第二章悬浮聚合生产工艺讲述.ppt

第九节 PVC的结构、性能及应用 1、PVC的结构 PVC大分子多数是以“头-尾”连接的。 悬浮聚合的PVC大分子链约有30-35个支链， 导致PVC稳定性差。PVC以无规立构为主。 2、PVC的性能 PVC分子量高，其力学性能好，但加工困难。PVC的阻燃性性优，强度较高，耐磨性较好，绝缘性良好，耐化学性优异。但热稳定性差，受热易分解。使用温度低，在75-80 ℃软化，限制其应用。 PVC能耐大多数无机酸和碱，但在多数有机溶剂中会溶解，四氢呋喃、环己酮是PVC的良溶剂。 PVC受光线作用，降解形成共价键，需加光稳定剂 3、PVC的应用 （1）一般软塑料制品。 （2）薄膜。 （3）涂层制品。 （4）泡沫塑料。 （5）利用热成型法可将聚氯乙烯制成薄壁透明容器，或用于真空吸塑包装材料。 由经验发现，当H/D=1.2时，可直接通过VR进行近似计算传热面积： F = 4.77(VR)0.66 如14 m3和33 m3釜的传热面积（H/D=1.2) F1= 4.77(14)0.66 =27 m2 F2= 4.77(33)0.66 =48 m2 F1/V1=27/14=1.93 [m2/m3] F2/V2=48/33=1.45 [m2/m3] 33 m3釜壁比传热面积仅及14 m3釜的73%，釜的容积大传热F不一定大，传热效果的衡量是靠F/V的比值来决定的。 且据报道，采用200 m3釜生产PVC树脂（冷却面积160 m2 ）仅能带走聚合热量的25%，这就说明大容量的聚合釜不能单靠釜壁传出全部聚合热，并且容积越大越如此。 为了克服上述困难，工业生产设计大型釜弥补传热面积的方法： A）在釜内设内冷管，增大传热面积，并在设计上巧妙地和搅拌作用统一起来。 B）在釜内安装D型挡板，其内通冷却水，增大传热面积 C）釜外安装冷凝器 工业上解决聚合釜容积增加而传热面积减小的办法如下： 冷 热 釜内装U型法 釜内装d型挡板法 VC（少量PVC） VC液体 釜外装冷凝器法 冷 热 示意图： 2)影响传热系数“K”的因素 釜的总传热系数K是由釜内物料、冷却水的给热系数和釜壁（或内冷管）的导热系数所决定的。 传热系数K 传热系数一般：K＝465-582W/(m2.K) 传热系数好：K＞698W/(m2.K) 传热系数不好：K＜349W/(m2.K) 影响K的因素 K α2 λ Σ α1 = + + 1 1 1 σ 式中α1 — 釜内壁给热系数[kcal/hr· m2· ℃] α2 —釜外壁给热系数[kcal/hr· m2· ℃] K —总传热系数[kcal/hr· m2· ℃] σi λi Σ —间壁热阻 釜内给热系数α1 　 　　规律：体系粘度愈小，搅拌强度愈大，则内壁液膜愈薄，热阻愈小，α1值愈大。 　　由于釜内物料主要由水、氯乙烯、聚氯乙烯组成，体系的粘度和α1与油水比大小有关，并且随聚合转化度而变化，无论是紧密型树脂，还是疏松型树脂，在开始阶段流动的水量较大，所以α1较大，随着聚合的进行，体系总体积收缩，粘度增加，并且粒子表面吸附有水份，尤其是疏松型树脂，内部吸收有一定的水份，使得流动的水量减少，造成α1下降，在聚合过程中从釜的底部陆续补加，补加速度最好与体积收缩速度相当。 釜外壁给热系数α2　釜外夹套内通有冷却水，以散除聚合热。 　　α2 的一般范围在582～5820 W/(m2·K)，主要由水流动状况而定。 　　α2良范围好的2326～3489W/(m2·K)以上。 　　影响α2的因素主要有：进水方式，有无挡板。 　普通进水方式（夹套内无挡板），即冷却水至夹套下口进入，经夹套环隙，直接上升，由上口溢流而出。虽然进口处水流速很大，但因环隙面积大，水的流速仍然很低，湍流程度不够，造成α2很低，只有582～698 W/(m2·K)。 　切线方向进水（夹套内无挡板），即冷却水从夹套下部切线方向进水，能在一段距离内以较高速度沿夹套环隙螺旋上升，从而提高α2。但水经过一段距离后，冲力减小，改为沿夹套环隙直升而上。并且这部分占有较大比例，造成总的α2增加不会太大。一般切线方向进水，可以将α2提高到1163 W/(m2·K)左右。 　夹套内设置螺旋档板，使冷却水沿螺旋槽旋转而上，用不太大的小流量，就可以获得较大的流速（2～3m/s），可以大幅度地提高α2[3489-5819W/(m2·K)]。水流速度与水流量、夹套环隙宽窄、导流板螺距而定。注意安装螺旋档板时不要留有缝隙，以防止水泄流短路 搪瓷釜夹套安装喷嘴也可以提高α2。 Σ σi λi σ1 σ2 σ3 σ4 λ1 λ2