聚氯乙烯生產(chǎn)工藝樣本

1、PVC塑料的工藝聚氯乙烯(PVC)塑料是以聚氯乙烯樹脂為基礎(chǔ)的多組份混合材料。在生活中擁有廣泛 的應(yīng)用。聚氯乙烯(PVC)是一種無毒、無臭的白色粉末。聚氯乙烯由氯乙烯單體經(jīng) 過自由基聚合而成，聚合度n一般在500- 0范圍內(nèi)，其分子結(jié)構(gòu)式如下：由于它具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性、電絕緣性、陰燃性、物理及機械性能、抗 化學藥品性能、質(zhì)輕、強度高且易加工、成本低，可經(jīng)過模壓、層合、注塑、擠 塑、壓延、吹塑中空等方式進行加工，是一種能耗少、生產(chǎn)成本低的產(chǎn)品。因而 聚氯乙烯(PVC)制品廣泛用二工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、電子電氣、交通運輸、電力、 電訊和包裝及人們生活中的各個領(lǐng)域。一主要原料：單體氯乙烯，分散劑聚乙

2、烯醇(PVC),去離子水和引發(fā)劑等其它輔助試劑：脫鹽水，PH調(diào)節(jié)劑碳酸氫銨和氨水，聚合物分子量調(diào)節(jié)劑(-巰基乙 醇)，引發(fā)劑過氧化二碳酸二乙基己酯(EHP)和過氧化二碳酸二異丙酯(IPP),可塑劑, 防粘釜劑，終止劑二乙基羥胺(DEHA),緩釋阻垢劑(H-9),堿液(40%)等1單體：氯乙烯主要用乙炔法和乙炔氧氯化法制備，用于懸浮聚合的氯乙烯單體 純度在99.9%以上。生產(chǎn)原料對聚氯乙烯質(zhì)量很重要。氯乙烯雜質(zhì)含量應(yīng)盡可能 低一些，其中脫鹽水PH值要近乎中性，為6.5-7.5,導率應(yīng)小于2um/cm2分散劑：主分散劑主要是纖維素醚和部分水解的聚乙烯醇。纖維素應(yīng)為水溶性衍生 物，如甲基纖維素、羥乙

3、基纖維素、羥丙基纖維素等，聚乙烯醇應(yīng)由聚醋酸乙烯酯 經(jīng)堿性水解得到，影響其分散效果的因素為其聚合度和水解度，而且-OH基團為嵌 段分布時效果最好；副分散劑主要是小分子表面活性劑和地水解度聚乙烯醇。常見非 離子型的脫水山梨醇單月硅酸酯。用88%聚乙烯醇和72.5%的聚乙烯醇。3引發(fā)劑：引發(fā)劑的有效溶度對VC懸浮聚合速率有著直接的影響，因此溶劑型引劑 的有效溶度為引發(fā)劑最重要的質(zhì)量指標。引發(fā)劑在較低溫度下就會逐步分解，因此除 了必須按要求在低溫條件下進行儲運外，對于儲運時間過長或可能經(jīng)歷非低溫放置 的引發(fā)劑必須進行有效溶度的分析，再確定聚合的實際用量。單獨使用高活性引發(fā)劑 雖可提高聚合平均速率、縮

4、短聚合時間，但會出現(xiàn)聚合前中期聚合速率過大、 后 期聚合速率顯著降低的弊端。聚合前中期聚合速率過大，反應(yīng)放熱隨之增大，當反應(yīng) 放熱大于聚合釜傳熱能力時，就會出現(xiàn)聚合溫度失控，嚴重時出現(xiàn)爆率。單獨使用 低活性引發(fā)劑，聚合誘導期長，聚合速率低，聚合時間延長袖派發(fā)劑量大影響樹脂 質(zhì)量。當引發(fā)劑活性適宜時聚合速率均勻，能有效利用聚合釜的傳熱能力，縮短聚合 時間，同時聚合結(jié)束后，引發(fā)劑殘留量少，對提高樹脂熱穩(wěn)定性有利。從引發(fā)劑活 性來看，最好選用半衰期為23h的引發(fā)劑，單一引發(fā)劑必須在某一溫度下才能達到 半衰期為23h這一要求，因此生產(chǎn)中多將半衰期大于和小于23h的引發(fā)劑按不同比 例復合使用，以滿足不同

5、聚合溫度的要求。選用VC懸浮聚合用的引發(fā)劑需考慮：適 當?shù)幕钚?、水溶性、水解性、粘釜性能、毒性、儲存安全性、價格等因素。由 于聚乙烯懸浮聚合溫度5060度上下，應(yīng)根據(jù)反應(yīng)溫度選擇合適的引發(fā)劑，其原則 為在反應(yīng)溫度條件下引發(fā)劑的半衰期約為2小時最佳。多用有機過氧化物和偶氮類引 發(fā)劑，其中有機過氧化物為過氧化二碳酸酯、過氧化乙酰環(huán)己烷硫酰、過氧化二月 桂酰、過碳酸二環(huán)己酯，過氧化酯類。它們能夠單獨使用，也能夠兩種或兩種以上 引發(fā)活性不同的引發(fā)劑復合使用，用過氧化二碳酸-2-乙基己酯。4去離子水：氯乙烯懸浮聚合用水應(yīng)該為去離子水，規(guī)格要按要求，水中的氯離子， 鐵和氧的含量要嚴格控制，其中氯離子超過一

6、定的含量會造成樹脂顆粒的不均，”魚 眼”增多；水中的鐵會降低樹脂的熱穩(wěn)定性，并能終止反應(yīng)。PH值在55.8之間。 硅膠含量小于等于0.2mg/l.二其它試劑: a終止劑：反應(yīng)結(jié)束后殘余的自由基和引發(fā)劑殘留在樹脂內(nèi)，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量， 需要消除它們，故而加入終止劑。終止劑為丙酮縮氨基硫脲。當反應(yīng)出現(xiàn)緊急事故時, 采用緊急終止劑，終止反應(yīng)。b阻聚劑：阻聚劑能夠防止聚合作用的進行，在聚合過程中產(chǎn)生誘導期(即聚合速 度為零的一段時間)，誘導期的長短與阻聚劑含量成正比，阻聚劑消耗完后，誘導 期結(jié)束，即按無阻聚劑存在時的正常速度進行。單體在貯存、輸送中常加入阻聚劑 以防止聚合。用壬基苯酚作為阻聚劑。c緩沖

7、劑：所謂緩沖劑就是能抵抗少量酸和堿而使溶液pH值保持基本不變的一類物 質(zhì)，常見的緩沖劑有：碳酸鈉、三聚磷酸鈉、磷酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳 酸銨，碳酸氫銨，磷酸三鈣。碳酸氫銨白色粉末，易溶于水，無毒性。磷酸三鈣白色 粉末，不溶于水，無毒性，但要小心，避免吸入大量粉末。緩沖劑能嚴格控制聚合體 系中的Cl-和HCl,使體系的pH值處于中性或偏堿性(69),從而保證PVC產(chǎn)品的性 能、聚合分散體系的穩(wěn)定性；保護設(shè)備不受腐蝕而損壞。碳酸氫銨作為緩沖劑具有 易溶于水、價格便宜、儲存使用方便的優(yōu)點。但用量(0.30.5kg/tVC)較大，對PVC 樹脂沒有熱穩(wěn)定作用，使用時可與氯化氫反應(yīng)放出CO2使釜內(nèi)

8、壓力一定程度升高， 尾氣排放量增大，VCM的消耗有所增加。磷酸三鈣作為緩沖劑具有用量小 (0.140.16kg/tVC)、效果好、可與氯乙烯進行原味聚合顯著提高PVC熱穩(wěn)定性等 特點。d防粘釜劑:VC以水為分散介質(zhì)，加入分散劑、引發(fā)劑、緩沖劑等助劑，在一定 溫度下，攪拌轉(zhuǎn)速下進行懸浮聚合。在聚合過程中PVC會粘結(jié)到聚合釜內(nèi)壁和內(nèi)構(gòu)件 等表面，如不及時清除會逐漸累積，而且不斷被填隙聚合而致密，經(jīng)歷升溫聚合而 輕度塑化形成粘釜物。粘釜物會使傳熱系數(shù)變小，樹脂的顆粒、熱穩(wěn)定性、脫除殘 留單體和加工性能變差。為了防止或減輕聚合粘釜，除了提高聚合釜內(nèi)壁和內(nèi)構(gòu)件的 表面光潔度外，在其表面噴涂防粘釜劑是常見

9、的有效方法。E pH調(diào)節(jié)劑 氯乙烯懸浮聚合的pH值控制在78,即在偏堿性的條件下進行聚 合。這樣可確保引發(fā)劑良好的分解速率，分散劑的穩(wěn)定性防止因產(chǎn)物裂解時產(chǎn)生的 HCL,造成懸浮液的不穩(wěn)定，進而造成黏釜、清釜、傳熱的困難，并影響產(chǎn)品質(zhì)量。 為此需要加入水溶性碳酸鹽、磷酸鹽、醋酸鈉等起緩沖作用的pH調(diào)節(jié)劑。f.泡沫抑制（消泡劑）鄰苯二甲酸二丁酯、（未）飽和的c6c2。羧酸甘油酯等。 還有熱穩(wěn)定劑、潤滑劑等。g抗氧劑（雙酚心不同環(huán)境條件下，能提高產(chǎn)品的耐氧化性能，鏈轉(zhuǎn)移劑，常 見的轉(zhuǎn)移劑有硫醇。抗于眼劑 為了減少聚氯乙烯樹脂中結(jié)實的圓球狀樹脂數(shù)量， 常見的抗魚眼劑主要是苯甲醚的叔丁基，羥基衍生物。

10、加入可塑劑，可大大降低”玻 璃化”溫度，使其在常溫下有良好柔軟性，以增加塑性，易于加工成型，而且還可調(diào) 整塑料物理機械性能。安定劑是聚氯乙烯塑料中的重要的配合劑，它能抑制PVC樹脂 在加工和使用過程中由于受熱，光的作用而引起降解和變色2.4工藝配方和工藝參數(shù)忝：1F車澎j呻工J HC ./.J原薄稱相對分子質(zhì)量摩爾比質(zhì) 量/kg投料量屈氯乙烯62.501.062.5100軟水18.02&9125 0200聚乙烯醇0.751.2ipp （引發(fā)劑）206.191.21 xlO-50.250.4抗魚眠劑防粘釜劑丙酮雄氨基硫由于用量較少，故可忽略不i十服（終止劑）本工藝的配方如下（以阜體質(zhì)量為參考標準X脫哲水分散劑140阜體 100引發(fā)劑0.050.07PH緩沖劑0.05終止劑0.030.0015防粘釜劑0.002消泡劑0.002反應(yīng)調(diào)節(jié)劑2.4.1工藝配方（質(zhì)量份）：去離子水100氯乙烯5070懸浮劑（聚乙烯醇）0.050.5引發(fā)劑（過氧化二碳酸二異丙醇）0. 020.3