Методи за полимеризация на PVC

PVC се получава чрез свободна радикална полимеризация. Методите на полимеризация включват главно суспензионна полимеризация, полимеризация на лосион и полимеризация в насипно състояние. Суспензионната полимеризация е основният метод, който представлява около 80 процента от общото производство на PVC. Добавете чиста вода, втечнен VCM мономер и диспергатор в реактора и след това добавете инициатор и други добавки. Когато температурата се повиши до определена температура, VCM мономерът претърпява свободна радикална полимеризация, за да генерира PVC частици. Непрекъснатото разбъркване прави размера на частиците еднакъв и генерираните частици се суспендират във вода. В допълнение, методът на микросуспензия се използва и за производството на PVC паста смола, която има добра производителност и свойство за образуване на паста.
① Метод на суспензионна полимеризация: мономерът се суспендира и диспергира във водната фаза под формата на микрокапки и избраният маслоразтворим инициатор се разтваря в мономера. Реакцията на полимеризация се извършва в тези микрокапки. Топлината на реакцията на полимеризация се абсорбира своевременно от водата. За да се гарантира, че тези микрокапки се диспергират във водата като перли, трябва да се добавят стабилизатори на суспензията, като желатин, поливинил алкохол, метил целулоза, хидроксиетил целулоза и др. Като инициатори се използват предимно органични пероксиди и азосъединения, като диизопропил пероксидикарбонат, дициклохексил пероксидикарбонат, диетилхексил пероксидикарбонат, азодиизобентронитрил, азодиизобутиронитрил и др. Полимеризацията се извършва в полимеризатор с бъркалка. След полимеризацията материалите се вливат в резервоара за възстановяване на мономера или в стрипера за възстановяване на мономера. След това се влива в смесителния котел, измива се с вода, центрофугира се за дехидратация и се изсушава, за да се получи готова смола. Винилхлоридният мономер трябва да бъде отстранен от смолата възможно най-много. За PVC, използван за опаковане на храни, съдържанието на свободен мономер трябва да се контролира под 1ppm. По време на полимеризацията, за да се осигури получаването на смола с определено молекулно тегло и диапазон на разпределение на молекулното тегло и да се предотврати експлозивна полимеризация, температурата и налягането по време на полимеризацията трябва да се контролират. Размерът на частиците и разпределението на размера на частиците на смолата се контролират от скоростта на разбъркване и избора и количеството на стабилизатора на суспензията. Качеството на смолата се характеризира с размер на частиците и разпределение на размера на частиците, молекулно тегло и разпределение на молекулното тегло, видима плътност, порьозност, рибешко око, термична стабилност, цвят, съдържание на примеси и свободен поток на праха. Реакторът за полимеризация е основното оборудване, което е направено от стоманен реактор, облицован с неръждаема стомана или емайл, оборудван с бъркалка и топлопреносна риза за контрол на температурата или вътрешна охлаждаща дренажна тръба, обратен хладник и др. За да се намалят производствените разходи, обемът на реактора постепенно се разширява от няколко кубични метра до повече от десет кубични метра, а максималният обем достига 200 кубични метра (котлов реактор). След многократна употреба полимеризаторът трябва да бъде отстранен от накип. PVC, приготвен с поливинил алкохол и целулозен етер като стабилизатор на суспензията, обикновено е рохкав, с много пори, голяма повърхност и лесен за абсорбиране на пластификатор и пластифициране.
② Полимеризация с лосион: най-ранният метод за промишлено производство на PVC. При полимеризацията на лосион, в допълнение към водата и винилхлоридния мономер, се добавят повърхностноактивни вещества като натриев алкилсулфонат като емулгатори за диспергиране на мономера във водната фаза за образуване на лосион. Водоразтворимият калиев персулфат или амониевият персулфат се използват като инициатори и може да се използва и инициаторна система "намаляване на окисляването". Процесът на полимеризация и методът на суспензия са различни. Добавя се също поливинил алкохол като стабилизатор на емулсия, додецил меркаптан като регулатор и натриев бикарбонат като буфер. Има три метода на полимеризация: периодична полимеризация, полунепрекъсната полимеризация и непрекъсната полимеризация. Продуктът на полимеризация е емулсия, а размерът на частиците на лосиона е 0.05-2 μ m. Може да се нанесе директно или да се изсуши чрез спрей, за да се образува прахообразна смола. Методът на полимеризация на лосиона има кратък цикъл на полимеризация и е лесен за контрол. Получената смола има високо молекулно тегло и еднаква степен на полимеризация. Подходяща е за изработка на PVC паста, изкуствена кожа или импрегнирани изделия. Формулата на полимеризацията на лосиона е сложна, а съдържанието на примеси в продукта е високо.
③ Масова полимеризация: блокът за полимеризация е специален, съставен главно от вертикална кана за предполимеризация и хоризонтална кана за полимеризация с рамкова бъркалка. Полимеризацията се извършва на два етапа. Мономерът и инициаторът се преполимеризират за 1 час в преполимерния реактор, за да се генерират зародишни частици. По това време степента на преобразуване достига 8% ~10% и след това се влива във втория полимеризационен реактор, където се добавя същото количество мономер като преполимера, за да продължи полимеризацията. Когато степента на преобразуване достигне 85 процента ~ 90 процента, остатъчният мономер се изхвърля и след това крайният продукт се получава чрез раздробяване и пресяване. Размерът и формата на частиците на смолата се контролират от скоростта на разбъркване, а реакционната топлина се извежда чрез кондензацията на мономера при обратен хладник. Производственият процес на този метод е прост, качеството на продукта е добро и производствените разходи са ниски.