关于悬浮法PVC质量的影响因素与控制措施研究

关于悬浮法PVC质量的影响因素与控制措施研究

罗伟

天津渤化化工发展有限公司   天津·南港  300450

摘要:PVC作为一种重要的化工产品，其质量受到多方面因素影响。其中主要包括：原材料、生产工艺、设备等。PVC的质量在很大程度上受到这些因素影响，所以通过采取有效措施来提升PVC产品质量显得十分重要。PVC（PVC）是一种用途非常广泛的重要塑料，其质量对下游加工有直接影响。随着我国国民经济水平的提升，对 PVC塑料产品的需求日益增多， PVC塑料质量问题也日益凸显，这不仅影响到 PVC产品的销售，同时也影响到PVC行业发展方向。因此，如何提升PVC产品质量受到越来越多的关注。

关键词：PVC质量、影响因素、控制措施

一、PVC质量的影响因素

（一）原料质量

生产PVC的原料是氯乙烯（VCM），VCM悬浮聚合反应是自由基型链锁反应，此过程分为链引发、链增长、链转移和链终止四个阶段。VCM的质量将直接影响PVC产品质量。目前行业里重点关注指标有以下几点，见下表

（二）聚合温度

聚合温度是决定PVC产品聚合度的决定因素，聚合温度的高低直接影响到聚合反应是否充分、能否完全控制得到稳定的聚合物产品。在实际生产过程中，由于工艺条件的不同，聚合温度也会产生差异，如：

(1)在单体投料时，聚合温度过高，会使聚合物分子链增长过快，导致聚合反应不充分；

(2)在单体投料时，聚合温度过低会造成聚合物分子量分布较宽，导致产品质量下降；

(3)在单体投料时，由于单体含量低，存在部分单体溶解不充分的情况，在聚合时无法充分进行反应。

（三）助剂

生产悬浮法PVC助剂的种类较多，主要包括引发剂、分散剂、中和剂、终止剂等。

(1)引发剂：悬浮聚合中采用引发剂来产生自由基，在一定温度下，聚合速率主要取决于引发速率，而引发速率与引发剂的类型及其用量有关。在引发剂用量一定的条件下，使用半衰期长的的低效引发剂，反应比较容易控制，但聚合周期长。使用半衰期短的的高效引发剂，可以缩短聚合周期。引发剂可单用，也可复合使用。

(2)分散剂：PVC树脂的颗粒特性对其加工性能影响很大。颗粒特性主要受聚合过程中搅拌的剪切作用和单体液滴与水相界面物理化学行为的影响，聚合体系中使用的分散剂的影响属于后者。分散剂一方面降低氯乙烯单体与水的界面张力，有利于VCM在水相中分散;另一方面分散剂吸附在液滴表面保护液滴,抑制单体液滴聚并。在搅拌条件确定之后，分散剂的种类、性质和用量则成为影响PVC树脂颗粒特性的主要因素。

(3)中和剂：在PVC聚合反应中，釜内体系发生变化，体系的pH也会随之变化，通过加入的中和剂来调节体系pH值。

(4)终止剂：聚合反应收率一般都会控制在85%以下，在达到收率后，通过加入终止剂来终止未反应完的自由基，同时特通过终止剂来提高树脂的热稳定性和老化白度。

（四）操作条件

在PVC生产的过程中，影响PVC质量的主要因素包括反应温度和压力、出入料过程、后续工艺控制等。

(1)温度：在PVC的聚合过程中，温度是影响产品质量的重要因素，反应温度直接决定PVC树脂牌号。反应温度波动范围超过控制点±0.5℃，也会导致产品聚合度范围变宽，直接影响树脂性能。压力：在PVC的聚合过程中，反应压力和反应温度是相辅相成的。一旦出现高温高压的情况，不但影响产品质量，更重要的是会带来安全风险。

(2)出入料过程：在PVC生产过程中，聚合出入料过程的把控，也是决定产品品质的关键因素。入料过程中原辅料的顺序及加入量，原辅料的品质及物化性质都是影响产品质量的重要因素之一。出料过程中，浆料出料及反应器清洗效果也将影响下一批次产品质量。

(3)后续工艺流程控制：在PVC生产过程中，除了把控聚合流程外，后续其他流程也对产品质量有至关重要的作用。汽提单元将决定产品残余VCM含量值，干燥单元将决定最终产品水分值。而且各个流程如果引入杂质，将会造成最终产品杂质粒子数超标。

二、PVC质量的控制措施

（一）原料的控制

（1）聚合前VCM指标应符合相应的标准，如VCM纯度不低于99.98%等。

（2）聚合用无离子水温度、pH及电导率等指标符合使用要求。

（3）所需助剂浓度、温度等指标符合使用要求，提别是分散剂浓度，更是重中之重。

（4）在聚合过程中，应控制好各种助剂和引发剂的用量，如控制好引发剂量、反应温度等。

（5）聚合过程中的氯含量应低于0.05%，过高或过低都会对产品质量产生不利影响。

（6）在聚合过程中应采用在线过滤和在线清洗系统，避免物料中存在杂质，影响产品质量。

（二）控制聚合工艺参数

聚合温度控制：针对于温度对PVC聚合反应的影响,聚合反应温度控制室是整个聚合过程中最重要的控制过程。

如果反应后的热量没有及时的除去，这就会导致聚合反应出现爆聚的现象。如果反应热移除过快或过多，将导致树脂转型，进而影响产品质量。一般控制方式均采用串级方式，这就要求系统PID参数设定要适用，且要根据每台釜不停情况进行精细调整。往往在不同的季节或者生产不同牌号时，也需要对参数进行微调。同时我们还要充分釜顶冷凝器投用时间和投用效率，做好冷凝器和釜夹套换热的配合。

（三）控制设备及工艺

在进行PVC生产的过程中，其生产设备及工艺的好坏也是影响PVC质量的重要因素之一，其在生产过程中，应该保证设备的稳定性，并对操作人员进行专业技能培训，保证操作人员具有一定的安全意识。在进行PVC生产时，还应该保证聚合系统具有良好的密闭性能和工作环境，同时还要保证聚合系统的密封性，保证在生产过程中不会出现漏料、漏风等现象，并确保操作人员具有良好的安全意识。此外，在对PVC进行生产时，还应该做好安全管理工作，比如：对工作人员进行安全教育、制定完善的安全操作规程等，以保证生产过程中不会出现安全事故。

（四）聚合过程的管理

（1）严格按照工艺指标控制聚合温度、反应压力和反应时间，在聚合过程中，严格控制聚合釜温度和压力，防止聚合釜现过热现象；

（2）在进行聚合反应前，需要关注原辅料是否符合生产需求；入料过程中，是否按照控制逻辑的顺序执行配方量加入；

（3）在进行聚合反应时，严格按照操作规程进行，对工艺指标和操作参数进行及时调整，同时还需要对反应器中的温度、压力和时间进行精确的控制，并根据天气及循环水温度及时调整引发剂用量；

（4）在进行聚合反应后，应保证出料干净、气相单体回收彻底且不带料、系统冲洗干净等，这些都将影响产品质量。

三、结论

文章针对PVC产品质量的影响因素进行了分析，并提出了相应的控制措施，主要包括：加强原料管理工作、完善生产工艺和设备、严格控制PVC质量、加强PVC生产过程中的管理工作等，这些措施的提出为提升PVC产品质量提供了一定的理论支持。通过采取有效措施来提升PVC产品质量，不仅能够促进我国化工产业的发展，而且还能促进我国经济的发展，对提高人民生活水平和推动社会进步有着重要意义。

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