PVC樹脂質量的影響因素與處理措施

趙麗娟

摘要：本文通過對我國PVC樹脂質量方面的影響因素進行分析，并提出一些措施，期望能更好的保證PVC樹脂的質量，能更好的保證期開發與應用。

關鍵詞：PVC樹脂；質量改進；低聚合度

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

引言

近年來，中國PVC產能和產量迅猛增長，PVC產能過剩已成為業內不爭的事實，特別是電石法PVC企業產品價格與成本倒掛，需求萎縮導致產品滯銷。提高PVC樹脂質量、開發PVC樹脂新牌號和提高產品附加值，成為PVC行業特別重視的問題。

一、表觀密度較高的原因及處理措施

（一）表觀密度較高的原因及處理措施

表觀密度反映了未壓縮狀態下單位體積PVC樹脂的質量。球形PVC樹脂表觀密度過高反映了其內部孔隙率較低，容易形成緊密型PVC樹脂。當PVC樹脂孔隙率較低時，不僅會造成PVC樹脂內部水分和殘留VCM的脫吸阻力增大進而導致產品中水及殘留VCM含量超標，而且在PVC樹脂的后續加土過程中，也會因孔隙率過小造成增塑劑吸收量不足而導致其流動性能變差或白度下降，影響PVC樹脂的加工性能。生產實踐表明:當SG5型PVC樹脂的表觀密度控制在0.51一0.55g/mL時，PVC樹脂的加土性能較好。在生產過程中，PVC樹脂表觀密度較高的原因主要有以下3點：

1.分散劑對聚氯乙烯樹脂質量的影響

分散劑在生產氯乙烯懸浮聚合過程中主要是為了防止中后期聚合物顆粒和早期液滴之間的聚并。分散劑按傳統習慣，可分為非水溶性的無機粉末(如磷酸鈣)和水溶性的有機高分子(如聚乙烯醇)兩大類。但隨著懸浮聚合技術的發展，綜合考慮到隔離、保護和界面張力得到降低、分散效果的雙重作用得以提高，往往采用復合分散體系，包括多種和兩種分散劑的復合、無機和有機分散劑的復合，有時還添加少量陽離子表面活性劑(如十二烷基磺酸鈉)的方法。分散劑和攪拌是影響粒度分布、懸浮聚合物粒度、顆粒形態等特性的重要因素。攪拌特性對于特定的反應體系來說是固定的。那么，分散劑的性質、用量和種類則成為PVC樹脂顆粒特性得以控制的關鍵因素。顆粒特性對懸浮聚合的PVC樹脂來說是尤為重要。因為PVC樹脂的使用性能甚至加工性能都直接與之有關。與顆粒特性有關的質量指標有粒徑分布和平均粒徑、孔隙率、形態(顯微照片)、孔徑分布和孔徑、比表面積、表觀密度、密度分布粉體干流性、等。PVC樹脂顆粒大小和形態與聚合的單體、聚合方法、配方工藝條件有關。對于懸浮聚合PVC樹脂來說，分散劑、攪拌、轉化率是影響顆粒特性的主要因素。當然，聚合溫度引發水油比、速率等也是有一定影響的；而PVC樹脂顆粒的形狀則影響著聚氯乙烯樹脂的加工性、包裝性能和干流性。

2.單體和水質對聚氯乙烯樹脂質量的影響

聚合用氯乙烯單體中所含雜質直接影響聚合反應，同時也對聚氯乙烯樹脂的質量產生了很大的影響。有些雜質能使聚合反應緩聚或阻聚。如乙炔在單體中含量過高，就會延長聚合的誘導期而增加反應時間；同時，乙炔又是活潑的鏈轉移劑，可使聚氯乙烯樹脂的分子質量降低，端基雙鍵含量增加，從而影響樹脂穩定性能和聚氯乙烯樹脂的質量等指標。再比如，氯乙烯中的高氯化物、二氯乙烷、等乙醛高沸物也具有活潑的鏈轉移作用。鏈轉移的結果，使PVC樹脂的分子質量及分子質量分布發生變化，最終影響產品性能。表1列舉了聚合度受到氯乙烯單體中二氯乙烷含量的影響。

表1氯乙烯單體中二氯乙烷含量對聚合度的影響

懸浮聚合對水質的要求也非常嚴格，因為水的質量直接影響到樹脂的質量。如果水的硬度慢慢變高，產品熱穩定性和電絕緣性就越差；PVC樹脂的顆粒形態受到氯離子含量的影響而逐漸變得越來越差；而水的pH值又影響分散劑的穩定性。較低pH值對明膠有顯著的破壞作用，較高pH值會引起聚乙烯醇部分醇解，影響分散的效果和顆粒的形態，尤其是對一些采用聚乙烯醇為主分散劑的生產企業來說，水的pH值波動過大，經常會產生生成的大顆粒料等一些生產的事故。此外，水質還會影響“魚眼”及粘釜的產生。所以，聚合用水宜用經離子電滲析或交換樹脂處理過的去離子水。一般對水質的要求是硬度小于5×10-6，氯離子含量小于1×10-5，pH值為6～7，不大于0.51μΨ的導電率，不大于1×10-8的氧含量。由此可見，不管是水質的穩定性，還是單體中的雜質都是影響聚合反應產品性能和正常進行的關鍵因素。在聚合生產中這就要求單體精餾工序和水處理工序中，嚴把質量關，不斷提高技術，確保產品質量和聚合生產的穩定性。

二、PVC樹脂質量的處理措施

（一）熱穩定性

隨著PVC建材的廣泛使用，對PVC樹脂熱穩定性的要求越來越高。PVC樹脂的熱穩定性直接影響下游產品的加工工藝和產品的強度、外觀等。為了滿足客戶的需求，北元化工采取了以下措施。

(1)控制聚合轉化率，采用壓降法加入終止劑終止聚合反應，控制VCM轉化率為80%~85%，防止在反應后期因反應時間過長產生支鏈，降低PVC樹脂的熱穩定性。

(2)統籌安排聚合釜進出料時間，嚴禁聚合釜待出料。

(3)更換聚合反應終止劑為HER。HER既能與分解析出的氯化氫化合，還可以阻止氧化物、輕基、交鏈等的產生，同時會與活潑的不飽和基團反應從而阻止烯丙基激發所引起的拉練式分解氯化氫反應的發生，并會取代PVC分子中不穩定的氯原子，破壞重金屬鹽對PVC樹脂催化分解的活性。使用情況表明，耐熱性終止劑的終止效果相對較好，可較大程度地減少后期PVC分子鏈中不穩定結構的生成，更好地提高樹脂的熱穩定性。

(4)定期監測脫氧塔、純水罐含氧，嚴格監控脫氧塔的負壓情況和純水罐隔離的塑料小球、沖氮氣情況，保證各項指標在控制范圍內，減少純水中的氧含量。

（二）調解分散體系，改進PVC樹脂顆粒的皮膜結構

在生產過程中加強懸浮聚合的PVC樹脂，顆粒的皮膜特性會受到分散劑的配比對其的影響，一般在保證體系的分散能力和保膠能力的情況下，局部不連續的皮膜以及蜂窩狀多孔皮膜，受到分散劑的用量的影響是很大的，其量越少越容易制得，甚至是無皮的樹脂，這樣結果也就是殘留VCM脫吸的阻力也會逐漸的變??；另外，我們采用加入低醇解度的聚乙烯醇、低分子質量，它能使得單體得以溶解，使初級粒子穩定，減少熔結形成，骨架疏松，從而增加孔隙率和內表面積。

（三）選擇適宜的轉化率

從上述的分析可以看出:轉化率超過85%時，對殘留VCM脫吸有不利影響，因此我們可以在釜內壓力下降時加終止劑，終止反應。從多年的生產經驗可以判定，當聚合釜壓力降為0.15～0.2MPa時(轉化率在85%以下)加終止劑終止反應，制得的產品顆粒形態規整。

（四）完善分析手段

某原分析VCM質量的指標少，而且由于色譜儀的分離效果差，色譜柱短，數據分析的準確度不夠高。分析數據是指導生產的根據，因此，只有得到非常真實的并且準確的對VCM質量分析數據產生影響的，才能采取一些有針對性地有效措施來提高VCM質量。為此，加長將色譜柱，使得色譜柱的分離效果得到改善，以得到VCM分析數據更加的精確；而且還購買了標準氣樣，定性和定量分析VCM中的低沸物、高沸物，以便使得指導生產更好。

（五）改進精餾工序的控制系統

原精餾工序中的成品冷凝器、高沸塔及低沸塔等的水路自控閥都是單回路對1個參數進行跟蹤控制，在調節的過程中互補作用不夠明顯，這樣做最終導致系統控制不夠穩定，這樣做經?？渴謩痈深A來控制。為使得工藝操作條件得到改善，VCM質量得到提高，將由原來的單回路自控閥調節成為多回路調節，這樣的結果就是低沸塔穩定過料得到保證，低沸塔液泛現象從而得到避免；與此同時，高沸塔回流比逐漸的增大，高沸塔壓力得以降低，塔釜液位得到穩定，放殘液由1次/班改為2次/班，嚴格控制蒸殘液時間，以減小回收氣中高沸物的含量，避免高沸物循環。另外，為降低VCM中高沸物的含量，還改造了高沸塔，使得塔板數得到大量的增加。

結束語

近幾年，隨著氯堿行業的迅速發展，產能整體供過于求的市場現狀將使未來PVC行業的市場竟爭更加激烈，如何占領市場成了每家氯堿企業生存和發展的根本問題。作為企業的生產管理與工藝技術人員，應在企業現有的工藝，條件下從各個生產環節入手，進一步提高成品PVC樹脂的質量，提高產品在市場上競爭力，創造更多的經濟效益。

參考文獻：

[1]李軍.PVC樹脂質量的影響因素與處理措施[J].聚氯乙烯，2014，05:16-19.

[2]劉勇，馬長長，苗亞玲.影響PVC樹脂質量的因素及改進措施[J].中國氯堿，2014，05:14-16.

[3]王彤.VCM質量對PVC樹脂質量的影響[J].聚氯乙烯，2004，04:6-9.

[4]王廣斌，孫志剛，于星.PVC樹脂質量影響因素及相應措施[J].聚氯乙烯，2010，11:45-46.