浅谈树脂加工热稳定性能的改善

2024年3月13日发(作者：本田奥德赛多少钱)

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浅谈树脂加工热稳定性能的改善　

陈建平　姜禹　（新疆中泰化学股份有限公司　新疆乌鲁木齐

摘　要

８３０００９）　

树脂的热稳定性决定了成型后的管道、型材的色泽，也决定了产品在使用过程中的质量。　

关键词　树脂热稳定性能提高控制加工性能　

新疆中泰化学股份有限公司米东事业部一期聚氯乙烯　

１２万吨／年装置自２００６年初建成投产至今，已将产能扩大至　

材料ＶｄＭ的质量情况，尤其是ＶＣＭ所含有的高、低沸物，如　

低沸物乙炔易使ＰＶＣ分子中产生共轭键导致产品在低温下　

便降解放出ＨＣ１，高沸物（如乙醛、二氯乙烷等）易使ＰＶＣ结构　

中出现支化、不饱和键、头一头的缺陷结构增多。另外，存在　

１５万吨／年，并于２００７年底投产了一期技改ｌ２万吨／年装置，　

目前生产能力超过３Ｏ万吨／年，二期项目正在建设中。由于我　

国近几年ＰＶＣ产业的快速发展，ＰＶＣ供应量的大幅提高使得　

ＰＶＣ用户逐渐开始根据ＰＶＣ使用状况及价格进行选择性使　

用，客户对树脂质量的要求已不再是只要达到国家标准规　

的部分未检测到的高沸物，对于生产的影响主要表现为产　

品粘数下降；聚合用软水中离子含量与氧含量应控制在最　

小，在正常生产中应在聚合反应前对人釜ＶＣＭ和软水进行　

分析，对以上所提及的物质进行有效控制。更换半衰期与聚　

合时间更加匹配的引发剂，使聚合反应过程中后期的放热　

定的１０项指标范围便可以使用，市场竞争１３趋激烈。为了适　

应ＰＶＣ市场的发展，事业部决定通过调整ＰＶＣ生产工艺和　

配方来优化ＰＶＣ产品质量，产出满足客户加工需求的ＰＶＣ　

树脂。　

一

均匀，在选择高效引发剂的过程中，在活性氧含量一定的同　

时，应避免选择引发剂中不参与反应的基团在反应后期与　

ＰＶＣ发生反应，适当调整复合引发剂配比。　

、

现状分析　

１．目前，新疆中泰化学股份有限公司米东事业部一期聚　

合装置树脂质量检验采用ＧＢ／Ｔ５７６１—２００６、ＧＢ４８０３—９４标　

２．调整配方。聚合后的树脂粒径较细会导致在后续加工　

过程中，较细的颗粒在高温条件下过早的焦化，从而可以得　

准对所生产的ｓＧ一５（食品卫生级）树脂ｌＯ项指标进行分析　

检验，产品检验结果范围见表１。　

出若树脂产品中细颗粒较多，会导致树脂热稳定性能整体　

下降。　配方中的水油比、分散剂人手，调整ＰＶＣ粒径分布中　

８３目一１２０目的树脂占总量的９０％以上。　

２．根据事业部一期聚氯乙烯装置所生产出的树脂售后　

调查，ｓＧ一５型树脂的用户主要生产硬质管道和型材，所生　

产管道、型材的方式为将树脂与一定助剂预混合后通过高　

温加热挤出成型，加热过程中树脂的热稳定性决定了成型　

后的管道、型材的色泽，也决定了产品在使用过程中的质　

量。根据客户反映，一期聚氯乙烯装置产品所生产出的管　

道、型材产品在成型、过程中有变色的现象发生，使用刚果　

红试纸法测试后的脱ＨＣＬ时间在３ｍｉｎ一４ｍｉｎ之间，且在成型　

３．控制聚合转化率。悬浮聚合控制转化率范围在７０％　

一

８５％。当聚合反应转化率超过７０％后，液相单体消失，聚合　

反应开始以气象单体为主，体系开始出现压力下降，此时的　

聚合反应是气相向固相的溶胀过程，已成型的ＰＶＣ颗粒内的　

压力低于聚合釜中气相空间的压力，控制聚合压力下降的　

大小，可有效地避免ＰＶＣ产品中产生大量不稳定结构；　

三、措施实施　

产品检验过程中存在力学缺陷，经实地调查确认后，车间决　

定针对用户的后加工过程采取措施，提高树脂热稳定性。　

二、提高ＰＶＣ热稳定性能的一些措施　

１．严格监控原料。树脂的热稳定性很大一部分取决于原　

１．原材料的监控。车间要求聚合装置进料前对软水进行　

ＰＨ检验、离子含量分析。目前，一期聚合装置软水ＰＨ值保持　

在６　８范围内，ｃａ、Ｍｇ离子含量，对ＶＣＭ进行ＰＨ值、高、低沸　

物的分析。目前，ＶＣＭ的ＰＨ值为６．５—７，进料人员接到分析数　

表１：调整前ＳＧ一５型树脂的产品质量　

粘数，　

ｍｌ／ｇ　

１１Ｏ～１１３　

杂质粒子　挥发物（包括　表观密度　筛余物％　水萃取　“鱼眼”数　１ｏ０Ｏｇ树脂的　白度（１６０℃

残留氯乙　

数，个＝　数）含盐％＜　ｇ／ｍｌ≥　０．２５ｒａｍ筛孔　电导率，Ｓ／ｍ　个／１００ｃｍ＜　增塑及吸　１０ｒａｉｎ后）

收量ｇ＞　％　烯含量　

，　

，

１６　Ｏ．１　０．５４～０．５６　０．４　１９　２０　８２　１　

表２：一期装置高沸物含量监控　

乙醛　

Ｏｐｐｍ～８．３８ｐｐｍ　

反二氯乙烯　

０ｐｐｍ～２．４２ｐｐｍ　

１—１二氯乙烷　

０ｐｐｍ一４．３７ｐｐｍ　

顺二氯乙烯　

０ｐｐｍ～８．７６ｐｐｍ　

三氯乙烯　

０ｐｐｍ～６．０５ｐｐｍ　

１—２二氯乙烯　

０ｐｐｍ一１．３６ｐｐｍ　

１—２二氯乙烷　

０ｐｐｍ一１．８３ｐｐｍ　

大陆桥视野　Ａ　ｌｌＪ　ｌＡ疆Ｓ　Ｙ　—２０１０．５（－—Ｆ￣ＶｊＴ４Ｊ）　

工

程与技术

ＧＯＮＧＣＨＥ

ＮＧＹＵＪ

ＩＳ

ＨＵ　

表４：调整配方后树脂吸油率和表现密度的对比　

粘数　挥发物　

％　

杂质粒子数　

（个）　Ｏ．２５ｍｍ　

筛余物　

“鱼眼”数　表观密度　白度　

残留　

ＶＣＭ　吸油率　

调整前　１ｌ２　Ｏ．１１　１６　Ｏ．４　１９　０．５４　８４　１　１９．３９　

调整前　ｌ１２　０．６３　１６　０．４　ｌ９　０．５４　８４　１　ｌ８．８８　

词整后　１ｌ３　０．１　１６　Ｏ．４　１９　０．５５　８５　１　２Ｏ．４４　

调整后　１１３　Ｏ．１３　１６　Ｏ．４　２０　０．５５　８５　１　１９．８２　

表５：调整后我公司ＳＧ一５型树脂的产品质量　

粘数

ｍｌ／ｇ　

杂质粒子　挥发物（包　

括数）　

表观密　筛余物％　水萃取液　“鱼眼”数　ｌｏｏ９树脂的　白度（１

增，￣塑剂　

６０９３　残留氯　

，

数。个＝　含盐％＜　度ｇ／Ⅱｌｌ≥　０．２５ｍｍ筛孔　电导率，Ｓ／ｍ　个／１００ｃｍ＜　吸收量ｇ＞　，１０ｍｉｎ后），％　乙烯含量　

ｌ１２～ｌ１４　１６　Ｏ．１　Ｏ．５３一Ｏ．５６　０．４　１９　２０～２２　８６　ｌ　

据并核对符合指标后方可进料；根据对高低沸物长时间的　

脂吸油率和表观密度进行了改进，见表４。　

记录表明，正常生产中ＶＣＭ中高低沸物含量在可测定范围　３．调整引发剂。公司使用复合引发剂体系，将半衰期小　

内基本控制稳定，控制高沸物≤２００ｐｐｍ，低沸物≤１００ｐｐｍ，　

于２ｈ～３ｈ和大于２ｈ～３ｈ的引发剂复合使用，优点在于使聚合反　

如表２。　

应过程放热均匀，但需要根据聚合产品型号及聚合釜的换　

热能力进行合理配比，车间将高效引发剂与普通引发剂的　

『Ｉ　黧　ｌ＼　美ｌｊ　＿囊薹慧鬃｜　Ｉ　ｌ　ｉ；＿　ｉ　　ｌ０【鬻ｊ　｝．／ｉ　厂■　、　、＼　一

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配比调整为１：３．５。调整后，树脂聚合反应中后期无集中放热　

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０８／　一　２　。　ｌ＼ｌｌ　ｌ

现象，避免了成型后的树脂在高温环境下长时间受热，对于　

树脂的热稳定性能的稳定有一定提高。　

４．聚合转化率的控制。聚合转化率在７０％一８５％过程中，　

随着聚合反应的进行，釜压持续下降，原因为已成型的ＰＶＣ　

图１一期装置单体中铁离子含量监控（ｐｐｍ）　颗粒受压后发生褶皱、破裂，气相中的ＶＣＭ通过液相扩散至　

车间针对未检测到的高沸物对产品粘数的影响，采取降　

ＰＶＣ粒子中继续聚合。ＰＶＣ粒子中的间隙逐渐减小，若转化　

低聚合反应温度的措施，由过去的５７℃降低至５６．７℃，减少　

率过高会影响树脂产品吸油率和流动性，从产品质量和经　

树脂中支化、歧化反应。　济成本综合考虑，车间控制聚合反应转化率８０％　８５％，压　

２．调整分散剂。新疆中泰化学股份有限公司米东事业部　力降ｈｏ．０３ＭＰａ一０．０５ＭＰａ时终止聚合反应。　

聚氯乙烯车间一期聚合装置在调整分散剂后，ＰＶＣ粒径分布　５．选择终止剂。ＰＶＣ链终止剂对树脂产品的热稳定性能　

在８０目　１２０目的树脂由调整前７４．１７％增长为目前９５．６８％；　具有一定影响，车间主要使用偏碱性的丙酮缩氨基硫脲　

为避免体系偏酸消耗分散剂，车间对聚合釜进入软水、ＶＣＭ　（ＡＴＳＣ）及其混合溶液，在对比不同厂家的终止剂产品，测试　

后，加入终止剂前，加人终止剂后的ＰＨ进行检测，反应体系　

终止效果的基础上，车间将终止剂进行了更换，在终止效果相　

始终控制为中性微偏碱性，以下为调整前后的数据对比：　

同的情况下，调整终止剂单釜加人量由过去的４０ｋｇ降低为２８ｋｇ。　

表３：聚合反应体系ＰＨ监测　

四、效果跟踪　

经过一段时间的控制和调整，车间一期聚合装置树脂的　

批号　水、单体加入　加终止剂前　加终止剂后　

质量情况如下，见表５。　

调整前　２８７ｌ　ｌＯ．０　８．３７　８．６１　

１０００ｇ树脂增塑剂吸收量是衡量树脂产品加工过程中的　

加工性能和流动性能的一项指标，调整后的产品吸油率较　

调整后　２８８７　８．３１　８．１５　８．Ｏ９　

过去提高了１　１０００ｇＰＶＣ一２　ｌＯＯＯｇｐｖｃ；白度是静态衡量树脂　

２８８８　８．２５　８．１９　８．１５　

热稳定性能的一项指标，调整后的树脂自度由８２％提高至　

８６％，使用刚果红试纸法测试后的脱ＨＣＬ时间在７ｍｉｎ～１０ｍｉｎ　

２８８９　８．３　８．１４　８．０４　

之间。　

为加强树脂加工过程中与加工增塑剂等小料的融合，提　

高树脂流动性，从而提高加工性能，车间通过调整配方对树　

：曼　兰旦业　Ａ　ｌＡ国§　ｙ　大陆桥视野