聚氯乙烯樹脂中“魚眼”與雜質(zhì)的成因及措施探討

藺相一(新疆中泰化學阜康能源有限公司 新疆阜康 831500)

一、聚氯乙烯樹脂中“魚眼”的成因分析

1.在多次聚合反應(yīng)中形成的特殊聚氯乙烯顆粒

聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)時，目前絕大部分生產(chǎn)廠家采用密封式入料的方式，這樣就很容易使釜內(nèi)的漿料和出料過程得不到徹底清洗。即便不采用封閉式的入料方法，如果不能對出料進行徹底清理，就會在下次生產(chǎn)時釜內(nèi)已經(jīng)生成的聚氯乙烯顆粒作為反應(yīng)中心，進行第二次聚合反應(yīng)，產(chǎn)生二次聚合粒子，形成具有立體結(jié)構(gòu)的聚氯乙烯顆粒。這種顆粒的密度并不高，平均的分子量也要比正常的數(shù)量稍低，所以在進行塑化加工的時候不能被完全塑化，這樣經(jīng)過多次的聚合反應(yīng)之后，這種不能完全塑化的顆粒就會形成“魚眼”。這種被稱為“魚眼”的顆粒外表幾乎沒有縫隙，和緊密型的樹脂比較相似，而且不容易被消除，是一種永久性的“魚眼”。這是聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)過程中“魚眼”的主要成因。

2.局部受熱不均所形成的特殊顆粒

首先，分散劑表面的張力較低，在強烈的聚合攪拌的作用之下，就會在單體聚合的作用下形成一種細微粒子。如果局部的溫度達不到規(guī)定的要求，就會生成一種高分子質(zhì)量的細微粒子。這種粒子會因為太緊密而無法塑化，導致“魚眼”的產(chǎn)生。

其次，當懸浮法開始聚合時，如果不能選擇合適的攪拌功率，或者是攪拌的時間不夠，又或者是分散劑的效果沒有充分發(fā)揮，影響了分散效果。這些因素都會導致聚氯乙烯樹脂顆粒內(nèi)分子和外分子的質(zhì)量無法均勻分布。這樣一來就很容易形成一種結(jié)構(gòu)比較緊密，而且外形和玻璃非常相似的顆粒，導致無法被塑化的“魚眼”產(chǎn)生。

最后，聚合反應(yīng)過程中的散熱不均，導致某一局部的溫度過高，這樣低分子質(zhì)量的聚合物顆粒就會因為溶脹作用變成透明膠粘相。這種粒子還會相互粘結(jié)形成透明膠粘相粗大粒子，如果溫度太高,會形成整個粗大粒子，使其加工時塑化較為困難而導致“魚眼”的產(chǎn)生。

二、聚氯乙烯樹脂中“魚眼”的預防措施

1.不斷改進生產(chǎn)工藝

為了降低聚氯乙烯樹脂在加工的過程中出現(xiàn)“魚眼”，大部分的生產(chǎn)廠家都開始采用多元化的分散劑體系來進行加工。這種體系的特點就是表面的張力比較低，保膠能力較好，而且攪拌的強度比較適中，可以促進液滴的分散，進一步增強保膠能力，以便提高抗變化能力，保持加工過程的穩(wěn)定性。在選擇引發(fā)劑時，一定要保持反應(yīng)穩(wěn)定，且前后比較一致，反應(yīng)速率比較平衡的原則。除此之外，所選引發(fā)劑的形態(tài)最好是乳液型。因為這種引發(fā)劑不僅具有較高的安全性，而且在聚合反應(yīng)的過程中很容易被迅速分解，這樣就可以有效降快速粒子的發(fā)生率，從而減少“魚眼”的形成。同時，為了能讓引發(fā)劑均勻分散，而且分散之后能夠發(fā)生二次聚合，降低局部反應(yīng)的速度，還應(yīng)該進行充分的混合和調(diào)整，這樣也能夠減少聚氯乙烯樹脂加工過程中“魚眼”的產(chǎn)生。除了上述的預防措施之外，還可以在進行低分子量聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)時添加適量的聚合鏈轉(zhuǎn)移劑，并采用多次添加的方式來降低加工過程中分散劑的影響作用。另外，還有一點需要注意，在聚合時，對于PH值也應(yīng)該進行嚴格控制，保證整個聚合體系的酸堿平衡，這樣也可以預防“魚眼”的形成。

2.加強對生產(chǎn)過程的控制

首先，在聚合升溫的加工步驟中對冷攪的時間進行嚴格控制，保證引發(fā)劑能夠均勻的分布在聚合的體系之內(nèi)。要做到這一點，從需要從入料開始。在入料之前，可以將釜內(nèi)物料的溫度保持在低溫狀態(tài)，避免引發(fā)劑的提前分解而產(chǎn)生快速粒子。此外，還需要盡量縮短聚合升溫時間，否則“魚眼”也有可能在低溫聚合的作用下產(chǎn)生。對于加工工藝的控制點進行嚴格控制，確保聚合反應(yīng)的溫度和預先設(shè)置的溫度誤差不超過±0.2℃，避免因為分子質(zhì)量的分布范圍太廣而產(chǎn)生“魚眼”。如果加工的工藝不需要采用熱水入料的方式，而且也沒有升溫的步驟，那么就需要嚴格按照操作規(guī)范來加入VCM、無離子水、分散劑和引發(fā)劑等原料和催化劑，不能隨意改變，否則就會增加“魚眼”產(chǎn)生的概率。

其次，使用封閉式方式來進料時，最好使用雙重沖釜設(shè)備，保證聚合釜內(nèi)的每一個角落都能得到徹底清理。同時，還可以搭配質(zhì)量好的防粘釜劑 可以使聚合釜生產(chǎn)200釜次以上才需清釜。在出料時，一定要確保完全出料干凈。另外，對采用體外冷凝器的生產(chǎn)工藝，應(yīng)該在反應(yīng)轉(zhuǎn)化率大于15%以后再投用冷凝器，并且要嚴格控制冷凝器的換熱量穩(wěn)定，減少反應(yīng)過程中反應(yīng)釜內(nèi)單體自身回流影響聚合過程，避免對整個聚合體系產(chǎn)生影響。

結(jié)束語

綜上所述，本文對聚氯乙烯樹脂加工中“魚眼”和雜質(zhì)的形成原因和預防措施進行了分析，但是論述并不全面，而且沒有將“魚眼”和雜質(zhì)完全區(qū)分開來，這也是今后研究中需要改進的地方。

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