就悬浮法PVC生产用分散剂的几点观点Word文档格式.docx
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SG-2;
SG-3
电缆、电线绝缘层、保护层及氯纶纤维等软制品、蓄电池隔板
XJ-3;
SG-4
薄膜(农膜、雨衣、战备物资及工业包装)、软管、鞋料、人造革底层
XJ-4;
SG-5
硬管、硬片、透明瓶、包装硬软片及塑料印花纸
XJ-5;
SG-6
硬板、唱片、管件、焊条、纱管、玩具、透明硬片
XJ-6;
SG-7
过氯乙烯树脂及注塑加工制品
SG-8
唱片、型材、家电壳体、食品包装及替代有机玻璃制品
XJ型和SG型树脂性能比较
编号
比较项目
XJ型
SG型
1
表观密度/(g/mL)
~
2
粒子直径/(μm)
30~100
60~150
3
水萃取液电导率/(S·
cm-1)
5~10×
10-5
(1~4)×
4
“鱼眼”及小晶点
多
少
5
白度/%
一般在70左右
70~86
6
粒子显微镜观察
呈玻璃球或冰糖屑,表面光滑
呈棉花状,表面毛糙不规则
7
“细胞”结构
一般呈单细胞
一般呈多细胞
8
次级粒子间孔隙
几乎无孔隙
有较大孔隙
XJ型和SG型树脂的加工性能比较
吸收增塑剂
6%~13%,吸收慢
13%~15%,吸收快
捏和溶胀
在增塑剂中溶胀起点及终点温度较高,捏和溶胀速度慢
起点与终点温度都可低20℃左右捏和溶胀速度快
捏和料输送
干而松,不易粘壁输送量大
挤出机加料
料细易结团粘壁
流动性能好,进料快
塑化性能
流动性能差,易搭桥
塑化慢,易存在未塑化的“生料”
塑化快,温度可低5~10℃,不易结焦,可减少清理损失
制品综合质量
电绝缘性、热老化性能较差,制品表面易毛,色泽不鲜艳
电绝缘性、热老化性能较好,制品表面光滑,色泽鲜艳,易保证白度及透明度等要求
三、分散剂在氯乙烯(VCM)悬浮聚合的作用
从悬浮聚合的成粒机理可见,分散剂的作用是稳固由搅拌形成的单体油珠,阻止油珠的彼此聚集或归并。
分散剂的组合将阻碍到聚合产品的要紧性能,如表观密度、孔隙率、颗粒形态、粒径散布、“鱼眼”消失速度、热加工熔融时刻乃至残留单体含量等。
迄今为止,关于分散剂的选择,尚不能凭一些特性指标来精准地与树脂性能关联起来,而必需依托大量的实验结果来确信。
可是,关于经常使用的明胶、聚乙烯醇(PVA)、纤维素醚(MC、HEC、HPMC)能够提出两个体会的关系:
①分散剂水溶液的保胶能力作为高分子化合物的分散剂,其水溶液的黏度也依分子量(或聚合度)而变,即黏度愈大或分子量愈高,吸附于氯乙烯-水相界面的爱惜膜强度愈高,愈不容易发生膜破裂的并粒变粗现象。
②分散剂水溶液的界面活性分散剂水溶液的表面张力或界面张力愈小,其界面活性就愈高,所形成的单体油珠愈细,所取得的树脂颗粒表观密度愈小,也愈疏松多孔。
但是,经常使用的分散剂,要同时知足保胶能力与界面活性的要求是很困难的。
从应用实践来看,单用MC、PVA或HPMC,尽管能够大体上知足产品的质量要求,但假设要取得更中意的结果,那么宜选用不同保胶能力或界面活性的复合体系,以达到扬长避短的成效。
四、关于聚乙烯醇
一、聚乙烯醇(PVA)介绍
聚乙烯醇(PVA)是由聚醋酸乙烯酯经碱性醇解(皂化)制得,是唯一不由单体聚合而成的高聚物,故大体维持了后者的结构及聚合度。
因醇解不完全仍含有必然的酯基,而将已醇解后的醇基-OH含量称为醇解度。
在醇解度相同时,还存在大分子长链中的醇基和酯基的散布不同,也会致使聚乙烯醇分散性能上的微小不同。
由于聚乙烯醇是合成的高分子化合物,性能和质量都较稳固,经常使用作生产各类型号的SG型树脂。
譬如,采纳醇解度%~89%者,保胶能力较强,用量低时只会变粗而不结块,产品颗粒形态较规整,但粘壁较严峻些,比较适应于搅拌(剪切力)较强的体系。
用作分散剂的聚乙烯醇常以醇解度和聚合度(分子量)来分类,通常采纳高醇解度(70%~89%)作为主分散剂,而以低醇解度(30%~70%)为助分散剂。
一样以金值的倒数来表征PVA的能力,金值的测定是将PVA水溶液加入氯化金(AuCl4H·
4H2O)的胶态金溶液中,然后加入10%食盐水,直到混合溶液褪色为止,而PVA溶液的最小加入量即为其金值。
二、聚乙烯醇的浊点
聚乙烯醇是极性和水溶液性最大的聚合物之一,醇解度愈大(也即亲水的醇基—OH愈多,憎水的酯基-OOCCH3愈少),水溶性愈好,如醇解度88%者,在较宽的温度范围内,均易取得透明清楚的水溶液。
此种PVA-1和PVA-2在实际应历时,没必要预先配成溶液,而能够直接以粉末状加入聚合釜搅拌的水相中。
而较低醇解度的水溶液,超过某温度时会呈白浊状,此温度即成为浊点。
浊点要紧与聚乙烯醇的醇解度有关,醇解度愈低,浊点也随之下降。
浊点还与聚乙烯醇的浓度有关,一样在1%浓度左右时的浊点为最低。
已证明,作为分散剂用的聚乙烯醇溶液,不论是配置槽中贮存待用或加入聚合釜内与单体(搅拌)混合前,均应使溶液温度维持在其浊点以下,即维持透明清楚状态,以使水溶液与单体混合后,聚乙烯醇分子能均匀地分散和吸附在单体油珠表面,保证各聚合反映批次的重现性。
这也是较低醇解度聚乙烯醇在溶液配置时,为加速溶解而升高温度,而后又必需慢慢冷却到浊点以下,呈透明清楚状贮存待用的缘故。
3、用作分散剂的聚乙烯醇的规格
常用于氯乙烯悬浮聚合分散剂的聚乙烯醇规格和推荐用量。
代号
20℃、4%水溶液黏度/(mPa·
s)
醇解度(mol)/%
1%溶液浊点/℃
用量(对单体)/%
PVA-1
48~56
87~89
—
PVA-2
27~33
PVA-3
44~52
PVA-4
32~38
PVA-5
6~9
71~75
PVA-6
5~
PVA-7
2~4
68~72
助分散剂
PVA-8
~①
45~51
PVA-9
11~15①
PVA-10
9~13①
30~36
PVA-11
20~28①
34~40
4、低醇解度聚乙烯醇的特点
最近几年来,已采纳醇解度30%~70%的聚乙烯醇(即PVA-7~PVA-11),用作悬浮聚合进程的助分散剂,以改善树脂的颗粒形态。
如聚合度200~300,醇解度45%~51%确实是其中的一种。
它的水溶性极低,但可溶于油相如甲醇、乙醇、酮和醚类中。
在甲醇-水混合液中,比率75/25至35/65的范围内,具有专门好的溶解性(溶液在室温下呈透明),实际应历时,推荐1:
1的甲醇一水混合溶液,溶液固相浓度10%左右。
当加入低醇解度聚乙烯醇作为助分散剂时由于界面活性高(溶入单体油珠中),所取得的树脂孔隙率较高,孔率(或密度散布)也较均匀,加工时增塑剂吸收快,鱼眼消失速度快,熔融时刻短,但粘釜较重。
其用量一样为分散剂的1/3~1/2范围。
5、聚乙烯醇分散剂的选用
用作分散剂的聚乙烯醇的醇解度和聚合度(可用水溶液黏度来表征),将阻碍产品树脂的要紧性能,分述如下:
孔隙率 醇解度和水溶液黏度愈低,和水溶液浓度愈小(即聚乙烯醇对单体用量愈小),所得的树脂孔隙率愈高。
吸收增塑剂速度 醇解度和水溶液黏度愈低,和水溶液愈小,所得树脂吸收增塑剂速度愈快。
熔融时刻 醇解度和水溶液黏度愈低,和水溶液浓度愈小,所得树脂的熔融时刻愈短,即愈易塑化加工。
表观密度 醇解度和水溶液黏度愈低,所得树脂的表观密度愈小。
粒度大小 醇解度和水溶液黏度愈低,所得树脂的粒度愈小。
但当水溶液黏度(即聚合度)极低时,因其保胶能力减弱,易使聚合进程发生粒子的二次凝聚而并粒,反而显现粗粒子。
在选择分散剂时,也必需注意聚合釜的搅拌与其相适应(或称呼匹配)。
一样推荐,作为主分散剂的PVA-3~4适用于搅拌较强的(﹥1kW/m3)场合,由于反映初期单体油珠分散性和反映中期粒子的凝聚都属中等程度,产品具有高的表观密度、中等的孔隙率和窄的粒度散布;
反之假设用于弱搅拌系统,那么产品质量下降。
PVA-5~6那么适用于搅拌较弱的场合(﹤kW/m3),现在可取得较低表观密度、高孔隙率和窄的粒度散布的产品;
反之假设用于强搅拌系统,由于初期单体分散过于细微和中期粒子间凝聚增多,所得产品的粒度散布很宽(即凝聚粗粒子,和不凝聚的细粒子均显著增多)。
6、高醇解度的聚乙烯醇溶液的配制
以醇解度70%~89%的水溶性聚乙烯醇为例,其溶液配置步骤为:
称重 按聚合配方用量和溶液浓度,称取聚乙烯醇粉末重量。
加水 将温度低于30℃的冷水加入溶解槽中。
搅拌 开启搅拌。
投料 慢慢将聚乙烯醇经筛网(筛网5目),由加料孔加入溶解槽内。
入料速度以每5min投入一包(20Kg)为宜。
分散与溶胀 搅拌30min以上,使水充分渗透至聚乙烯醇颗粒中心,让聚乙烯醇充分溶解,以避免生成“团块”。
注意,假设将聚乙烯醇直接置入热水(﹥50℃)中,溶于水的聚乙烯醇颗粒表面,那么形成高黏度层,将阻止水的进一步向内扩散溶解。
冲水 以高压水充分的冲洗溶解槽器壁。
升温溶解 a.当聚乙烯醇充分的溶于水后,能够开始加热。
b.慢慢的加热到70~75℃,升温时刻最好很多于1h,升温到后并保温60~120min,维持搅拌运转(温度也不宜太高,如超过80℃有凝聚物析出)。
注意,在该温度范围,聚乙烯醇不能充分地溶解(由于它的浊点、呈白浊状),当开始时加热到70℃将有利于加速聚乙烯醇的溶解。
尽管聚乙烯醇在40~50℃水中也是能够溶解的,但需要很长时刻。
冷却 将热溶液慢慢地(约120min)冷却到30℃以下,取得透明的溶液,取样分析含固量后预备用于聚合。
注意,夏天气温高时,如大于40℃易使贮存的溶液呈“白浊”,应设置盘管冷却到25~30℃以下,以确保聚合进程的重现性。
7、低醇解度的聚乙烯醇溶液的配制
以醇解度30%~51%的非水溶性聚乙烯醇为例,其溶液配置步骤为:
投料 将甲醇总量(45份)加入溶解槽;
加水 加入部份水(15份);
搅拌 搅拌该溶液,将聚乙烯醇慢慢投入槽中;
溶解 在室温下(25~30℃),搅拌2h左右,使充分溶解;
补水 然后加入30份水,搅拌1h;
贮存 在室温下贮存上述溶液,预备用于聚合。
五、我国目前悬浮法通用聚氯乙烯树脂标准GB5761-2006
序
号
型号
项目指标
SG1
SG2
SG3
SG4
SG5
SG6
SG7
SG8
优等
一等
合格
粘数ml/g
156-144
143-136
135-127
126-119
118-07
106-96
95-87
86-73
杂质粒子数,个≤
16
30
80
20
40
挥发物(水)含量%≤
表观密度g/mL≥
筛余物%
筛孔≤
20.
筛孔≥
90
“鱼眼”数,个/400cm2
50
100g树脂增塑剂吸收量g≥
27
25
23
26
22
19
17
15
12
白度(160℃10min后)%≥
78
75
70
9
水萃取液电导率S/m≤
5×
10-3
10
残留氯乙烯含量ppm≤
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