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摘 要:随着我国社会经济的不断发展,塑料制品在我国市场经济中占有很大比重。而随着塑料制品的增多,聚氯乙烯企业也在不断寻找提高其生产质量的方式。跟随者我国经济发展的步伐,对PVC的需求量也越来越大,PVC的生产和消费呈现逐年增长的趋势,但在我国聚氯乙烯生产企业中,但由于生产装置差异和技术等问题,使PVC树脂总体质量不高。本文主要提出了PVC质量优化的几点措施。
关键词:聚氯乙烯树脂 质量 优化
由于近几年聚氯乙烯行业发展迅猛,我国很多聚氯乙烯企业相继提高了生产能力并将生产规模扩大,聚氯乙烯的市场竞争也越来越激烈。想要占领竞争市场,聚氯乙烯树脂的质量优劣直接关系着企业市场竞争力的大小,这就要求聚氯乙烯生产企业首先要解决聚氯乙烯树脂的质量问题。通过引入高端技术,可在聚氯乙烯生产各阶段进行优化和细化控制,从而达到提高聚氯乙烯树脂质量的目的,促进聚氯乙烯企业在市场中的竞争地位,提高企业经济效益。
一、聚氯乙烯单体质量的影响及其控制
(一)树脂聚合回收单体质量的影响
在化学中,聚氯乙烯的生成过程是依靠氯乙烯单体自身聚合反应,在反应过程中,氯乙烯转化率在80%至85%之间时,此时产生的聚氯乙烯树脂颗粒形态、疏松程度,热稳定性能处于最佳状态,在生产中此时要加入终止剂将聚合反应停止,剩余未反应的聚氯乙烯将经过回收压缩冷凝后再次投入使用,以降低材料的浪费减少环境污染。
回收工艺中聚合回收单体对树脂质量有着重要影响,回收单体参加二次聚合反应不仅会影响PVC质量,还会增加生产装置的运行成本。聚合回收单体中包含引发剂残留、阻聚剂、高沸物、乙炔等复杂物质。其中聚合反应副产物高沸物会对聚氯乙烯分子的结构链产生影响,同时还对聚氯乙烯大分子产生溶胀作用,从而降低了其孔隙间距,形成了球状的紧密颗粒物,这种颗粒会在后期塑化加工过程中导致增塑剂无法渗透,形成“鱼眼”。此外回收单体中残留的另外两种杂质,引发剂和阻聚剂也会对聚合反应速度和聚合效果产生影响,影响此工序以后的产品加工质量。
另外,聚合回收单体中含有水分,对树脂质量也有一定影响。回收单体中含有的水分在温度上升到一定阶段时,氯乙烯单体会发生自聚反应,对管道、设备内自聚部生产运营有严重的阻碍作用。单体含水过多时,在管道内反应会产生酸性化合物,对管道和设备有腐蚀作用,严重时会损坏设备,使生产受阻。
(二)树脂聚合回收单体质量的控制对策
要控制PVC树脂质量,就先要优化聚合回收单体质量。从每次生产进料前必须在现场将回收单体贮槽的水排出,以便质检部门对单体质量进行检测,检测项目主要有PVC纯度,其值要求99.99%。且进料前由工作人员对氯乙烯PH值进行试纸检测,所有检测记录都要都要进行整合备案:另外聚合回收单体中所含杂质也要监测和控制:低沸物100*10-6,高沸物200*10-6,各项检测过后达标的才能使用,使单体质量合格率达到100%
控制单体质量仅仅只是优化了材料质量,还要在生产工艺上进行控制。企业可研究开发新的设备和生产技术能够将回收单体深度脱水与单体精制精馏工艺相结合,如此可以有效去除回收单体中的杂质(引发剂、自由基捕捉剂、高沸物),同时控制了单体含水量对树脂质量的影响,达到回收单体品质提高的目的,进一步提高了聚氯乙烯树脂产品质量。目前许多企业已经专门针对回收单体处理新增回收单体处理装置,减少回收单体中的杂质等含量,提高聚氯乙烯树脂质量。
二、控制生产各环节质量,提高树脂质量
(一)生产过程中聚合反应环节的控制
在生产中主要反应为聚合反应,在聚合反应控制过程中,主要是对反应助剂配方进行调整,使聚合反应的反应过程能够稳定持续。在企业实际反应过程中,至少要采用两种以上的分散剂,分别为主分散剂和助分散剂。在聚合反应开始前,聚合釜对聚合反应分散剂进行充分搅拌,使其与无离子水均匀融合,此时单体液滴表面会生成保护膜,使生产反应过程均匀化。在分散剂的使用过程中,工作人员要严格控制分散剂的分量,分散剂分量不够或搅拌不均匀会导致反应爆聚,会严重影响生产过程和树脂产品质量。在生产时,一般将两种不同活性基的引发剂复合后使用,在聚合反应中,引发剂的加入速率和均匀程度也会对产品质量产生影响,若分散不均,会导致局部反应过程过快,树脂颗粒加速聚合,成品会产生较大颗粒,影响产品质量。因此,在生产过程中助剂的使用和控制要求工作人员有强烈的责任心和专业技术,控制好反应过程,提高成品质量。
(二)优化温度系统,提高树脂质量
在生产过程中,为提高聚氯乙烯聚合反应过程速率,使聚合反应过程能够平稳进行,一般反应的引发体系将高活性引发剂和低活性引发剂配合使用,这样做的优点是不仅能够保持反应速率,还能降低聚合反应结束后引发剂的残留量。其中高活性引发剂的作用是引发聚合的前期反应,而低活性引发剂主要引发后期反应。众所周知,在化学中,任何反应都需要适宜的温度,温度是决定分子活性的关键。引发剂的分解速率与引发剂分子中化学键的解离能力都与温度密切相关,在反应过程中的引发剂诱导期,反应体系温度越高,引发聚合反应的时间越短,反应速率也就越快。这就要求在生产过程中要严格控制反应过程的温度,不能太高也不能太低,最好将温度控制在适宜范围不能上下波动。企业要优化和完善反应温度控制系统,使反应速率加快,残留杂质减少,提高树脂质量。
(三)优化各环节,控制“鱼眼”数
上文中有提到鱼眼的形成过程,在PVC生产中,很多企业就是因为无法降低“鱼眼”数而使树脂质量无法提升。“鱼眼数”也是判断树脂质量的重要指标之一。但鱼眼的形成和众多因素有关,除了上文中提到的单体控制外,还与其他各环节和客观因素有关。这就要求在在生产中,要严格控制PVC树脂生产的每个环节和每一步操作,从添加各种助剂、使用复合引发技术、控制聚合反应温度、使用多元分散体系、搅拌条件控制等各环节严格控制,以此来优化PVC树脂生产的配方和工艺,可以有效减少甚至消除“鱼眼”,不仅提高PVC树脂成品的热稳定性,还能控制PVC树脂成品的分子质量和分布状态,优化了树脂的颗粒特性,整体优化提高了PVC树脂的质量。
三、结束语
在PVC树脂生产过程中,每一个环节和步骤都能够优化和提升树脂质量品质。本文只提出了几点措施,在以后的企业发展中,只要不断寻求新的方法和工艺,相信PVC生产质量会越来越高,PVC企业也能走在强烈的市场竞争中占有一席之地,并持续发展下去。
参考文献
[1]花东栓,刘兰珍.聚氯乙烯树脂质量与塑料制品质量的相互关系[J].聚氯乙烯,2002(2)
[2]王绍刚.引发剂对聚氯乙烯树脂质量的影响及分析[J].中国科技纵横,2009(6)
[3]梁珊,孙华伟,罗筑等.摩尔质量对软质PVC/EP树脂复合材料性能的影响[J].塑料工业,2011(8)
[4]张强,吕杰斌.水滑石填充PVC材料的热稳定性能及流动性能[J].北京化工大学学报(自然科学版),2002(1)
[5]张铁男,厉喜军,高国军等.影响聚氯乙烯树脂质量的因素及分析[J].聚氯乙烯,2003(2)
作者简介:蔺相一,男,河南,1985.5,新疆中泰化学阜康能源有限公司,初级助理工程师,长期从事聚氯乙烯树脂(SG5/SG7/SG8)工艺生产管理。
关键词:聚氯乙烯树脂 质量 优化
由于近几年聚氯乙烯行业发展迅猛,我国很多聚氯乙烯企业相继提高了生产能力并将生产规模扩大,聚氯乙烯的市场竞争也越来越激烈。想要占领竞争市场,聚氯乙烯树脂的质量优劣直接关系着企业市场竞争力的大小,这就要求聚氯乙烯生产企业首先要解决聚氯乙烯树脂的质量问题。通过引入高端技术,可在聚氯乙烯生产各阶段进行优化和细化控制,从而达到提高聚氯乙烯树脂质量的目的,促进聚氯乙烯企业在市场中的竞争地位,提高企业经济效益。
一、聚氯乙烯单体质量的影响及其控制
(一)树脂聚合回收单体质量的影响
在化学中,聚氯乙烯的生成过程是依靠氯乙烯单体自身聚合反应,在反应过程中,氯乙烯转化率在80%至85%之间时,此时产生的聚氯乙烯树脂颗粒形态、疏松程度,热稳定性能处于最佳状态,在生产中此时要加入终止剂将聚合反应停止,剩余未反应的聚氯乙烯将经过回收压缩冷凝后再次投入使用,以降低材料的浪费减少环境污染。
回收工艺中聚合回收单体对树脂质量有着重要影响,回收单体参加二次聚合反应不仅会影响PVC质量,还会增加生产装置的运行成本。聚合回收单体中包含引发剂残留、阻聚剂、高沸物、乙炔等复杂物质。其中聚合反应副产物高沸物会对聚氯乙烯分子的结构链产生影响,同时还对聚氯乙烯大分子产生溶胀作用,从而降低了其孔隙间距,形成了球状的紧密颗粒物,这种颗粒会在后期塑化加工过程中导致增塑剂无法渗透,形成“鱼眼”。此外回收单体中残留的另外两种杂质,引发剂和阻聚剂也会对聚合反应速度和聚合效果产生影响,影响此工序以后的产品加工质量。
另外,聚合回收单体中含有水分,对树脂质量也有一定影响。回收单体中含有的水分在温度上升到一定阶段时,氯乙烯单体会发生自聚反应,对管道、设备内自聚部生产运营有严重的阻碍作用。单体含水过多时,在管道内反应会产生酸性化合物,对管道和设备有腐蚀作用,严重时会损坏设备,使生产受阻。
(二)树脂聚合回收单体质量的控制对策
要控制PVC树脂质量,就先要优化聚合回收单体质量。从每次生产进料前必须在现场将回收单体贮槽的水排出,以便质检部门对单体质量进行检测,检测项目主要有PVC纯度,其值要求99.99%。且进料前由工作人员对氯乙烯PH值进行试纸检测,所有检测记录都要都要进行整合备案:另外聚合回收单体中所含杂质也要监测和控制:低沸物100*10-6,高沸物200*10-6,各项检测过后达标的才能使用,使单体质量合格率达到100%
控制单体质量仅仅只是优化了材料质量,还要在生产工艺上进行控制。企业可研究开发新的设备和生产技术能够将回收单体深度脱水与单体精制精馏工艺相结合,如此可以有效去除回收单体中的杂质(引发剂、自由基捕捉剂、高沸物),同时控制了单体含水量对树脂质量的影响,达到回收单体品质提高的目的,进一步提高了聚氯乙烯树脂产品质量。目前许多企业已经专门针对回收单体处理新增回收单体处理装置,减少回收单体中的杂质等含量,提高聚氯乙烯树脂质量。
二、控制生产各环节质量,提高树脂质量
(一)生产过程中聚合反应环节的控制
在生产中主要反应为聚合反应,在聚合反应控制过程中,主要是对反应助剂配方进行调整,使聚合反应的反应过程能够稳定持续。在企业实际反应过程中,至少要采用两种以上的分散剂,分别为主分散剂和助分散剂。在聚合反应开始前,聚合釜对聚合反应分散剂进行充分搅拌,使其与无离子水均匀融合,此时单体液滴表面会生成保护膜,使生产反应过程均匀化。在分散剂的使用过程中,工作人员要严格控制分散剂的分量,分散剂分量不够或搅拌不均匀会导致反应爆聚,会严重影响生产过程和树脂产品质量。在生产时,一般将两种不同活性基的引发剂复合后使用,在聚合反应中,引发剂的加入速率和均匀程度也会对产品质量产生影响,若分散不均,会导致局部反应过程过快,树脂颗粒加速聚合,成品会产生较大颗粒,影响产品质量。因此,在生产过程中助剂的使用和控制要求工作人员有强烈的责任心和专业技术,控制好反应过程,提高成品质量。
(二)优化温度系统,提高树脂质量
在生产过程中,为提高聚氯乙烯聚合反应过程速率,使聚合反应过程能够平稳进行,一般反应的引发体系将高活性引发剂和低活性引发剂配合使用,这样做的优点是不仅能够保持反应速率,还能降低聚合反应结束后引发剂的残留量。其中高活性引发剂的作用是引发聚合的前期反应,而低活性引发剂主要引发后期反应。众所周知,在化学中,任何反应都需要适宜的温度,温度是决定分子活性的关键。引发剂的分解速率与引发剂分子中化学键的解离能力都与温度密切相关,在反应过程中的引发剂诱导期,反应体系温度越高,引发聚合反应的时间越短,反应速率也就越快。这就要求在生产过程中要严格控制反应过程的温度,不能太高也不能太低,最好将温度控制在适宜范围不能上下波动。企业要优化和完善反应温度控制系统,使反应速率加快,残留杂质减少,提高树脂质量。
(三)优化各环节,控制“鱼眼”数
上文中有提到鱼眼的形成过程,在PVC生产中,很多企业就是因为无法降低“鱼眼”数而使树脂质量无法提升。“鱼眼数”也是判断树脂质量的重要指标之一。但鱼眼的形成和众多因素有关,除了上文中提到的单体控制外,还与其他各环节和客观因素有关。这就要求在在生产中,要严格控制PVC树脂生产的每个环节和每一步操作,从添加各种助剂、使用复合引发技术、控制聚合反应温度、使用多元分散体系、搅拌条件控制等各环节严格控制,以此来优化PVC树脂生产的配方和工艺,可以有效减少甚至消除“鱼眼”,不仅提高PVC树脂成品的热稳定性,还能控制PVC树脂成品的分子质量和分布状态,优化了树脂的颗粒特性,整体优化提高了PVC树脂的质量。
三、结束语
在PVC树脂生产过程中,每一个环节和步骤都能够优化和提升树脂质量品质。本文只提出了几点措施,在以后的企业发展中,只要不断寻求新的方法和工艺,相信PVC生产质量会越来越高,PVC企业也能走在强烈的市场竞争中占有一席之地,并持续发展下去。
参考文献
[1]花东栓,刘兰珍.聚氯乙烯树脂质量与塑料制品质量的相互关系[J].聚氯乙烯,2002(2)
[2]王绍刚.引发剂对聚氯乙烯树脂质量的影响及分析[J].中国科技纵横,2009(6)
[3]梁珊,孙华伟,罗筑等.摩尔质量对软质PVC/EP树脂复合材料性能的影响[J].塑料工业,2011(8)
[4]张强,吕杰斌.水滑石填充PVC材料的热稳定性能及流动性能[J].北京化工大学学报(自然科学版),2002(1)
[5]张铁男,厉喜军,高国军等.影响聚氯乙烯树脂质量的因素及分析[J].聚氯乙烯,2003(2)
作者简介:蔺相一,男,河南,1985.5,新疆中泰化学阜康能源有限公司,初级助理工程师,长期从事聚氯乙烯树脂(SG5/SG7/SG8)工艺生产管理。