PVC polimerizacijos metodai

PVC gaminamas laisvųjų radikalų polimerizacijos būdu. Polimerizacijos metodai daugiausia apima suspensijos polimerizaciją, losjono polimerizaciją ir tūrinę polimerizaciją. Suspensijos polimerizacija yra pagrindinis metodas, kuris sudaro apie 80 procentų visos PVC produkcijos. Į reaktorių įpilkite gryno vandens, suskystinto VCM monomero ir dispergento, tada įpilkite iniciatoriaus ir kitų priedų. Kai temperatūra pakyla iki tam tikros temperatūros, VCM monomeras polimerizuojasi laisvaisiais radikalais, kad susidarytų PVC dalelės. Nuolat maišant dalelių dydis tampa vienodas, o susidariusios dalelės suspenduojamos vandenyje. Be to, mikrosuspensijos metodas taip pat naudojamas gaminant PVC pastos dervą, kuri pasižymi geromis eksploatacinėmis savybėmis ir pastos formavimo savybėmis.
① Suspensijos polimerizacijos metodas: monomeras suspenduojamas ir disperguojamas vandens fazėje mikrolašelių pavidalu, o pasirinktas aliejuje tirpus iniciatorius ištirpinamas monomere. Polimerizacijos reakcija vyksta šiuose mikrolašuose. Polimerizacijos reakcijos šilumą laiku sugeria vanduo. Siekiant užtikrinti, kad šie mikrolašai vandenyje pasiskirstytų granulių pavidalu, reikia pridėti suspensijos stabilizatorių, tokių kaip želatina, polivinilo alkoholis, metilceliuliozė, hidroksietilceliuliozė ir kt. Kaip iniciatoriai dažniausiai naudojami organiniai peroksidai ir azo junginiai, tokie kaip diizopropilperoksidikarbonatas, dicikloheksilo peroksidikarbonatas, dietilheksilo peroksidikarbonatas, azodiizobentronitrilas, azodiizobutironitrilas ir kt. Polimerizacija atliekama polimerizatoriuje su maišytuvu. Po polimerizacijos medžiagos patenka į monomero regeneravimo baką arba nuėmiklį, skirtą monomerui regeneruoti. Tada jis suteka į maišymo virdulį, nuplaunamas vandeniu, centrifuguojamas dehidratacijai ir išdžiovinamas, kad gautų gatavą dervą. Vinilchlorido monomeras turi būti kuo labiau pašalintas iš dervos. Maisto pakuotėms naudojamo PVC laisvojo monomero kiekis turėtų būti mažesnis nei 1 ppm. Polimerizacijos metu, siekiant užtikrinti, kad derva būtų su nurodyta molekuline svoriu ir molekulinės masės pasiskirstymo diapazonu ir būtų išvengta sprogimo polimerizacijos, polimerizacijos metu turi būti kontroliuojama temperatūra ir slėgis. Dervos dalelių dydis ir dalelių dydžio pasiskirstymas reguliuojamas maišymo greičiu ir suspensijos stabilizatoriaus parinkimu bei kiekiu. Dervos kokybę apibūdina dalelių dydis ir dalelių dydžio pasiskirstymas, molekulinė masė ir molekulinės masės pasiskirstymas, tariamasis tankis, poringumas, žuvies akis, terminis stabilumas, spalva, priemaišų kiekis ir laisvas miltelių srautas. Polimerizacijos reaktorius yra pagrindinė įranga, kuri yra pagaminta iš plieninio reaktoriaus, padengto nerūdijančiu plienu arba emaliu, su maišytuvu ir šilumos perdavimo gaubtu temperatūros kontrolei, arba vidinio aušinimo kanalizacijos vamzdžiu, grįžtamuoju kondensatoriumi ir kt. Siekiant sumažinti gamybos sąnaudas, reaktoriaus tūris palaipsniui išaugo nuo kelių kubinių metrų iki daugiau nei dešimties kubinių metrų, o maksimalus tūris pasiekė 200 kubinių metrų (virdulio reaktorius). Po daugkartinio naudojimo polimerizatorius turi būti nukalkintas. PVC, paruoštas naudojant polivinilo alkoholį ir celiuliozės eterį kaip suspensijos stabilizatorių, paprastai yra birus, daug porų, didelis paviršiaus plotas ir lengvai sugeriamas plastifikatorius ir plastifikatorius.
② Losjonų polimerizacija: ankstyviausias pramoninės PVC gamybos metodas. Atliekant losjono polimerizaciją, be vandens ir vinilo chlorido monomero, kaip emulsikliai pridedami paviršinio aktyvumo medžiagų, tokių kaip natrio alkilsulfonatas, kad monomeras būtų disperguotas vandens fazėje ir susidarytų losjonas. Vandenyje tirpus kalio persulfatas arba amonio persulfatas naudojamas kaip iniciatorius, taip pat gali būti naudojama "oksidacijos mažinimo" iniciatorių sistema. Polimerizacijos procesas ir suspensijos metodas skiriasi. Polivinilo alkoholis taip pat pridedamas kaip emulsijos stabilizatorius, dodecilmerkaptanas kaip reguliatorius ir natrio bikarbonatas kaip buferis. Yra trys polimerizacijos būdai: periodinė polimerizacija, pusiau nepertraukiama polimerizacija ir nuolatinė polimerizacija. Polimerizacijos produktas yra emulsija, o losjono dalelių dydis yra 0.05-2 μm. Jis gali būti naudojamas tiesiogiai arba išdžiovinamas purškiant, kad susidarytų miltelių derva. Losjono polimerizacijos metodas turi trumpą polimerizacijos ciklą ir yra lengvai valdomas. Gauta derva turi didelę molekulinę masę ir vienodą polimerizacijos laipsnį. Jis tinka PVC pastai, dirbtinei odai ar impregnuotiems gaminiams gaminti. Losjono polimerizacijos formulė yra sudėtinga, o priemaišų kiekis produkte yra didelis.
③ Masinė polimerizacija: polimerizacijos įrenginys yra specialus, daugiausia sudarytas iš vertikalaus išankstinio polimerizacijos virdulio ir horizontalaus polimerizacijos virdulio su rėmo maišytuvu. Polimerizacija vyksta dviem etapais. Monomeras ir iniciatorius prepolimerizuojami 1 valandą prepolimero reaktoriuje, kad susidarytų sėklų dalelės. Šiuo metu konversijos greitis pasiekia 8–10 procentų, o tada patenka į antrąjį polimerizacijos reaktorių, kur polimerizacijai tęsti pridedamas toks pat monomero kiekis kaip ir prepolimeras. Kai konversijos greitis pasiekia 85–90 procentų, likutinis monomeras išleidžiamas, o galutinis produktas gaunamas smulkinant ir sijojant. Dervos dalelių dydis ir forma reguliuojami maišymo greičiu, o reakcijos šilumą išskiria monomero kondensacija. Šio metodo gamybos procesas yra paprastas, gaminio kokybė gera, o gamybos sąnaudos mažos.