氣固相法原料PVC對CPVC氯含量和質量的影響

王軍軍

（青海鹽湖海納化工有限公司，青海西寧811600）

氣固相法原料PVC對CPVC氯含量和質量的影響

王軍軍

（青海鹽湖海納化工有限公司，青海西寧811600）

選用2種懸浮法SPVC及2種本體法MPVC，分別以它們為原料氣固相法生產CPVC，根據其氯含量和后期加工的市場反饋，原料PVC顆粒特性表征及SEM觀察其顆粒外貌形態，分析了選用的4種原料分別對CPVC含氯量和質量的影響。

氣固相法；顆粒特性；SEM；氯含量

青海鹽湖海納化工有限公司一體化項目引進法國阿科瑪公司的技術包：SPVC 20.5萬t/a，EPVC 3.5萬t/a，CPVC 0.5萬t/a；CPVC采用氣固相法生產工藝，選用阿科瑪懸浮法技術生產的SG5型和SG8型為原料，生產1067型、8067型CPVC樹脂。

CPVC由PVC經氯化改性制得。相同氯含量的CPVC樹脂由于PVC樹脂的結構或氯化工藝不同，其性能差異很大，主要表現在樹脂的理化性能及加工性能上的差別。作為CPVC生產原料的PVC樹脂，其質量、性能直接影響到CPVC樹脂的分子結構和性能，特別是樹脂的初期著色性、熱穩定性、加工性、維卡軟化溫度等。由于氯乙烯單體生產方法及聚合方法存在多樣性，采用不同工藝生產的PVC樹脂，即使K值（即聚合度）相同，其分子結構和性能因制備工藝的不同也會產生一定的差異[1]。

無論具體工藝條件有何差別，氯氣分子在PVC樹脂顆粒中的擴散速度都是決定氯化反應速率和產品質量的重要因素。氯氣分子在PVC樹脂顆粒中擴散由外向內可分為3個階段：第一階段，氯氣分子從PVC樹脂皮膜薄層或皮膜破裂處進入顆粒內部空隙；第二階段，進入顆粒內部的氯氣分子沿著顆粒內部通暢的空隙不斷向顆粒深處擴散，并接觸到包圍空隙的初級粒子和初級粒子聚結體表面，第三階段，PVC樹脂顆粒內表面的氯氣分子向初級粒子及聚結體內部擴散[2]。

這就要求氯化用PVC樹脂的結構應盡可能疏松，以利于氯化反應；PVC樹脂的皮膜應盡可能薄，以利于深度氯化，避免因表面氯含量高，而造成產品流動性差、黏度大、加工困難。

1 原料顆粒特性表征

選用了該公司和市場上的2種懸浮法生產的PVC，2種本體法生產的PVC為試驗對象，其中SG5為該公司生產的PVC，S65為廠家1懸浮法生產 PVC，B65C為廠家 2本體法生產的 MPVC，RB1130S為廠家3本體法生產的MPVC。對其全分析見表1。

表1 各廠家PVC的顆粒特性比較

由表1可以看出：（1）4種PVC黏數相差不大，都在5型樹脂指標范圍之內；（2）從表觀密度可以看出懸浮法生產的兩種PVC皆為疏松性PVC?？梢宰鳛樯aCPVC的原料；（3）其中本體法的2種PVC“魚眼”數都偏高。

2 PVC原料外貌形態分析

掃描電子顯微鏡（SEM）的最大特點是有很大的景深，視野大，成像富有立體感，可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細微結構，特別適合表面形態的研究，它的放大倍數范圍廣，從幾十倍到幾十萬倍，幾乎涵蓋了光學顯微鏡和TEM的范圍，是研究固體材料表面三維結構形態的有效工具，成為高分子常用的表面形貌剖析手段，采用SEM比較海納SG5、廠家1的S65及廠家3的RB1130S 3種PVC在顆粒形態的差異，分別見圖1、圖2、圖3。

圖1 海納SG5型PVC

圖2 廠家1S65

圖3 廠家3RB1130S

（1）本體法生產的MPVC樹脂顆粒外沒有皮膜覆蓋，從外表就可以清楚地看到圓球狀的初級粒子或初級粒子凝聚而成的聚集體，這些顆粒并不是緊密堆積在一起，顆粒之間存在一定空隙。這種結構使在氯化反應時氯氣分子相對容易進入其顆粒內部空隙，不斷向顆粒深處擴散；從外貌形態來看，本體法生產的MPVC具有生產CPVC的先天優勢。

（2）懸浮法生產的PVC明顯看出包裹著一層皮膜，其中S65C樹脂的皮膜不連續，氯化時可以通過皮膜破裂處進入顆粒，相對有利于氯氣進入顆粒內部。

3 氣固相法氯化的CPVC含量和市場反饋說明

4種PVC氯化后的CPVC氯含量及市場反饋見表2。

表2 氯化后CPVC氯含量及市場反饋

其中以SG5、S65、RB1130S 3種為原料生產的CPVC氯含量都能達到67%，而B65C氯化后CPVC的氯含量為60.1%，經與廠家2溝通和分析，其在生產B65C的過程中添加了一種穩定劑，這種助劑嚴重影響氯化反應，最終影響CPVC的氯含量。因此在CPVC原料的生產過程中穩定劑的添加和終止劑的選用一定要適當，這樣可以減少對氯化反應的影響。該公司SG5 PVC雖然氯化后氯含量能到達67%，維卡軟化溫度都大于110℃；但CPVC熱穩定性稍差，質量較差，這與其顆粒形態有很大的關系，由于皮膜包裹，在氯化時其表面氯化程度較高，而顆粒內部未氯化程度不完全，不能深度氯化，對后期加工造成一定的困難，并且影響其產品質量。

4 結論

通過以上圖片及數據分析可得出以下結論。

（1）從外觀形貌來看，MPVC具有無皮膜，孔隙率較高，容易深度氯化，其作為生產CPVC的原料具有先天優勢，可以在MPVC生產的基礎上改善它的顆粒形態，比如減少其“魚眼”數，從而得到完全適合氯化的專用PVC樹脂。

（2）在作為氯化的PVC樹脂的生產中，如果選擇添加某些助劑時，這些助劑不能對氯化反應有很大影響。否則氯化后CPVC的氯含量上不去，影響CPVC的質量。

（3）懸浮法和本體法生產的PVC只要滿足一定的條件，氯化后CPVC氯含量都能達到67%，但是產品質量會存在一定差異。

[1]邴涓林，黃志明，聚氯乙烯工藝技術.北京：化學工業出版社，2007.12；525-526.

[2]楊秀嶺，韓正.氯化專用聚氯乙烯樹脂顆粒特性的研究.2010年全國聚氯乙烯行業技術年會論文集.2010：141-142.

Effect of raw material PVC on chlorine content and quality of CPVC by gas solid method

WANG Jun-jun

(Qinghai Saline Lake Haina Chemical Co.,Ltd.,Xining 811600，China)

Two suspension methods SPVC and two kinds of bulk MPVC were used as raw materials to produce CPVC by gas solid phase method.According to the chlorine content and the market feedback of the later processing,the characteristics of PVC particles and the morphology of particles were observed by SEM,and the selected four raw materials were analyzed.

gas-solid phase method;particle characteristics;SEM;chlorine content

TQ325.3

B

1009－1785(2017)11-0017-02

2016-08-10