(shí)起潤(rùn)猾作用。在改性PE方面，因其具有阻燃性、與其它阻燃劑的互溶性和優(yōu)良的填充性，可防止因PE與阻燃劑互溶性、填充性不佳造成的混煉操作困難和成品起霜現(xiàn)象。用其改善EV A，可提高表面硬度，減弱韌性。
未硫化的CM的加工性很好，并具有優(yōu)良的耐臭氧性、耐候性、色穩(wěn)定性、耐熱性、耐油性、阻燃性等特性，而且耐磨性、耐撓曲性等機(jī)械性能也優(yōu)秀，因而可單獨(dú)或與其它橡膠并用制造特種橡膠制品。例如，因其對(duì)鉻酸幾次氯酸鈉等強(qiáng)氧化性化學(xué)品的抗耐性極好，可用于制橡膠輥筒、襯里、膠管、模型制品等；因其具有極好的耐老化性、耐候性、耐油性、阻燃性，以及良好的電絕緣性能，可用于制造各種電器材料，在引線之類的耐熱電線中可用作護(hù)套材料及兼具絕緣層、護(hù)套層功能的材料；與SBR并用制得的產(chǎn)品的物性與CR的相當(dāng)，并且由于其色穩(wěn)定性好，可制成彩色電線，而且成本低，可替代用CR制造的電線、電纜、軟線，還可用于制淺色橡膠窗嵌條、膠管、膠布等各種淺色制品;因其極好的耐熱老化性，可用作火花罩、陽(yáng)極氧化罩及其它耐熱制品。
氯化聚乙烯在涂料方面的應(yīng)用較廣，廣泛用于船底涂料，化工廠鋼架、橋架、貯槽等金屬構(gòu)件的防銹涂料，可制成溶液涂料、乳液涂料和粉末涂料，用于橡膠、塑料、纖維和金屬材料的涂層、地板涂層等。特別是高氯化聚乙烯(HCPE )，由于其分子鏈飽和且含有大量氯原子，不僅具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐燃、耐老化、耐候、防水、防霧、防生物腐蝕性，而且具有優(yōu)良的溶解性和粘附性，是一種良好的成膜材料，為化工設(shè)備防腐漆、船舶漆、集裝箱漆的理想原料，幾乎在所有場(chǎng)合均可替代價(jià)格昂貴的氯化橡膠(CR)。固相法HCPE的性能與CR防腐涂料相近，大大優(yōu)于氯化聚氯乙烯防腐涂料，可有效替代CR樹脂涂料。
氯化聚乙烯的開發(fā)最初即采用溶液法，由英國(guó)ICI公司在1938年開發(fā)，原料為低密度聚乙烯，使用溶劑為四氯化碳或氯仿。雖然用該法得到的氯化聚乙烯的氯含量可高達(dá)60%-90%，且產(chǎn)品中氯分布均勻，但由于從反應(yīng)液中分離出氯化聚乙烯和從氯化聚乙烯中去除殘留溶劑非常困難，且溶劑對(duì)大氣臭氧層造成破壞對(duì)人體危害也相當(dāng)大，現(xiàn)在這種工藝已被淘汰。
3.2.水相懸浮法
日本大阪曹達(dá)公司、昭和電工公司、美國(guó)DOW公司和國(guó)內(nèi)大部分廠家采用水相懸浮法生產(chǎn)氯化聚乙烯。該法為將PE細(xì)粉末分散到懸浮劑去離子水中(PE含量為5%-20%)，加入溶脹劑(二甲基亞砜)，防粘劑(如丙烯酸水溶液、硅酸或PVC粉末等)，分散劑(環(huán)氧乙烷一環(huán)氧丙烷嵌段共聚物或聚氧乙烯山梨醇單油酸酯、十二烷基硫酸鈉、多氯烷基磺酸鈉、聚乙二醇胺等)，引發(fā)劑(有機(jī)過(guò)氧化物、偶氮化合物等)，消泡劑等，通氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng)。按照所用PE原料，反應(yīng)溫度一般為 110一120 ℃，反應(yīng)壓力為0.4 Mpa。氯化后進(jìn)行脫酸、水洗、加堿中和、脫廢液、熱水洗滌、離心脫水、干燥后得到產(chǎn)品。其典型的工藝流程見圖3-1。具體的工藝還可分為以下幾種。
3.2.1 一段氯化法
在某一條件下一直氯化到預(yù)定指標(biāo)結(jié)束反應(yīng)。反應(yīng)溫度在原料PE熔點(diǎn)的附近。因?yàn)槟z粒表面熔結(jié)結(jié)塊，不僅妨礙氯化和后處理的正常進(jìn)行，而且使膠粒包含少量鹽酸等雜質(zhì)，產(chǎn)品性能惡化。因反應(yīng)集中在粒子表面和粒子內(nèi)部的無(wú)定形區(qū)域進(jìn)行，使產(chǎn)品中氯分布不均勻，產(chǎn)物結(jié)晶度大，不能制備彈性體。
3.2.2分段氯化法
大阪曹達(dá)公司和昭和電工公司使用該方法生產(chǎn)氯化聚乙烯。該法又叫低溫—高溫兩段氯化法，先在比PE熔點(diǎn)低5一15℃的溫度下進(jìn)行氯化，再升溫到熔點(diǎn)附近或熔點(diǎn)以上3--10℃時(shí)氯化。依據(jù)所用PE原料不同，曹達(dá)公司得到的是彈性體，昭和電工公司得到的是樹脂型CPE。
3.2.3熱處理氯化法
該技術(shù)為大阪曹達(dá)公司采用。先在低于PE熔點(diǎn)的溫度氯化至含氯量為10%一30%后，停止通氯，升溫至PE熔點(diǎn)，熱處理0.5一2. 0 h，再降溫至殘晶熔點(diǎn)通氯反應(yīng)，得到氯含量為25%一45%的CPE彈性體，或經(jīng)多次熱處理得到氯含量大于60%的高氯化聚乙烯。該法中的第一段氯化是引入氯原子，以產(chǎn)生位阻，使熱處理的晶體在冷卻時(shí)不能恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，以降低殘晶熔點(diǎn)。熱處理是使晶體熔融，氯化易于進(jìn)行，顆粒表面和內(nèi)部的大分子錯(cuò)動(dòng)均化，避免氯化部位過(guò)于集中。第二次氯化是使氯分布趨于均勻，得到氯化聚乙烯彈性體。
3.2.4選擇氯化法
大阪曹達(dá)公司采用該法。在氯化前使PE粉末的表面、非晶區(qū)選擇性吸附一種油溶性自由基捕捉劑(最初采用2,6一二叔丁基-4一甲基酚，后改用硫代二丙酸二月桂酯)，將氯化反應(yīng)轉(zhuǎn)向即將熔融的結(jié)晶區(qū)。該法使用的原料廣泛(PE的相對(duì)密度為0.92一0.96，平均相對(duì)分子質(zhì)量為2萬(wàn)一40萬(wàn)〕，適應(yīng)性強(qiáng)，不粘結(jié)，氯分布均勻，反應(yīng)速度快，產(chǎn)品的彈性、透明性好，效果優(yōu)于熱處理氯化法。
3.2.5三段氯化法
Dow化學(xué)公司采用該法生產(chǎn)氯化聚乙烯，所用原料為HDPE，與水的質(zhì)量比為
1：(10~12)。各段氯化溫度和產(chǎn)品中氯含量分別為:100~115℃,20%；115℃,35%；115~140℃,35%~42%。日本公司對(duì)此工藝的描述為:第一階段在較低的溫度下進(jìn)行少量的氯化，此時(shí)氯化僅在PE粉表面進(jìn)行，形成具有高氯量的外殼；第二段氯化在中溫下進(jìn)行，氯氣分子向PE的多孔部位擴(kuò)散，在無(wú)定形區(qū)域反應(yīng)；第三段的氯化溫度約為PE的結(jié)晶熔點(diǎn)，反應(yīng)在原來(lái)的結(jié)晶區(qū)域進(jìn)行。
3.3酸相懸浮氯化法
酸相法是水相法的一個(gè)改進(jìn)工藝，由德國(guó)赫斯特公司開發(fā)。PE在配料槽中用20%左右鹽酸配制成鹽酸相懸浮液，進(jìn)入氯化釜。在冷卻/加熱系統(tǒng)精確控制下，按預(yù)定的程序通入液氯進(jìn)行氯化反應(yīng)，通定量的氯氣后結(jié)束反應(yīng)。用平面轉(zhuǎn)盤真空過(guò)濾機(jī)連續(xù)脫酸，洗滌出料，脫出的25%鹽酸一部分循環(huán)，另一部分可作為商品出售。脫酸后的濕料連續(xù)進(jìn)入哈氏合金螺桿篩網(wǎng)離心機(jī)，經(jīng)干燥等工序處理后得成品。其工藝流程見圖3-2
圖3-2 酸相懸浮工藝生產(chǎn)氯化聚乙烯的流程簡(jiǎn)圖
該工藝過(guò)程已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。該工藝與水相法相比有如下特點(diǎn):
1、節(jié)能顯著。采用平板過(guò)濾機(jī)和螺桿篩網(wǎng)式離心機(jī)脫水，使進(jìn)人干燥器的濕料含水量低于15%，干燥用蒸汽消耗大大降低;省去了堿煮和熱水洗滌工藝，使蒸汽消耗進(jìn)一步下降。
2、產(chǎn)品質(zhì)量高。采用自動(dòng)化操作，每批產(chǎn)品的質(zhì)量趨于一致，質(zhì)量高且穩(wěn)定性強(qiáng)。因無(wú)堿煮工序，避免了堿煮造成的產(chǎn)品發(fā)黃、顆粒表面發(fā)硬、產(chǎn)品夾帶鹽等問(wèn)題，因此產(chǎn)品白度高，顆粒均勻，含氯量均勻，不含鹽。
3.4水相—酸相綜合法
該法由杭州電化集團(tuán)有限公司提出并采用。它將酸相法與水相法工藝的優(yōu)劣互補(bǔ)并有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，集優(yōu)勢(shì)于一身。氯化工序?yàn)樗嵯喾ǎ然磻?yīng)中無(wú)大粒徑的粗粒產(chǎn)生，可減少清釜次數(shù)，提高產(chǎn)品收率，延長(zhǎng)氯化釜使用壽命，降低破碎負(fù)荷，減少酸性廢水排放量;而脫酸、中和工序又為典型的水相法工藝，經(jīng)中和的氯化聚乙烯漿料為弱堿性(pH值為7-8)，使得漿料槽、離心機(jī)等脫水設(shè)備的材料耐腐等級(jí)得以降低，另外也省去了酸相法中C4哈氏合金材質(zhì)的平板過(guò)濾裝置，免去了酸相法中于燥酸性廢氣的處理。投資額度及三廢排放量介于酸相法和水相法之間。其生產(chǎn)流程見圖3-3。
圖3-3 水相—酸相綜合生產(chǎn)氯化聚乙烯的工藝流程簡(jiǎn)圖
3.5固相氯化法
固相法生產(chǎn)氯化聚乙烯始于1954年，目前有流化床、固定床、轉(zhuǎn)動(dòng)床、攪拌床4種工藝。
固相法與懸浮法相比具有設(shè)備腐蝕小、基本無(wú)三廢、添加劑用量少、產(chǎn)品較純凈、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，另外，產(chǎn)品含氯范圍寬(無(wú)需改變溫度和壓力即可生產(chǎn)含氯量為 0~70%以內(nèi)的產(chǎn)品)，尤其是用其生產(chǎn)的高氯化聚乙烯防腐涂料或漆的附著力大。
一般認(rèn)為，固相氯化法存在的氯化不均、反應(yīng)熱導(dǎo)出困難等問(wèn)題限制了該工藝的工業(yè)化。王兆波等的研究表明：固相法氯化聚烯烴的過(guò)程中存在明顯的粘結(jié)、燒結(jié)、局部過(guò)熱和密度增高等現(xiàn)象。溫度是影響粘結(jié)和燒結(jié)的主要因素；粘結(jié)使氯化速度降低，氯分布均勻性變差；局部過(guò)熱導(dǎo)致晶區(qū)熔融參與氯化；原料、氯含量和粘結(jié)決定了產(chǎn)物的密度。粘結(jié)是氣一固相氯化反應(yīng)中，由于非均相散熱不良及攪拌不均，致使部分物料表面軟化或熔融并互相枯結(jié)。粘結(jié)嚴(yán)重時(shí)，物料結(jié)塊，攪拌困難，反應(yīng)無(wú)法正常進(jìn)行。在反應(yīng)體系中適當(dāng)加人分散劑，可有效降低粘結(jié)的發(fā)生，但分散劑用量過(guò)多，將影響產(chǎn)品性能，并給產(chǎn)物后處理帶來(lái)困難。燒結(jié)是指在固相法氯化過(guò)程中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升至接近熔點(diǎn)時(shí)，在表面能的推動(dòng)下，多孔料自動(dòng)形成較小表面積的團(tuán)塊，從而使粉料內(nèi)空隙變小，密度增大。
趙季若等認(rèn)為經(jīng)固相(攪拌方式)氯化反應(yīng)所得的氯化聚乙烯[氯含量為(35士0.5)%]，其大分子鏈上Cl取代基的分布比水相(液一固反應(yīng))懸浮法更均勻，氯化過(guò)程的溫度直接影響氯化速度及分子結(jié)構(gòu)，如殘留結(jié)晶、氯分布;氣一固反應(yīng)過(guò)程可比液一固反應(yīng)過(guò)程更完全地破壞PE的結(jié)晶，因此取代基分布更均勻;用三種氯化方法得到產(chǎn)品的氯分布均勻性的順序?yàn)槿温然?gt;二段氯化>高溫氯化。
固相氯化法的原料一般采用高密度聚乙烯，但屈秀寧等發(fā)現(xiàn)線性低密度聚乙烯(LLDPE)比高密度聚乙烯(HDPE)更容易實(shí)現(xiàn)固相氯化，LLDPE的結(jié)構(gòu)介于LDPE和HDPE之間，結(jié)晶度較低，比后者容易進(jìn)行固相氯化，即使在熔點(diǎn)溫度下氯化，氯原子亦能部分滲透到結(jié)晶區(qū)，使產(chǎn)物結(jié)晶受到一定破壞，產(chǎn)物溶剩值明顯降低。LLDPE與HDPE的固相氯化產(chǎn)品的特點(diǎn)類似，都具有氯分布不均勻性，即結(jié)品區(qū)和無(wú)定形區(qū)域氯化程度的差異，固體顆粒表面和內(nèi)部氯化程度的差異使產(chǎn)物形成具有高氯化段和低氯化段的類似嵌段的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)物因氯化程度不同而分別具有不同的優(yōu)良性能：LLDPE在熔點(diǎn)(123~127℃)以下氯化，低氯含量(10%~25%)的產(chǎn)物具有較理想的機(jī)械性能，如較好的伸長(zhǎng)率和韌性，可制成各種膜；高氯含量(50%以上)的產(chǎn)品具有優(yōu)良的溶解性，可用作涂料，且因其具有高強(qiáng)度(45.0 MPa)和硬度且透明，可制成硬質(zhì)材料；中氯含量(30%~40%)的生膠具有較好的彈性，硫化后強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率都較高，永久變形小，可作為氯丁橡膠的代用品。LLDPE經(jīng)高溫氯化，氯含量為30%~35%的產(chǎn)物具有十分優(yōu)良的彈性，用10份這種線性低密度氯化聚乙烯與100份PVC共混，缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)16Kj/m2。
由于用固相氯化法制得的高氯化聚乙烯制成的防腐涂料比懸浮法得到的產(chǎn)品性能優(yōu)異，且可替代氯化橡膠防腐涂料，因此國(guó)內(nèi)對(duì)用固相氯化法制備高氯化聚乙烯的研究也較多。趙季若等研究認(rèn)為，氯化反應(yīng)是一種受阻型的反應(yīng)，由于高氯化聚乙烯(氯含量大于55%)中Cl含量較高，-CI的存在對(duì)后期氯化有較明顯的抑制作用，氯化溫度及引發(fā)方式等由于影響氯化聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)將對(duì)氯化速度有很大的影響。PE進(jìn)行氯化后，分子鏈上有
-CH2-CH2-、-CHCI-CH2-CH2-和CHCI-CH2-CHCI- 3種結(jié)構(gòu)，-C1對(duì)相鄰基團(tuán)的氯化有抑制作用,3種結(jié)構(gòu)對(duì)進(jìn)一步氯化的抑制作用依次遞增。因?yàn)橐籆l對(duì)亞甲基的氯化抑制作用，隨著氯含量升高，則氯化速度降低。氯化前期較高的氯化溫度造成前期具有較快的氯化速度但后期的氯化速度卻大大降低;反之，氯化前期使用較低的氯化溫度，將使氯化后期的氯化速度下降減緩。氯化溫度低，利于顆粒表面與內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)體系后期氯化速度的影響較弱。引發(fā)劑具有提高氯化前期氯化速度的作用，引發(fā)劑用量增大只可提高前期的氯化速度，而氯化中期的速度反而下降，對(duì)后期的影響不大。
我國(guó)從20世紀(jì)50年代起就有江蘇太倉(cāng)助劑廠、安徽省化工研究所、湖北省化工研究所等單位開展了CPE的研究開發(fā)工作，其中最成功的是安徽化工研究所開發(fā)的水相懸浮常壓氯化法，自1980年在安徽省蕪湖化工廠建成100 t/a的中試裝置以來(lái)，已有許多家廠家采用該方法建廠生產(chǎn)。1993年6月齊魯乙烯魯華化工廠采用青島化工學(xué)院開發(fā)的固相法建成300 t/a的CPE生產(chǎn)裝置。山東維坊亞星化工集團(tuán)公司早在 1990年引進(jìn)了德國(guó)赫司特公司CPE生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，建成了國(guó)內(nèi)首套年產(chǎn)6 kt的CPE生產(chǎn)裝置。經(jīng)過(guò)十幾年的消化吸收和5次大規(guī)模的技術(shù)改造，亞星公司創(chuàng)新發(fā)展了鹽酸相法工藝體系，與跨國(guó)公司成功開發(fā)了國(guó)內(nèi)最大、也是惟一的陶瓷反應(yīng)器，使CPE的生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大到2003年的年產(chǎn)70 kt居世界首位，并且2005年與韓國(guó)湖南化學(xué)合資成功興建的40 kt/a項(xiàng)目。 占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的70%。
截止2004年，我國(guó)氯化聚乙烯生產(chǎn)廠家已經(jīng)超過(guò)60家，總年產(chǎn)能力約195 kt/a，工藝大多采用水相懸浮法。其中，年產(chǎn)能力在萬(wàn)噸以上的有7家，合計(jì)產(chǎn)能139 kt/a，約占全國(guó)總產(chǎn)能的71.3%;年產(chǎn)能力在3 - 6 kt/a的有9家，合計(jì)產(chǎn)能37. 5 kt/a，約占總產(chǎn)能的19.2%;其余均為年產(chǎn)規(guī)模3 kt/a以下的裝置。隨著我國(guó)氯化聚乙烯產(chǎn)能不斷增長(zhǎng)，產(chǎn)量也在同時(shí)增加。1995年全國(guó)氯化聚乙烯產(chǎn)量只有25 kt/a,2001年達(dá)到98 kt/a,2003年進(jìn)一步增加到115 kt/a,2004年達(dá)到125 kt/a。
目前，全國(guó)氯化聚乙烯消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：約90％用于聚氯乙烯改性，約10％用于電線、電纜及ABS的改性。隨著塑料建材快速發(fā)展以及橡膠電纜領(lǐng)域需求增長(zhǎng)，我國(guó)氯化聚乙烯需求將呈不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)。我國(guó)氯化聚乙烯彈性體主要生產(chǎn)廠家是濰坊亞星化學(xué)公司和杭州科利化工公司的產(chǎn)品。截止2004年我國(guó)氯化聚乙烯彈性體產(chǎn)量可達(dá)15~20 kt/a，可基本滿足國(guó)內(nèi)的需求。預(yù)計(jì)在2005-2010年期間國(guó)內(nèi)氯化聚乙烯彈性體需求量在10~15 kt/a，加上電線電纜方面的應(yīng)用以及出口10 kt/a左右，總需求量在40~45 Kt/a。
但是，目前我國(guó)氯化聚乙烯總產(chǎn)能已經(jīng)大于需求，特別是在其主要應(yīng)用領(lǐng)域—抗沖改性方面已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重供大于求局面。加上將受到ACR等性能更先進(jìn)的抗沖改性劑的沖擊，未來(lái)氯化聚乙烯市場(chǎng)份額增長(zhǎng)幅度將不會(huì)太大。下面是2006-2009年我國(guó)抗沖改性劑與加工助劑的產(chǎn)能與產(chǎn)量
CPE在國(guó)外是淘汰產(chǎn)品，我國(guó)考慮到它價(jià)格便宜，還考慮氯堿平衡，經(jīng)廣大科技工作者的研究和，已能有效地達(dá)到增韌、抗沖的作用，因而在排水管、電線套等一些不受壓的民用型材中使用，估計(jì)近4年內(nèi)還將維持 10萬(wàn)/a的規(guī)模。
因而不宜再新建生產(chǎn)改性氯化聚乙烯為目標(biāo)的新廠，應(yīng)在原有生產(chǎn)裝置上，加大技術(shù)改造投資，研究開發(fā)多品種氯化聚乙烯，加大在以下幾個(gè)與國(guó)外相比差距較大的領(lǐng)域的開發(fā):(1)電線電纜用低門尼值CPE橡膠和特種CPE樹脂;(2)汽車工業(yè)用CPE(用于耐熱、耐油用輸油管、密封件的制造) (3)改性ABS用特種CPE; (4)以CPE為基材的熱塑性彈性體開發(fā)，用于減震材料、體育用品、汽車配件等。目前美國(guó)杜邦一道化學(xué)公司、日本大曹公司和昭和電工公司等國(guó)外公司均有相應(yīng)的CPE品種生產(chǎn)，以上品種的CPE消耗量約占國(guó)外CPE總消耗量的40%一50%，國(guó)內(nèi)應(yīng)加緊以上領(lǐng)域的研發(fā)和推廣，并積極開拓新市場(chǎng)。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)氯化聚乙烯的原料—高密度聚乙烯(HDPE)在質(zhì)量方面還不能滿足氯化聚乙烯的生產(chǎn)要求，因此，生產(chǎn)氯化聚乙烯的企業(yè)可與生產(chǎn)聚乙烯的企業(yè)合作，共同研發(fā)氯化聚乙烯生產(chǎn)所需的專用聚乙烯，以增加產(chǎn)品牌號(hào)，使產(chǎn)品系列化、專用化。預(yù)計(jì)2010年氯化聚乙烯生產(chǎn)量達(dá)160 kt/a，需要約100 kt/a專用級(jí)HDPE，因而原料生產(chǎn)廠家也有著相當(dāng)大的發(fā)展空間，目前中國(guó)石油遼陽(yáng)石化分公司已開發(fā)出第二代氯化聚乙烯專用原料，并正積極開發(fā)ABS改性用氯化聚乙烯專用原料
還有加快噻二唑硫化劑和相應(yīng)活性劑（促進(jìn)劑）的開發(fā)目前我國(guó)氯化聚乙烯所用活性劑大多為進(jìn)口產(chǎn)品，由于價(jià)格過(guò)高，限制了其推廣應(yīng)用。如何獲得價(jià)格較低、性能較好的國(guó)貨已是當(dāng)務(wù)之急。目前，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的助劑包括氰尿酸三烯丙酯（TAC）、異氰尿酸三烯丙酯（TAIC）、三苯甲烷三異氰酸酯（TPMTI）等。而在電纜和膠管行業(yè)，耐熱和耐寒增塑劑等方面都有待開發(fā)。
加大固相法研發(fā)力度固相法與懸浮法相比，具有三廢少、設(shè)備腐蝕輕、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品種類多等特點(diǎn)。因此有關(guān)企業(yè)應(yīng)積極與相關(guān)高等院校合作，進(jìn)一步加大對(duì)固相法的研發(fā)力度，對(duì)粘結(jié)和燒結(jié)等工業(yè)化難題進(jìn)行攻關(guān)，使其成為具有國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。