[科普中国]-前身聚合物

前身聚合物，即聚合物的前身物。

醋酸乙烯单体(VAM)是制取聚醋酸乙烯和乙烯一醋酸乙烯共聚物的前身物，聚醋酸乙烯和乙烯一醋酸乙烯共聚物可用于生产分散聚合物粉末，而VAM通常由醋酸及蒸汽裂解衍生的乙烯反应制得。

简介生物乙醇用于生产绿色聚合物原料正在脱颖而出，努力采用完全可持续的路线生产基于醋酸乙烯单体(VAM)的聚合物。醋酸乙烯单体(VAM)是制取聚醋酸乙烯和乙烯一醋酸乙烯共聚物的前身物，聚醋酸乙烯和乙烯一醋酸乙烯共聚物可用于生产分散聚合物粉末，而VAM通常由醋酸及蒸汽裂解衍生的乙烯反应制得。正在开发采用乙醇生产醋酸和乙烯的替代路径，理想情况是来自纤维素衍生的生物乙醇作为可再生原料将很快在经济上可行。

目前最适用的工艺过程，醋酸由乙醇直接氧化制取。反应在固定床反应器和温度超过200℃下进行，藉助于瓦克公司开发的专用的氧化催化剂。从放热反应放出的热量可回收用来产出高压蒸汽，高压蒸汽外输和用于通过蒸馏以净化醋酸。

醋酸产率超过90%，选择性为%%。传统的氧化过程会产生甲酸作为副产品，因此需要特种材料防止腐蚀，而ACED过程的高选择性，设备可使用不锈钢制作。该ACED工艺过程已准备推向商业化。1

醋酸乙烯单体简介醋酸乙烯单体（VAM）是醋酸及其衍生物行业中最主要的初级衍生物加工产品，也是有机合成化工（聚合物工艺学）中的主导型原料之一，有较高的生产制备及衍生加工的技术经济价值。作为醋酸的再加工物，醋酸乙烯的生产开发状况对醋酸行业的整体发展具有日益显著的影响作用。

醋酸乙烯（VAM）用于生产聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物等众多聚合物类产品。该类产品广泛应用于纺织、化工、建筑、造纸、卷烟、家具、包装、装潢、装饰、化妆、洗涤、医药、印刷、电气、橡胶、皮革、化纤、电子、精细化工、粘接等众多领域。主要用做乳化剂、粘结剂、稳定剂、整理剂深层材料、化学浆料、塑料材料、薄膜制品、防护涂层、纤维材料等。在纤维领域，醋酸乙烯主要用于维尼纶合成和醋酸乙烯-丙烯腈类纤维。上述用途中以共聚物最有发展前景。2

生产技术进展目前VAM生产工艺路线主要有乙烯气相法和乙炔气相法两种，其中乙烯气相法由于工艺经济性好而占主导地位。

美国自上个世纪70年代就完成了乙炔法向乙烯法的转换，而在天然气和电石资源丰富的地区，乙炔法工艺仍有一定的竞争力。

1、乙炔气相法

乙炔气相法工艺将乙炔和醋酸在催化剂作用下气相反应生成VAM，催化剂为醋酸锌-活性炭（组成比例为15∶100），并添加助催化剂次碳酸铋，反应温度为170~200℃，压力为常压，空速为200~400h-1。

乙炔气相法合成VAM工艺有固定床和流化床之分。流化床反应的优点是催化剂床层温度分布均匀、反应温度略低（比固定床低10~20℃）、乙炔聚合物减少、催化剂寿命长、单体质量高、反应条件稳定。但主要缺点是催化剂磨损较大，需采用耐磨的活性炭（如椰壳炭）作载体。

由于生产原料费用较高，乙炔法已逐渐被乙烯法取代，但在天然气丰富的地区，由于可同时提供醋酸和乙炔原料，故尚有一定的市场。

2、乙烯气相法

现推荐采用乙烯为原料，替代以前基于乙炔的工艺。

汽化的醋酸和乙烯用氧气在固定床反应器中采用负载贵金属的催化剂进行反应。采用Pd-Au、Pd-Pt及Pd-Cd负载型催化剂，载体主要为硅胶和氧化铝。VAM用冷凝和洗涤方法回收，用蒸馏提纯。Leap流化床技术中，催化剂可连续除去和再加入，使过程有长的运转周期，还可节减投资费用30%。Praxair公司推出的专利，用99.95%纯度的氧气以降低反应器中惰性物质数量，并可提高产率高达5%。依斯曼化学公司开发了基于醋酸制造VAM的三步法液相工艺，产率高达95%。2

乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA特点耐水性：密闭泡孔结构、不吸水、防潮、耐水性能良好。

耐腐蚀性：耐海水、油脂、酸、碱等化学品腐蚀，抗菌、无毒、无味、无污染。

加工性：无接头，且易于进行热压、剪裁、涂胶、贴合等加工。

防震动：回弹性和抗张力高，韧性高，具有良好的防震、缓冲性能。

保温性：隔热，保温防寒及低温性能优异，可耐严寒和曝晒。

隔音性：密闭泡孔，隔音效果好。2

常用特性EVA中的醋酸乙烯的含量低于20%时，这时才可作为塑料使用。EVA有很好的耐低温性能，其热分解温度较低，约为230℃左右，随着分子量的增大，EVA的软化点上升，加工性和塑件表面光泽性下降，但强度增加，冲击韧性和耐环境应力开裂性提高，EVA的耐化学药品、耐油性方面较之PE，PVC稍差，并随醋酸乙烯含量的增加，变化更加明显。EVA比PE的性能改善，主要是弹性、柔性、光泽性、透气性等方面，另外，它的耐环境应力开裂性得到了提高，对填料的受容性增大，可以采用加入较多增强填料的方法来避免或减少EVA力学性能比PE的下降。EVA还可以通过改性而得到新的应用，其改性主要可从二个方面考虑：一是将EVA作为其他单体接枝的主干；二是将EVA进行部分醇解。2

EVA主要用途EVA树脂是乙烯-醋酸乙烯共聚物，一般醋酸乙烯（VA）含量在5%～40%。与聚乙烯相比，EVA由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体，从而降低了高结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能，被广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域。一般来说，EVA树脂的性能主要取决于分子链上醋酸乙烯的含量。

(1)发泡鞋材

鞋材是我国EVA树脂最主要的应用领域。在鞋材使用的EVA树脂中，醋酸乙烯含量一般在15%～22%。由于EVA树脂共混发泡制品具有柔软、弹性好、耐化学腐蚀等性能，因此被广泛应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底和内饰材料中。另外，这种材料还用于隔音板、体操垫和密封材领域。

(2)薄膜

EVA薄膜的主要用途是生产功能性棚膜。功能性棚膜具有较高的耐候、防雾滴和保温性能，由于聚乙烯不具有极性，即使添加一定量的防雾滴剂，其防雾滴性能也只能维持2个月左右；而添加一定量EVA树脂制成的棚膜，不仅具有较高的透光率，而且防雾滴性能也有较大提高，一般可超过4个月。另外，EVA还可用于生产包装膜、医用膜、层压膜、铸造膜等。

(3)电线电缆

随着计算机及网络工程的不断发展，出于对机房安全的考虑，人们越来越多地使用无卤阻燃电缆和硅烷交联电缆。由于EVA树脂具有良好的填料包容性和可交联性，因此在无卤阻燃电缆、半导体屏蔽电缆和二步法硅烷交联电缆中使用较多。另外，EVA树脂还被应用于制作一些特殊电缆的护套。

(4)玩具

EVA树脂在玩具中也有较多应用，如童车轮、座垫等。

(5)热熔胶

以EVA树脂为主要成分的热熔胶，由于不含溶剂，不污染环境且安全性较高，非常适合于自动化的流水线生产，因此被广泛应用于书籍无线装订、家具封边、汽车和家用电器的装配、制鞋、地毯涂层和金属的防腐涂层上。制作冰箱导管、煤气管、土建板材、容器和日用品等,亦可制包装用薄膜、垫片、医用器材,还可用作热熔胶粘剂、电缆绝缘层等。2

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学