氯乙烯悬浮聚合生产工艺解读.ppt

氯乙烯悬浮聚合生产工艺 化学工程与工艺 李婧 一、概述 聚氯乙稀（PVC)是乙烯基聚合物中最主要的品种，其产量仅次于聚乙烯（PE)的总产量而居第二位。 世界上大规模生产PVC的方法有三种： 悬浮聚合(S-PVC) ：75%，100～150μm直径的多孔性颗粒； 乳液聚合：15%，聚氯乙稀糊； 本体聚合：10%，产品形态与用途与S-PVC相似，但透明性优于S-PVC。 我国悬浮聚合法占94%，其余为乳液聚合法。 纯的PVC受热超过100℃则逐渐分解释出HCl，光线作用下会逐渐老化降解变黄，软化点较低，机械性能较差等。但由于其与增塑剂的混溶性良好，可加工为硬质或软质的各种塑料制品。 氯乙烯悬浮聚合 二、悬浮聚合工艺 ⒈ 原料 ⑴ 单体 单体氯乙烯的生产有乙炔路线和乙烯路线。 安全与卫生： 氯乙烯单体储存与运输过程中为压缩后液体，所以管道与容器必须耐压。万一稍有泄漏则气化为氯乙烯蒸汽，其蒸汽与空气混合后的爆炸极限为4％～22％，因此必须注意防火安全。 氯乙烯单体浓度为8％～12％（体积），即表现有麻醉作用，高浓度下会导致死亡。氯乙烯具有致癌作用。 纯度要求： 一般要求99.98%，杂质含量因生产方法不同而有差别。 例如：乙炔法生产路线要求单体中乙炔的含量10-5；而乙烯氧氯化法则要求单体中乙炔的含量≤10-6。 二氯乙烷的含量2× 10-6，Fe≤5×10-7。 单体精制： 单体精制的方法是碱洗、水洗、干燥和精馏。 碱洗以除去酸性物质，水洗以除去碱性物质，干燥以除去水；精馏以除去高沸点和低沸点物质。 ⑵ 引发剂 VC悬浮聚合的温度为50℃～60℃，应根据反应温度选择t1/2适当的引发剂。选择原则是在反应温度下t1/2=2h。 目前多采用高活性引发剂和低活性引发剂复合体系，如偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈复合，如复合得当, 可使PVC的悬浮聚合接近匀速反应。 ⑶ 悬浮剂 悬浮剂的种类和用量对PVC的颗粒大小和形态至关重要。选用明胶做悬浮剂将形成紧密型树脂或称乒乓球树脂, 表面有很多鱼眼，不疏松，密度大，热性能差，加工塑化性能好。 选用聚乙烯醇做悬浮剂时, 则形成疏松型树脂或称棉花球状树脂，疏松性好，热稳定性好，易塑化加工。 PVC生产中悬浮剂分为两类：主分散剂和辅助分散剂。 a 主分散剂 作 用——控制所得颗粒的大小。 常用物——①纤维素醚类（包括甲基纤维素、羟乙基纤维素等），目前主要使用羟丙基甲基纤维素；②部分水解的聚乙烯醇（要求聚合度为1750±50，醇解度为（80±1.5）％。 b 辅助分散剂 作 用——提高颗粒中的空隙率，改进氯乙烯树脂吸收增 塑剂的能力。 常用物——①小分子表面活性剂（目前主要应用非离子型 的脱水山梨醇单月桂酸酯）；②低分子量、低醇解度聚乙烯醇。 ⑷ 介质水 ⑸ 其它助剂 ① 链终止剂 使聚合反应在设定的转化率终止或防止发生意外停电事故，必须临时终止反应时使用。常用的链终止剂是聚合级的双酚 A、对-叔丁基邻苯二酚（TBC）等。 ② 链转移剂 常用的有硫醇等。 ③ 抗鱼眼剂 减少PVC树脂中所含结实的圆球状树脂数量，主要是苯甲醚的叔丁基、苯甲醚的羟基衍生物等。 ④ 防粘釜剂 防粘釜剂主要是苯胺染料、蒽醌染料等的混合溶液。 　　⒉ 氯乙烯悬浮聚合配方及工艺条件 　　⑴氯乙烯悬浮聚合配方 表4-1 氯乙烯悬浮聚合配方 ⑵氯乙烯悬浮聚合工艺条件控制 氯乙烯悬浮聚合主要工艺控制条件如下表： 氯乙烯 悬浮剂 引发剂 去离子水 100 0.05～0.15 0.03～0.08 90～150 注: 表中数据为质量份数,具体投料时因生产的树脂的牌号不同而不同. 表 4-2 氯乙