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PVC行业联盟 - PVC塑料交流

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    pvc生产方法简介

    5冯大诚 2011-08-03 14:18

      目前,世界上PVC的主要生产方法有4种:悬浮法、本体法、乳液法和微悬浮法。其中以悬浮法生产的PVC占PVC总产量的近90%,在PVC生产中占重要地位,近年来,该技术已取得突破性进展。

           本体聚合

      本体聚合生产工艺,其主要特点是反应过程中不需要加水和分散剂。聚合分2步进行,第1步在预聚釜中加人定量的VCM单体、引发剂和添加剂,经加热后在强搅拌(相对第2步聚合过程)的作用下,釜内保持恒定的压力和温度进行预聚合。当VCM的转化率达到8%-12%停止反应,将生成的“种子”送人聚合釜内进行第2步反应。聚合釜在接收到预聚合的“种子”后,再加人一定量的VCM单体、添加剂和引发剂,在这些“种子”的基础上继续聚合,使“种子”逐渐长大到一定的程度,在低速搅拌的作用下,保持恒定压力进行聚合反应。当反应转化率达到60%一85%(根据配方而定)时终止反应,并在聚合釜中脱气、回收未反应的单体,而后在釜内汽提,进一步脱除残留在PVC粉料中的VCM,最后经风送系统将釜内PVC粉料送往分级、均化和包装工序。

           乳液聚合

      氯乙烯乳液聚合方法的最终产品为制造聚氯乙烯增塑糊所用的的聚氯乙烯糊树脂(E-PVC),工业生产分两个阶段:第一阶段氯乙烯单体经乳液聚合反应生成聚氯乙烯胶乳,它是直径0.1~3微米聚氯乙烯初级粒子在水中的悬浮乳状液。第二阶段将聚氯乙烯胶乳,经喷雾干燥得到产品聚氯乙烯糊树脂,它是初级粒子聚集而成得的直径为1~100微米,主要是20~40微米的聚氯乙烯次级粒子。这种次级粒子与增塑剂混合后,经剪切作用崩解为直径更小的颗粒而形成不沉降的聚氯乙烯增塑糊,工业上称之为聚氯乙烯糊。

           悬浮聚合

      因采用悬浮法PVC生产技术易于调节品种,生产过程易于控制,设备和运行费用低,易于大规模组织生产而得到广泛的应用,成为诸多生产工艺中最主要的生产方法。

      工艺特点:悬浮聚合法生产聚氯乙烯树脂的一般工艺过程是在清理后的聚合釜中加入水和悬浮剂、抗氧剂,然后加入氯乙烯单体,在去离子水中搅拌,将单体分散成小液滴,这些小液滴由保护胶加以稳定,并加入可溶于单体的引发剂或引发剂乳液,保持反应过程中的反应速度平稳,然后升温聚合,一般聚合温度在45~70℃之间。使用低温聚合时(如42~45℃),可生产高分子质量的聚氯乙烯树脂;使用高温聚合时(一般在62~71℃)可生产出低分子质量(或超低分子质量)的聚氯乙烯树脂。近年来,为了提高聚合速度和生产效率,国外还研究成功两步悬浮聚合工艺,一般是第一步聚合度控制在600左右,在第二步聚合前加入部分新单体继续聚合。采用两步法聚合的优点是显著缩短了聚合周期,生产出的树脂具有良好的凝胶性能、模塑性能和机械强度。现在悬浮法聚氯乙烯品种日益广泛,应用领域越来越广,除了通用型的树脂外,特殊用途的专用树脂的开发越来越引起PVC厂家的关注,球形树脂、高表观密度建材专用树脂、消光树脂、超高(或超低)分子质量树脂等已成为开发的热点。

      悬浮法PVC的发展趋:在工业化生产PVC时,以悬浮法产量最大,悬浮法生产具有设备投资少和产品成本低等优点。各种聚合方法的发展方向是逐步向悬浮法聚合生产路线倾斜,一些过去采用其它方法生产的树脂品种已开始采用悬浮聚合工艺生产。自从乳液聚合法工业化以后,欧洲、日本在连续悬浮聚合工艺方面开展了大量的研究工作,目前尚未工业化生产,但连续法设备费用低,生产效率高,工艺难题少,已引起了各国科研院所和生产厂家的重视。另外,为进一步提高悬浮法生产的通用树脂和专用树脂的质量,提高产品的专用化、市场化水平,国外厂家在聚合工艺的工艺条件及配料体系等方面做了大量的研究工作,进一步提高了聚合转化率,缩短了聚合周期,提高了生产效率,同时也开发出一系列性能好、易于加工的PVC专用树脂如:超高(或超低)聚合度树脂、高表观密度树脂、无皮树脂、耐辐射树脂、医用树脂、耐热树脂等。可见,各种专用料的开发是悬浮聚合树脂发展的标志,是提高产品使用性能、开发新的应用领域的重要手段。

      悬浮聚合有以下优势:

      (1)体系黏度低,传热和温度容易控制,产品分子量及其分布比较稳定;

      (2)产品分子量比溶液聚合的高,杂质含量比乳液聚合少;

      (3)后处理工序比乳液聚合和溶液聚合简单,生产成本也低,粒状树脂可直接成型。

      据统计,全世界80%的PVC树脂都是用悬浮聚合的方法生产的,因此本课题采用悬浮聚合的方法。

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