淺論聚氯乙烯質(zhì)量的影響因素與控制措施

楊德志++付少華++閆志剛++孟濤

摘 要：本文從聚氯乙烯產(chǎn)品生產(chǎn)角度出發(fā)，在分析影響聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量主要因素基礎(chǔ)上，針對不同影響因素探索性提出有效的質(zhì)量控制措施與改進(jìn)建議；以期對切實提高聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量及企業(yè)核心競爭力有所貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：聚氯乙烯；質(zhì)量；影響因素；控制措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.044

自進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國的聚氯乙烯工業(yè)獲得了迅猛發(fā)展，市場中各企業(yè)之間的競爭也是越來越激烈，如何在激烈的市場競爭中搶占先機、贏得市場，就成為企業(yè)發(fā)展中必須面對與解決的問題；實踐證明，切實保證產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地的關(guān)鍵。因此，認(rèn)真分析可能影響聚氯乙烯產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的因素，并針對不同影響因素探索性提出控制措施與改進(jìn)建議；對于切實提高聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量及企業(yè)核心競爭力具有重要意義。

1 聚氯乙烯原料因素及相關(guān)質(zhì)量控制措施

1.1 分散劑對聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量的影響與控制

生產(chǎn)聚氯乙烯產(chǎn)品過程中所使用的分散劑，依據(jù)傳統(tǒng)習(xí)慣可以分為水溶性有機高分子和非水溶性無機粉末兩種，前者如聚乙烯醇，后者如磷酸鈣。分散劑在聚氯乙烯生產(chǎn)過程中的作用主要有兩個，一個是降低界面張力從而利于液滴分散，另一個是減弱液滴和顆粒聚并；目前，在工業(yè)生產(chǎn)中很少使用單一分散劑，往往都是復(fù)合使用兩種及以上的分散劑，甚至?xí)ｉT添加少量的表面活性劑，作為輔助分散劑使用，起到改善聚氯乙烯增塑劑吸收速率和未反應(yīng)單體脫吸速率的作用。在氯乙烯聚合初期，分散劑會迅速吸附在氯乙烯單體液滴表面發(fā)生接枝共聚反應(yīng)并形成皮膜。所使用分散劑不同，皮膜的連續(xù)性、強度、厚度也有所不同，由于皮膜性質(zhì)影響到聚氯乙烯的塑化速度及殘留單體脫出，由此選擇合理的分散體系并控制分散劑用量，就成為保證與提高聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。

1.2 引發(fā)劑對聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量的影響與控制

不同種類的引發(fā)劑及其用量，深深影響著聚氯乙烯生產(chǎn)過程中聚合反應(yīng)發(fā)生的速率、聚合物分子的分布，以及聚合物質(zhì)量等指標(biāo)；但對于聚氯乙烯分子質(zhì)量，其主要取決于聚合反應(yīng)的溫度，與引發(fā)劑的濃度、轉(zhuǎn)化率等沒有任何關(guān)系。通過長期對聚氯乙烯生產(chǎn)過程的觀察，我們發(fā)現(xiàn)引發(fā)劑濃度如果過低會導(dǎo)致聚合反應(yīng)周期加長及聚氯乙烯大分子多支鏈、端基雙鍵的形成，而影響到的聚氯乙烯產(chǎn)品的穩(wěn)定性。另外，不同種類的引發(fā)劑及其用量也會影響到聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性；從保證與增強聚氯乙烯熱穩(wěn)定性角度講，有必要選用高活性引發(fā)劑，但是由此可能會引發(fā)另一個問題，即如果使用引發(fā)劑的活性太高，其會直接導(dǎo)致聚合反應(yīng)速度過快，這時生產(chǎn)出聚氯乙烯產(chǎn)品會出現(xiàn)少量的結(jié)塊，而這些結(jié)塊的存在反而會進(jìn)一步降低聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性。

1.3 單體和水質(zhì)對聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量的影響與控制

氯乙烯單體是生聚氯乙烯的最主要原材，氯乙烯單體中的雜質(zhì)對聚合反應(yīng)反生有重要影響，進(jìn)而影響到聚氯乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量；其中某些雜質(zhì)能夠使聚合反應(yīng)“阻聚”或者“緩聚”，如乙炔雜質(zhì)，其會延長氯乙烯單體聚合的誘導(dǎo)期而使反應(yīng)時間增加，同時乙炔也是一種活潑的鏈轉(zhuǎn)移劑，導(dǎo)致聚氯乙烯分子質(zhì)量降低及形成更多的端基雙鍵，從而影響到聚氯乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性，與乙炔作用類似的雜質(zhì)，還有如高氯化物、乙醛、二氯乙烷等；因此，應(yīng)該嚴(yán)格控制氯乙烯單體雜質(zhì)含量。水質(zhì)也是影響聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，水的硬度過高，聚氯乙烯的電絕緣性、熱穩(wěn)定性就越差；水中氯離子含量越高，聚氯乙烯的顆粒形態(tài)就越差；水的pH值則會影響到分散劑穩(wěn)定性，進(jìn)而影響到聚合反應(yīng)的發(fā)生；水質(zhì)影響粘釜及“魚眼”產(chǎn)生；要求最好選用經(jīng)離子交換樹脂或者電滲析處理過的去離子水。

2 生產(chǎn)工藝因素對聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量的影響與控制

生產(chǎn)工藝是影響聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素；生產(chǎn)工藝科學(xué)、先進(jìn)與否直接影響生產(chǎn)出烯樹脂產(chǎn)品的質(zhì)量；我們都知道，對于聚氯乙烯生產(chǎn)這樣一個復(fù)雜聚合反應(yīng)來說，任何人為因素的影響、干擾都會嚴(yán)重影響生產(chǎn)出的聚氯乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量。傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝下，各廠商所使用的生產(chǎn)工藝及所涉控制操作等可謂是千差萬別，從投料到冷攪，從聚合反應(yīng)控制到轉(zhuǎn)化率設(shè)定等一系列操作都存在著“變數(shù)”而無法做到統(tǒng)一；特別是關(guān)于聚合轉(zhuǎn)化率的設(shè)定，理論上設(shè)定為85%時得到的聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量是最佳的，但在實際生產(chǎn)過程中很多企業(yè)為了追求高轉(zhuǎn)化率而在壓降達(dá)到0.3-0.5Mpa時才終止聚合反應(yīng)，所生產(chǎn)聚氯乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量也就無法保證。目前，從生產(chǎn)工藝角度來保證聚氯乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量，比較可行的方法就是生產(chǎn)工藝的微機自動化，其能夠?qū)⑸a(chǎn)過程中很多的人為因素轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)因素，而系統(tǒng)因素是相對穩(wěn)定的，其可以有效保證與提高聚氯乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量。

3 汽提、干燥工藝對聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量的影響與控制

汽提和干燥工藝主要影響的是聚氯乙烯產(chǎn)品中的單體殘留量和雜質(zhì)粒子數(shù)等。目前，我國諸多的聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)都引進(jìn)和應(yīng)用了塔式汽提技術(shù)，其基本能夠?qū)⒕勐纫蚁┊a(chǎn)品中單體的殘留量保持在一個很低的水平，如1×10-6以下；但是由于各聚氯乙烯生產(chǎn)廠所使用的工藝及控制方法不同，生產(chǎn)的聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量還是不一樣，如塔頂噴淋設(shè)施不完備，或者不注重噴淋設(shè)施使用，長期的生產(chǎn)會使一部分聚氯乙烯粘附在汽提塔塔壁上，由于高溫而“變性”，一旦發(fā)生“淹塔”這些“變性”聚氯乙烯就會進(jìn)入到系統(tǒng)中造成產(chǎn)品質(zhì)量下降。干燥工序除影響氯乙烯單體中的雜質(zhì)指標(biāo)外，還影響到聚氯乙烯產(chǎn)品的含濕量而降低產(chǎn)品質(zhì)量。針對汽提和干燥工序，為保證聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量，比較可行的方法是一是設(shè)計制造或者引進(jìn)更高水平的汽提、干燥設(shè)備，二是在控制上防止誤操作發(fā)生，進(jìn)而保證與提高聚氯乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量。

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