PVC生产原料
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氯乙烯单体(VCM)
分子式:C
2H
3
Cl 结构式:CH=CHCl 分子量:62.5
在常温常压下,VCM是一种有乙醚香味的气体,其冷凝点为-13.9℃,凝固点为-159.7℃。它的临界温度为142℃,临界压力为52.2大气压,因此尽管它的冷凝点在-13.9℃,但稍加压力就可以得到液体氯乙烯。
氯乙烯的蒸汽压力和温度的关系见下表:
温度℃ -13.9 10 30 40 50 60 蒸汽压(×0.1Mpa) 1 2.5 4.6 6.2 8.1 10.4 氯乙烯易燃,与空气形成爆炸混合物,其爆炸溶度范围很大,3.6~31.0%(体积),氯乙烯对人体有麻醉作用,可使人中毒,其中毒症状为头晕、浑身无力,逐渐神志不清、站立不稳,严重者四肢痉挛,呼吸变微,最后失去知觉。当氯乙烯蒸汽浓度在1%时开始有麻醉感觉,5%以上时即出现上述症状,所以空气中氯乙烯的最大允许浓度为30mg/m3。
VCM ≥99.9%(wt)
酸(以HCl计)≤1ppm (wt)
铁≤1ppm(wt)
氯甲烷≤80ppm (wt)
水≤200ppm(wt)
乙炔≤5ppm (wt)
乙醛≤5ppm (wt)
脱盐水
VC悬浮聚合对水质有严格的要求,聚合用水宜采用离子交换树脂或电渗析处理过的无离子水。
压力 4.0kg/cm2 G
温度常温
硬度<5ppm (wt)
氯根≤10ppm (wt)
PH值 6~7
引发剂
引发剂是调节VC悬浮聚合速率,并影响聚合放热、聚合周期和聚合釜生产能力的重要助剂。
1、本装置选用的引发剂物化性
a 过氧化二碳酸二—2乙基己酯(有机油溶性)EHP
最高储存温度 -15℃
自动加速分解温度 5℃
浓度 39~41%(wt)
总氯化物≤600mg/kg
铁≤2mg/kg
外观结晶片或白色液体
应避免吸入EHP蒸汽,尽量减少与皮肤接触,如眼睛接触到时,立即用大量清水冲洗至少10-15分钟后,马上送医院急救;如不慎吞入时,要一口一口地啜饮水和活性碳,同时送医院;如衣服被弄湿,则用大量清水彻底冲洗皮肤后再用消毒绷带包扎。
b 过氧化新戊酸叔丁酯 (有机油溶性)
最高储存温度 -5℃
自动加速分解温度 20℃
浓度 74~76%
活性氧 6.29~6.40%g.
外观无色透明液体
2、引发剂的选用
引发剂的有效溶度对VC悬浮聚合速率有着直接的影响,因此溶剂型引发剂的有效溶度为引发剂最重要的质量指标。引发剂在较低温度下就会逐步分解,因此除了必须按要求在低温条件下进行储运外,对于储运时间过长或可能经历非低温放置的引发剂必须进行有效溶度的分析,再确定聚合的实际用量。
单独使用高活性引发剂虽可提高聚合平均速率、缩短聚合时间,但会出现聚合前中期聚合速率过大、后期聚合速率显著降低的弊端。聚合前中期聚合速率过大,反应放热随之增大,当反应放热大于聚合釜传热能力时,就会出现聚合温度失控,严重时出现爆率。单独使用低活性引发剂,聚合诱导期长,聚合速率低,聚合时间延长,而且残留引发剂量大,影响树脂质量。当引发剂活性适宜时,聚合速率均匀,能有效利用聚合釜的传热能力,缩短聚合时间,同时聚合结束后,引发剂残留量少,对提高树脂热稳定性有利。从引发剂活性来看,最好选用半衰期为2~3h的引发剂,单一引发剂必须在某一温度下才能达到半衰期为2~3h这一要求,因此生产中多将半衰期大于和小于2~3h的引发剂按不同比例复合使用,以满足不同聚合温度的要求。
选用VC悬浮聚合用的引发剂需考虑:适当的活性、水溶性、水解性、粘釜性能、毒性、储存安全性、价格等因素。
3、引发剂对PVC树脂质量的影响
引发剂对PVC树脂的鱼眼速和热性能等质量有很大的影响。引发剂对PVC 树脂鱼眼数的影响主要是由于引发剂在VC液滴中分布不均匀所致,主要与引发剂的物理状态、引发剂的投料方式和投料时的工艺条件(主要是聚合物料温度)有关。如果将固体引发剂直接加入聚合体系,则鱼眼数很高;若将它配成溶液加入,则鱼眼数大为降低。若将引发剂在水、分散剂、VC加入之后加入,其鱼眼数明显低于引发剂在VC加入之前加入。聚合物料温度高时投入引发剂比温度低时鱼眼数高。引发剂对PVC树脂热性能的影响主要是由于PVC树脂中未分解的残留引发剂以及引发剂碎片构成的端基所致,前者影响更大。PVC树脂中未分解的残留引发剂量越多,树脂的热稳定性越差。
分散剂
在VC悬浮聚合的水相中,一般都溶有分散剂。分散剂的存在一方面可降低VC 与水的界面张力,有利于在搅拌作用下实现VC的分散;另一方面分散剂吸附在VC 液滴表面,起到保护液滴、防止聚并的作用,在搅拌特性确定之后,分散剂种类、性质和用量成为影响PVC树脂颗粒特性的主要因素。
1、本装置选用的分散剂物化性
a.PVA (聚乙烯醇)
水解度 71.5~73.5%
残余醋酸酯含量 41.4~43.8%
4%溶液粘度(20℃) 5.5~7.5cps
浊点(0.4%水溶液) 28~32
水分及挥发物≤5%(wt)
灰份≤0.5%(wt)
4%溶液pH值 6.5
外观无色到浅黄色粉末
b. PVA
水解度 87~89%(wt)
皂化值 125~145
4%溶液粘度(20℃) 40~50cps
水分及挥发物≤5% (wt)
灰份≤0.5%(wt)
4%溶液pH值 5~7
外观无色到浅黄色粉末
使用时要事先配制成溶液。在配制时应戴上防尘面罩,避免吸入PVA粉末,PVA不会被人体化学过程所破坏。PVA进入眼中时,和清除一般的异物一样用清水清洗;粘在皮肤上时,用清水清除,误入体内时,漱并遵医嘱。
c. HPMC (羟丙基甲基纤维素)
甲氧基 27 ~29%