分散剂

悬浮法PVC聚合所用分散剂分析

[关键词]分散剂;ＰＶＣ;悬浮聚合；聚乙烯醇；甲基纤维素

[摘要]讲述了分散剂在悬浮聚合PVC树脂生产中的重要性，并对分散剂的各种原料进行了详细的分析。

氯乙烯悬浮聚合过程中，在聚合配方体系和改善聚氯乙烯树脂性能时，需添加多种助剂，其中运用比较广泛的有：涂釜剂、缓冲剂、分散剂、引发剂、消泡剂、阻聚剂、终止剂、链调节剂、热稳定剂等。其中，对PVC树脂的颗粒形态、空隙率和表观密度影响最大的是分散剂，PVC塑料最大的缺点也是含有分散剂。所以，在PVC聚合生产中对分散剂的选择是无比重要的。

悬浮聚合所使用的分散剂一般是由聚乙烯醇（聚乙烯醇目前主要用于：油墨制造、纺织印染、化学合成等）和甲基纤维素（HPMC）混合配制成的。其中聚乙烯醇根据醇解度的不同分为Alcotex 552P/432P、Alcotex 7206、Alcotex 8847三种。

Alcotex 552P/432P是指醇解度为55%和45%的聚乙烯醇水溶液（两者性能基本上一样，由于432P是近几年刚刚上市来代替552P的，在此就不多介绍了）。PH值显弱酸性，分子量（GPC）为10000-12000，甲醇含量低于2%，外观为淡黄色和乳白色。是悬浮聚合中的辅助分散剂，主要用于PVC树脂生产过程中的空隙率的提高，同时也有甲醇含量低的优势。一般与主分散剂复合配制使用。在使用Alcotex 552P的同时，可以适当的减少主分散剂的数量，这样不但可以提高PVC树脂的质量，还可以相应的来降低生产成本。Alcotex 552P要求在通风、避光、干燥，并且温度不高于45℃的正常环境下储存。为了保证合理的分散效果和PVC树脂的质量，Alcotex 552P储存时间一般不超过一年，如果超过一年，在使用之前必须进行检测，如果没什么质量问题，方可继续使用。

Alcotex 7206是指醇解度为72%的聚乙烯醇。外观：暗黄色颗粒。是悬浮聚合中的主分散剂，分子量在30000左右，PH值一般为4.5-7.0之间。使用Alcotex 7206做主分散剂的好处：（1）、降低粘釜度，减少清釜次数；（2）、使PVC树脂有较好的空隙率，并能提高聚合反应终止后残留单位的回收；（3）、根据Alcotex 7206的加入量，可以有效的控制PVC树脂的颗粒尺寸；（5）使用Alcotex 7206生产的树脂不易起尘。使用Alcotex 7206对PVC树脂质量的影响：（1）、可以用来制造表观密度大和空隙度比较高的PVC树脂；（2）、可使PVC树脂颗粒趋向于球状，表观密度比较均匀，使产品有较好的流动性；（3）、可使PVC树脂的粒径分布范围减小，降低超出粒径范围的不合格率;(4)、并且可以提高增塑剂的吸收率，加快PVC 树脂的干燥时间；（5）、降低树脂的鱼眼，可使临界状态下的不合格产品减少。Alcotex 7206要求在常温、避光、通风、干燥、远离明火的环境下储存。Alcotex 7206储存时间一般要求也不超过一年，如果超过一年，在使用之前必须进行质量检测，如果没什么质量问题，方可继续使用。

Alcotex 8847是指醇解度为88%的聚乙烯醇，在悬浮聚合中一般单独配制，作为分散剂二。使用时与Alcotex 552P/432P、Alcotex 7206、Alcotex HPMC50配制的分散剂一一起加入到聚合釜中（Alcotex 8847单独使用是没有分散能力的），主要起到树脂的保胶作用和提高树脂的吸油率。外观：白色颗粒。它是一种高分子量的聚乙烯醇，使用Alcotex 8847可以配制高粘度的聚乙烯醇溶液，一般应用于填料树脂、糊状树脂和高醋酸乙烯含量的共聚树脂及标准级别的共聚树脂。Alcotex 8847做为高分子化合物的分散剂，其水溶液的粘度是依分子量（聚合度）而变化的，即粘度越大或分子量越高，吸附于氯乙烯的水相界面的保护膜强度越高，越不容易发生膜破裂的并粒变粗现象。Alcotex 8847在使用时，大多以水溶液的形

式添加使用。Alcotex 8847在配制时，一般采用冷胀热熔为最佳，要求在搅拌的条件下将Alcotex 8847均匀的加入到冷水中(最理想温度为25℃)，然后采用通入蒸汽等方法进行加热到70～80℃，并维持，直到完全被溶解。注：Alcotex 8847在搅拌配制或泵输送过程中时常为出现起泡现象，可以采用恰当的搅拌和添加适当的消泡剂处理。Alcotex 8847的储存条件和Alcotex 7206相同。Alcotex 8847的水溶液要求在常温储槽中进行储存，如果长期在高温下储存容易发霉和受细菌的入侵。

甲基纤维素（Alcotex HPMC）是一种能够用冷水溶解的非离子纤维素醚。主要有表面活性、凝胶性和有机溶剂溶解性等方面的性能，也是聚合所用分散剂的主分散剂的一种，一般和Alcotex 552P/432P、Alcotex 7206混合进行配制，作为分散剂一使用，主要起到分散的作用。外观：灰色粉末，氯化钠≤1%。Alcotex HPMC是一种非离子型的保护性胶体，主要也是用于控制PVC树脂的颗粒尺寸，同时也对PVC树脂的颗粒分布、空隙率、表观密度等产生影响。这主要是由于Alcotex HPMC的表面活性，降低了界面间的张力并提高了引发剂整个批次物料的分布。Alcotex HPMC在配制使用时，一般浓度在4.0-5.0%为最佳。储存环境条件同Alcotex 8847、Alcotex 7206一样。

从悬浮聚合成粒机理看，分散剂的作用主要是稳定搅拌形成的单体的油珠和阻止油珠的相互聚合及合并。并能起到控制PVC颗粒的大小、使VCM分散成液滴，具有一定的保胶能力。

分散剂的用量影响悬浮油珠的稳定性能，同时还将影响PVC颗粒的直径、堆积密度，以及“鱼眼”数量的变化。分散剂用量太少，起不到理想的分散效果，树脂颗粒直径将会变粗，容易造成粘釜，并且容易造成管道堵塞；分散剂对PVC树脂而言，是一中杂质，用量过多，不但会影响树脂的质量，还将会使树脂的热稳定性能变差，并且还将会影响树脂的其他性能。

由于聚乙烯醇具有冷胀热溶的性能，在配制前必须先用冷水（25℃为最佳）进行冷胀,让其充分的吸收水份,使水份充分渗透至聚乙烯醇颗粒中心。然后缓慢加热到70～80℃，并维持，直到完全被溶解。当溶解完后将温度冷却至25℃左右，方可入料使用。如果分散剂溶解不好，将影响单体油珠的分散效果，是PVC树脂颗粒变粗。

由于分散剂在高温下配制容易产生粘并结块现象，所以在夏天一般采用常温配制（要求配制槽搅拌系统具有足够的搅拌效果）。

分散剂在溶解配制时出现问题，可采用如下方法进行处理：

1、降低配制溶液的浓度，2～4%。

2、延长搅拌时间。

3、将溶液升温到80～85℃,在高温下继续搅拌一定的时间。

4、改善搅拌方法。

（1）、提高搅拌的转速（2）、使用搅拌力大的搅拌板

（注：搅拌板的安装位置也会影响分散剂溶解的效果。下搅拌板要求不能太高，太

高会导致物料易沉积，使底部物料不能合理的进行搅拌，使混合溶解速度较慢；上

搅拌板不能过于偏下，这样会使底部物料得不到合理的搅拌，至使上搅拌起不到自

身的效果。如果使用细长贮槽或配制槽的话，可增加一层中间搅拌板，这样可以使

分散剂能够充分的得到混合搅拌，从而加快分散剂的溶解速度。

5、可采用从配制槽底部通入空气的方法，将未溶解的分散剂吹到配制槽顶部，配合搅拌旋转进行溶解。

在悬浮聚合生产中，分散剂的加入顺序对PVC树脂也有一定的影响，一般要求先加入分散剂与釜内软水充分的混合，然后再加入ＶＣＭ（氯乙烯）单体，如果在加完ＶＣＭ后在加入分散剂的话，则会使ＰＶＣ树脂的“鱼眼”数增多，也会使ＰＶＣ树脂颗粒变粗。