十二烷基硫酸鈉對(duì)PVC糊樹脂增稠率的影響

薛立方，云 亮，郭建華

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北 唐山 063305）

十二烷基硫酸鈉對(duì)PVC糊樹脂增稠率的影響

薛立方，云 亮，郭建華

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北 唐山 063305）

用不同種類的市售十二烷基硫酸鈉生產(chǎn)聚氯乙烯糊樹脂，通過分析十二烷基硫酸鈉的碳鏈分布和含量，明確其對(duì)糊樹脂增稠率的影響。

十二烷基硫酸鈉；PVC糊樹脂；糊增稠率

十二烷基硫酸鈉（以下簡(jiǎn)稱SDS）是生產(chǎn)PVC糊樹脂常用的乳化劑之一，且一般情況作為主乳化劑使用。市售SDS種類較多，但在PVC糊樹脂實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)增塑糊的影響非常不同，本文就該問題通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分析，明確了SDS碳鏈分布和含量對(duì)糊增稠率的影響。

1 實(shí)驗(yàn)儀器及主要原輔材料

1.1 主要設(shè)備與儀器

聚合釜，分散泵，霍巴特?cái)嚢杵?，電?dòng)攪拌機(jī)，MA-110型電子天平，激光粒徑儀，NDJ型數(shù)字粘度計(jì)，氣流粉碎機(jī)，噴霧干燥器，真空泵，氣相色譜儀，恒溫水浴箱。

1.2 主要原材料

VCM，脫鹽水，引發(fā)劑（2，2-偶氮二（2.4-二甲基）戊腈），市售SDS（日本花王30N-S和10G-3，江蘇豐益SDS和K12），脂肪醇，pH值調(diào)節(jié)劑，粘度調(diào)整劑（聚氧乙烯辛基苯酚醚），DOP（分析純）。

1.3 試驗(yàn)方法

（1）十二烷基硫酸鈉碳鏈分布和含量的測(cè)定

稱取5.000 g于500 mL圓底磨口燒瓶中，加入20 mL鹽酸、80 mL蒸餾水，放入適量的玻璃沸石，置于電爐上回流1 h，（產(chǎn)生泡沫時(shí)移出兩三次，直至沒有泡沫產(chǎn)生時(shí)開始計(jì)時(shí)1 h）用少量熱水沖洗冷凝管，取下燒瓶，將溶液倒入500 mL分液漏斗中，輕輕搖晃將下層清液放入燒杯中，再加入熱的蒸餾水搖晃，將下層清水放至燒杯中，加入少量熱的蒸餾水，用吸管將上層油脂吸出，用酒精稀釋，在氣相色譜上進(jìn)行檢測(cè)。

（2）聚合方法

按配方量的氯乙烯、純水、引發(fā)劑、十二烷基硫酸鈉、脂肪醇、pH值調(diào)節(jié)劑送入分散罐分散，邊分散邊將其加入到已真空脫氧的聚合釜，使之形成穩(wěn)定的微細(xì)液滴，整個(gè)加料時(shí)間在50 min內(nèi)完成，然后向聚合釜充氮?dú)庠鰤海垢獌?nèi)壓力增加0.1 MPa，聚合釜加熱升溫至45.5℃，在此溫度下維持聚合反應(yīng)，當(dāng)釜內(nèi)壓力下降至0.2 MPa時(shí)，聚合反應(yīng)結(jié)束，整個(gè)聚合反應(yīng)時(shí)間12 h。加入粘度調(diào)整劑，攪拌30 min，在160℃下經(jīng)噴霧干燥、粉碎得到PVC糊樹脂成品。

1.4 增塑糊的配置

取100重量份的樹脂，DOP 65份（重量），鈣-鋅系穩(wěn)定劑2份（重量）至于霍巴特?cái)嚢杵鲀?nèi)攪拌30 min后放置在恒溫水浴箱中保存。

1.5 增稠率的測(cè)量及反應(yīng)后期“翹尾”現(xiàn)象的評(píng)價(jià)

（1）增稠率的測(cè)量

制備的糊測(cè)定后在常溫下放置24 h后（應(yīng)無沉析現(xiàn)象），使用3#轉(zhuǎn)子，12 r/min進(jìn)行測(cè)定并記錄。糊增稠率按下式計(jì)算：

式中：η0—初始糊黏度的數(shù)值，mPa·s；η—24 h后的糊黏度數(shù)值，mPa·s。

（2）反應(yīng)后期“翹尾”現(xiàn)象評(píng)價(jià)

在單體聚合達(dá)一定程度后，會(huì)出現(xiàn)聚合速度突然增加的現(xiàn)象，常稱為自動(dòng)加速效應(yīng)—“翹尾”。“翹尾”現(xiàn)象的原因可參閱相關(guān)文獻(xiàn)，本次實(shí)驗(yàn)以反應(yīng)后期冷卻水流量固定狀態(tài)下聚合釜溫度偏離設(shè)定的程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，即偏離0～0.5℃為一般，用○表示；偏離0.6～1.0℃為嚴(yán)重，用◎表示；偏離1℃以上為非常嚴(yán)重，用Φ表示。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 市售SDS碳鏈分布和含量

按GB/T15963-2008中的分析方法，分析了4種市售SDS部分重要指標(biāo)，結(jié)果見表1。

表1 SDS常規(guī)指標(biāo)

由表1可知，選取的4種SDS基本指標(biāo)相近，其中，豐益K12和日本花王10G-3的有效成分高于另外2種產(chǎn)品。對(duì)4種SDS進(jìn)行了還原，分析了其碳鏈分布及含量，結(jié)果見表2。

表2 SDS碳鏈分布和含量

由表2可知，上述4種十二烷基硫酸鈉均為混合物，在碳鏈分布和含量上有明顯不同，其中，豐益SDS和花王10G-3在C12含量上相差不多，但在C14和C16等含量有著明顯不同；豐益K12和花王30N-S基本一致。這可能是由于其使用的椰子油產(chǎn)地或加工工藝不同所致。

2.2 增塑糊粘度

通過使用相同重量份的SDS按上述聚合方法生產(chǎn)，保持聚合溫度及其他助劑量不變，分別測(cè)定PVC糊樹脂產(chǎn)品粘度及24 h的粘度，并且觀察了聚合反應(yīng)過程并記錄了反應(yīng)后期的“翹尾”現(xiàn)象，增塑糊粘度對(duì)比實(shí)驗(yàn)見表3。

表3 增塑糊粘度對(duì)比實(shí)驗(yàn)

從表3可知，使用豐益SDS生產(chǎn)的糊樹脂糊增稠率最高，花王10G-3次之。使用豐益K12和花王30N-S結(jié)果最低且相似，這是由于其具有相似的碳鏈分布和含量。隨著十二烷基硫酸鈉中C12的比例的提升、C16的降低，樹脂增塑糊的初始粘度降低，增稠率降低。說明SDS中C12和C16的比例是影響其增塑糊粘度和增稠率的主要因素。然而伴隨C16比例的降低，以及C12比例的上升，聚合反應(yīng)放熱變得不太均勻，特別是反應(yīng)后期的“翹尾”現(xiàn)象有所加重。

3 結(jié)論

（1）SDS的碳鏈分布和含量對(duì)PVC糊樹脂的糊粘度和增稠率影響較大，使用花王30N-S或豐益K12可生產(chǎn)出初始粘度較低，糊擱置性能較好的PVC糊樹脂。

（2）SDS的碳鏈比例對(duì)單體聚合反應(yīng)過程有著一定的影響，C12比例越高，聚合后期“翹尾”現(xiàn)象越嚴(yán)重；C16比例越高，反應(yīng)體系越平穩(wěn)。

［1］司業(yè)光，韓光信，吳國貞．聚氯乙烯糊樹脂及其加工應(yīng)用．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993：25－26．

Effectofsodium dodecylsulfate on the thickening rate of PVC paste resin paste

XUE Li-fang，YUN Liang，GUO Jian-hua

（Tangshan Sanyou chlor Co.,Ltd.,Tangshan 063305，China）

The carbon chain distribution and content of sodium dodecyl sulfate were calculated by using different kinds of commercially available sodium dodecyl sulfate.The influence of the copolymer on the thickening rate ofpaste resin paste was clarified.

sodium dodecylsulfate；PVC paste resin；paste thickening rate

TQ314.24

B

1009－1785(2017)08-0023-02

2017-04-21