年产30万吨聚氯乙烯车间工艺设计(7)
由于氯乙烯本体聚合只用氯乙烯单体、引发剂和少量添加剂而不需用水和分散剂等，因此与悬浮法相比，具有：工艺流程大大简化，投资少；生产能力高，是选服装纸的两倍；成本和能耗低，总收率高，经济效益好；操作简单，自动化程度高，安全可靠；基本上无废气、废液排放，对环境污染小，有较好的社会效益等特点。产物树脂纯度高，结构规整，表观密度大，孔隙率高，粒度分布集中，增塑剂吸收性好。制品透明性高，电绝缘性能好，在瓶、薄板、高透明和高绝缘制品中得到了广泛的应用，因此本体PVC具有很好的发展前景。
（3） 乳液聚合
氯乙烯乳液聚合间歇操作步骤如下：将十二醇硫酸钠、过硫酸钾、NaOH分别配置成溶液。在聚合釜中加入软水、启动搅拌，加入其实乳化剂溶液、用NaOH溶液调节水箱pH=9.5—10.5，接着加入引发剂，停止搅拌。用压缩空气试釜压，用氮气排除釜内空气，将起始单体加入聚合釜中，升釜温至48℃、聚合一小时后，单体加料速度按配方要求加入，乳化剂溶液按配方要求加入，反应温度控制在48℃+0.5℃范围。当反应过于激烈可暂停加料。单体、乳化剂加完后反应时间约为14h左右。当聚合釜压力降至0.39MPa即结束反应。将未反应的单体回收至气柜、直至釜内压力降为零，开动真空泵抽至负压，间断启动搅拌，直至压力无回升迹象，打开人孔加入非离子乳化剂，进行后处理，此时启动搅拌10min后停止，取样测定乳胶稳定性、用2%的盐水测定30min后无沉淀粘壁现象，接着进行0.49MPa剪切破坏试验确认乳胶流动性好、将乳浆送往乳胶贮存槽。将贮存槽加压至0.19MPa送往喷雾干燥工段进行干燥，粉状树脂经旋风分离器，布袋除尘器收集后作为成品包装。
乳液法是制备PVC糊树脂最经典的生产方法，经过70多年的发展，产量虽然有较大的提高，但也只占PVC总产量的10%左右。与悬浮法的主要区别是：干燥后的乳液法糊树脂的粒径小（30μm左右），而悬浮法树脂粒径大（一般在150μm左右）；表观密度小（0.25—0.40g/cm³），而悬浮法较大（0.45—0.60g/cm³）；乳液聚合的引发剂是水溶性，而悬浮法的引发剂是油溶性；最终树脂的加工方法全然不同。悬浮法加工方法比较复杂，特别是硬质PVC的加工不仅对挤出机的技术要求较高，且对悬浮树脂的颗粒大小与形态、分子量及分布等要求都很严格。三种主要工艺的比较见表1.5。
表1.5 三种主要工艺的比较
项目 本体聚合 悬浮聚合 乳液聚合
工业类型 间歇 间歇 间歇
配方主要成分
聚合场所
聚合机理
生产特征
产物特征
单体
引发剂
本体内
提高速率的因素将使分子量降低
不容易散热连续聚合时要保证传热混合；间歇法生产板材或行材的设备简单
聚合物纯净，宜生产透明浅色制品，分子量分布较宽 单体
水
油溶性引发剂
分散剂
液滴内
提高速率的因素将使分子量降低
散热容易，间歇生产，需有分离，洗涤，干燥等工序
比较纯净，可能留有少量分散剂 单体
水
水溶性引发剂
水溶性乳化剂
胶束和乳胶粒内
能同时提高速率和分子量
散热容易，可连续化，制粉状树脂时，需经凝聚，洗涤，干燥
留有部分乳化剂和其他助剂
经过上述比较，悬浮法工艺在PVC的各种生产方法中技术最为成熟，故本设计采用悬浮法聚合。
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