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文章标题: 鱼眼影响PVC树脂产品的因素和应对方法
发布日期:2021-08-25
本文关键知识点:PVC鱼眼影响,PVC杂质,PVC树脂杂质
解决方案:PVC鱼眼检测仪 PVC粉末杂质分析仪 PVC粉管路清洗辨识系统
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内容详情

       本文着重分析在PVC生产中影响产品质量因素“鱼眼”的形成原因,在生产中如何杜绝鱼眼产生的措施,针对这些因素做出技改措施和配方调整,使原辅材料消耗下降,产品质量得到提高,降低生产成本。同时,提高市场占有率,为企业的提质降耗,节能增效工作作用显著。

       在生产中,常常由于鱼眼、杂质粒子数,残留含量等一些原因而造成产品质量的下降或出现不合格品,影响产品的销售。针对这些因素分析造成产品质量下降的原因和相应的对策,从而提高产品质量。
  一、“鱼眼”的形成及采取的措施
  (一)“鱼眼”的形成原因
  “鱼眼”通常是指在加工中,由于一些树脂颗粒不塑化、难塑化或塑化差而在塑料制品形成的“疙瘩”“亮晶点”,广义上来说还应包括因塑化差而造成的制品表面突起点。鱼眼的成因比较复杂,它不仅与VCM聚合配方、引发剂和分散剂性能及工艺条件有关,还与操作管理,如放料、水洗、清釜、搅拌等操作有关,并且与脱盐水等公用工程条件有关,另据资料介绍,树脂中的“鱼眼”80%以上可以在加工过程中消失,也就是说,加工条件也是一个因素。
  二次聚合形成的PVC粒子极易形成“鱼眼”(形状类似紧密型树脂)聚合出料后的水洗是聚合投料前的关键操作之一,也是保证产品质量,尤其是减少鱼眼或杂质生成的关键程序。若水洗不干净,粘釜料混入生产体系,就会形成二次聚合,甚至n次聚合粒子,这是聚氯乙烯制品中形成鱼眼的最大祸源。当然,由于搅拌转速、放料阀门故障造成聚合出料不干净或者釜底存料也会引发鱼眼超标。因此,防粘釜、冲釜、清釜及抛光是消除鱼眼的强有力的工艺操作。
  (二)减少粘釜料及多次聚合粒子所形成的“鱼眼”而采取的措施
  1.加强水洗操作。冲洗操作采用喷淋阀自动冲釜,使用1.6MPa的高压水以保证冲釜效果。
  2.加强涂釜操作。采用新型的防粘釜剂,实行每釜一涂。
  3.加强清釜和抛光。强化清釜操作,按计划定期对聚合釜内壁进行抛光处理。
  (三)增溶粒子形成“鱼眼”
  若氯乙烯单体质量差,其中存在着能增进PVC在单体中的溶胀的物质,如二氯乙烷高沸物,由于它们的增溶溶胀作用而形成的增溶粒子,这易能导致鱼眼在加工时生成。对于单体纯度高又很稳定的大型生产厂家来说,这个问题不大,而中小型厂就要对转化系统的高沸塔加强工艺管理,加强氯乙烯的合成及分馏控制,提高单体质量,单体中的高沸物含量严格控制在100mg/kg以下(单体纯度≥99.99%)。
  (四)快速粒子易形成“鱼眼”
  由于PH值、引发剂等问题,引起聚氯乙烯聚合初期颗粒内温度升高和聚合物分子量相对降低,从而导致了初级粒子聚结体的紧密堆砌,最终产生快速粒子,这种粒子内部空隙小而不均,结构紧密,加工时变为鱼眼。因此,氯乙烯聚合过程中,我们应严格控制聚合体系的PH值,使用液体引发剂,使油溶性的有机过氧化物引发剂能均匀的溶解在分散相的单体内,添加抗鱼眼剂,杜绝“局部爆聚”,减少快速粒子。
  二、杂质对PVC树脂质量的影响
  PVC树脂中的杂质粒子可分为机械杂质和焦化的PVC颗粒(黄点),树脂中的黄点对一般PVC制品的影响不大,机械杂质会影响塑料制品的美观和透明度,而且有损于制品的介电性能和力学性能。
  (一)分析杂质粒子的来源或形成过程,制定相应的措施
  (二)残留VCM含量对PVC树脂质量的影响
  所谓PVC树脂中残留VCM的含量是指PVC树脂中所吸附或溶解的未聚合的VCM,由于VCM和PVC的大分子结构,导致相互间具有较大的亲和力,这也是残留VCM难以完全脱除的原因。在悬浮聚合中,当转化率达到85%左右时,未聚合的VCM经自压回收后尚有3%左右残留于PVC浆料中,除其中一部分在后处理过程中散失,很大一部分(数十至数千个10-6)仍残留于成品PVC中。进一步脱除PVC浆料中残留的VCM的方法主要有塔式汽提法和釜式汽提法。与塔式汽提法相比,釜式汽提法具有设备简单、操作简便的优点,但汽提效果相对较差。影响悬浮法PVC树脂中残留VCM脱吸的因素比较复杂,可分为外因和内因,外因是指脱吸的技术条件,内因是指悬浮的PVC颗粒形态的结构特性。
  1.脱吸技术对残留VCM脱吸的影响。就釜式汽提法而言,脱吸技术的条件主要包括温度、压力(真空度)和时间,这也是汽提岗位生产操作中的主要控制点。通常,较高的温度、真空度和较长的处理时间有利于VCM的脱吸,一般要求在PVC的玻璃化温度(85℃)以上;压力(真空度)要求等于脱吸温度条件下的水的饱和蒸汽压。
  2.树脂颗粒形态对残留VCM脱吸的影响。(1)PVC树脂颗粒内部微粒子的结构特性。悬浮PVC颗粒粒径为100-200μm,是由粒径为1-2μm的二次粒子相互凝聚而成,二次粒子是由(100-500)×10-4μm的一次粒子所组成,一次粒子是由很多个大分子卷曲状地相互纠缠增长而形成。因此,由于二次粒子的无规则堆砌,悬浮PVC树脂颗粒内部具有一定的孔隙率。通常,树脂颗粒的疏松程度越高,内部孔隙率越大,颗粒的规整性越好,粒径及其密度的分布均匀集中,玻璃珠粒子越少,则愈有利于残留VCM脱吸速率的提高;反之则降低。(2)PVC树脂颗粒外皮膜的结构特性。通常,在氯乙烯悬浮聚合过程中,由于吸附在悬浮反应粒滴表面的分散剂与氯乙烯发生接枝共聚反应,使得介质中的分散剂很快地、几乎全部地被吸附在界面上,形成既不溶于水也不溶于溶剂的PVC树脂颗粒表膜,且皮膜组织中存在着一定量的亲水基团。皮膜与水机械地相互结合后,相当于在树脂颗粒表面包裹着一层又厚、又韧、又牢固、又潮湿的纤维织物的包皮,这对于残留VCM向外扩散与蒸发产生较大的阻力。并且这种阻力随皮膜的厚度、韧性、强度、湿度及覆盖在表面的连续性的增强而增大。
  3.降低树脂中残留VCM含量的措施:(1)在汽提岗位的生产操作中,严格执行有关生产操作规程,确保达到规定的指标:真空度≥0.04MPa(表压);汽提温度110℃~120℃(在PVC的玻璃化温度以上);处理时间≥45min。(2)加强聚合岗位的生产操作,改善树脂颗粒内部微粒子的结构特性。严格控制加料程序、冷搅时间和反应温度,努力提高树脂颗粒的疏松程度、内部孔隙率和颗粒的规整性粒径,使其密度的分布均匀集中,减少玻璃珠粒子的产生。(3)在聚合工段加强对PVC颗粒外皮膜结构特性的改善和控制。为防止由于工艺上和操作上的问题导致颗粒不均匀、皮膜过厚,影响残留VCM的脱吸,应加强对分散剂使用量的计算、分散剂溶液的配制、计量和用量的控制。(4)进一步完善汽提岗位的工艺流程,提高生产装置的可靠性,以提高生产效率和操作质量。
  三、结论
  在实际生产中我们针对这些因素做出技改措施和配方调整,原辅材料消耗下降,产品质量得到了提高,降低了生产成本,同时提高市场占有率,为企业的提质降耗,节能增效工作作用显著。


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