針對(duì)PVC后加工出現(xiàn)的問題加強(qiáng)生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制

趙 峰

（內(nèi)蒙古烏海化工有限公司，內(nèi)蒙古 烏海 016034）

從目前的生產(chǎn)及加工市場(chǎng)來看，國產(chǎn)PVC總產(chǎn)能己達(dá)2 500萬t/a以上，且以懸浮法通用型為主，約占其總量的80%，如此龐大的市場(chǎng)，加之生產(chǎn)企業(yè)參差不齊，勢(shì)必會(huì)有許多質(zhì)量問題對(duì)終端產(chǎn)品造成影響，因此，將制約產(chǎn)品質(zhì)量的因素與深加工有效地結(jié)合起來對(duì)推進(jìn)聚氯乙烯企業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有十分重要的意義。

由于生產(chǎn)與加工企業(yè)之間的脫節(jié)往往產(chǎn)生質(zhì)量爭(zhēng)議。從多年來的情況看，加工企業(yè)的質(zhì)量投訴問題主要有以下5個(gè)方面。

1 流動(dòng)性差

1.1 粉體的流動(dòng)性

在PVC型材生產(chǎn)中，如果PVC干混料的粉體流動(dòng)性差，就容易在擠出機(jī)料斗中產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象，生產(chǎn)的連續(xù)性、產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性均難以保證。這是加工企業(yè)常常投訴的重要問題。

PVC粉體的流動(dòng)性是指在重力作用下，其通過料斗或漏斗表現(xiàn)出的流動(dòng)性，常常用粉體流出料斗或漏斗的時(shí)間來表示，也稱為粉體的干流性。表征粉體流動(dòng)性的技術(shù)指標(biāo)分為粉體內(nèi)顆粒的堆積結(jié)構(gòu)、粉體的自然安息角、粉體內(nèi)顆粒的拱橋效應(yīng)等。由于粉體內(nèi)顆粒的堆積結(jié)構(gòu)中含有大量的空隙，有利于粉體流動(dòng)；粉體堆積始終保持為圓錐形，其自然安息角（偏角）α 保持不變。一般粉體的 α 為 20°～40°；由于實(shí)際顆粒不呈球形、表面粗糙、且互相交錯(cuò)咬合，故粉體自由堆積的孔隙率往往比理論計(jì)算值大很多[1]。

不同生產(chǎn)路線的PVC質(zhì)量存在或多或少的差異，有人曾對(duì)電石法、乙烯法PVC粉體流動(dòng)性分別作了測(cè)定，其結(jié)果見表1。

表1 PVC樹脂粉體流動(dòng)性的測(cè)定

從表1中可以看出，乙烯法PVC的流動(dòng)性要優(yōu)于電石法，這可能與其本身工藝不同而形成的內(nèi)在質(zhì)量關(guān)系密切。由于電石法PVC樹脂聚合工藝不穩(wěn)定，容易使顆粒內(nèi)部的初級(jí)粒子排列緊密，形成沒有空隙的初級(jí)粒子黏彈體，這種粒子表面比較光滑、致密，內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較緊密、堅(jiān)硬，其流動(dòng)性也就較差。

1.2 PVC干混料及其粉體流動(dòng)性

PVC干混料是指按照一定的生產(chǎn)配方，將PVC樹脂、沖擊改性劑（如CPE）、穩(wěn)定劑、填料等經(jīng)過混合機(jī)組漿葉高速剪切作用熱混合并且冷卻后獲得的粉體，其中，PVC樹脂占配方總質(zhì)量的70%～75%。采用粉體流動(dòng)性好的PVC干混料生產(chǎn)的PVC型材的內(nèi)在質(zhì)量均一性好。影響PVC干混料流動(dòng)性的因素主要有PVC樹脂的質(zhì)量、改性劑等，見表2。

表2 PVC樹脂與CPE的表觀密度及流動(dòng)性對(duì)比

1.3 關(guān)于流動(dòng)性的質(zhì)量投訴及改進(jìn)

在加工過程中，客戶投訴流動(dòng)性主要表現(xiàn)在各種輔料不變的情況下，擠出時(shí)間延長(zhǎng)，實(shí)際加工產(chǎn)量下降、產(chǎn)品均一性差等。其實(shí)這與PVC生產(chǎn)過程中的異常分不開，其主要表現(xiàn)在以下方面。

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（1）冷水入料過程中升溫時(shí)間過長(zhǎng)。由于部分企業(yè)仍舊采用冷水入料，升溫時(shí)間差異較大，短的30 min，長(zhǎng)的達(dá)1.5 h，低溫反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短不一，從而導(dǎo)致分子量分布較寬，顆粒形態(tài)差異較大，因而流動(dòng)性不穩(wěn)定。

（2）反應(yīng)過程中出現(xiàn)異常。個(gè)別批次因循環(huán)水、機(jī)械密封、停電等原因出現(xiàn)意外，實(shí)際溫度控制波動(dòng)較大，從而使分子量的分布異常，故其流動(dòng)性亦差。

（3）聚合生產(chǎn)過程中同一性差，各釜之間的操作差異大。由于閥門、儀表等關(guān)閉不嚴(yán)，導(dǎo)致個(gè)別釜出現(xiàn)內(nèi)漏，從而達(dá)不到配方值，最終使樹脂的流動(dòng)性出現(xiàn)異常。

（4）粉體過濕或過干造成流動(dòng)性差。過濕會(huì)使樹脂發(fā)黏，同時(shí)因顆粒之間的空隙被吸附的氣體大量減少，從而使流動(dòng)性變差；過干則使粉體之間產(chǎn)生靜電互相吸附，同樣使流動(dòng)性變差。

因此，要認(rèn)真查找實(shí)際生產(chǎn)中的異常情況，并予以解決。

2 部分產(chǎn)品含有雜質(zhì)

隨著PVC生產(chǎn)技術(shù)的不斷改進(jìn)與完善，PVC生產(chǎn)中的雜點(diǎn)問題己基本得到了有效的解決，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)的一級(jí)品、優(yōu)級(jí)品率都可達(dá)到90%以上，但針對(duì)這方面的質(zhì)量投訴仍時(shí)有發(fā)生。經(jīng)檢查分析，除做好對(duì)原材料、汽提、送料泵、干燥攪龍、風(fēng)過濾室、風(fēng)管底部、干燥塔等的定期清理外，還應(yīng)從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)管理。

（1）確保系統(tǒng)生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。在PVC生產(chǎn)過程中，因工藝的特殊性，局部死角存在一定的雜點(diǎn)，只要連續(xù)、穩(wěn)定的生產(chǎn)，其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量沒有影響，但生產(chǎn)波動(dòng)往往會(huì)產(chǎn)生雜點(diǎn)。

（2）回收槽、混料槽、泡沫捕集器中的積料若因檢修、停車等原因時(shí)間過長(zhǎng)，恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行檢查并取樣分析，以消除質(zhì)量隱患。

（3）若不按期清理離心機(jī)下料斗，則會(huì)導(dǎo)致料斗內(nèi)積料過多，遇高溫變色而造成質(zhì)量波動(dòng)。

（4）對(duì)小旋振篩要加強(qiáng)檢查。許多企業(yè)為了檢查方便，小篩子往往是敞開的，當(dāng)旋振篩溢料時(shí)往往只簡(jiǎn)單處理，導(dǎo)致部分臟料進(jìn)入系統(tǒng)。

3 部分產(chǎn)品含有水分

曾經(jīng)多次出現(xiàn)客戶投訴水分超標(biāo)問題。加工企業(yè)在混配料時(shí)出現(xiàn)“沸騰”現(xiàn)象，加工的管材因管壁起泡而報(bào)廢。最明顯的一次是在一批料中僅出現(xiàn)少數(shù)的數(shù)十袋水分料，其與正常料之間差異極大，因其他料較干而且檢查床溫均沒有異常，故一般排除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生此類產(chǎn)品的可能，將其判定為運(yùn)輸過程中受潮所致。實(shí)際上，經(jīng)多次觀察、分析，造成這一現(xiàn)象的根本原因出在料倉的排氣系統(tǒng)，因其不暢或排風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)而導(dǎo)致料倉內(nèi)的濕空氣無法排出，冷卻后，形成冷凝水凝結(jié)在料倉的內(nèi)壁，從而使部分料結(jié)塊造成質(zhì)量異常。

4 管材強(qiáng)度不夠

曾有企業(yè)投訴PVC產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，所加工的管材強(qiáng)度不夠，2011年，蘇州某管材廠投訴某聚氯乙烯企業(yè)質(zhì)量問題，其加工的PVC管材在作耐壓試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，分析所供的PVC原材料質(zhì)量全部符合國標(biāo)一級(jí)品要求，但經(jīng)查生產(chǎn)記錄，在此段時(shí)間內(nèi)，該聚氯乙烯企業(yè)聚合釜生產(chǎn)不正常，因機(jī)械密封問題，幾臺(tái)釜輪流檢修，大量的機(jī)封油漏入釜內(nèi)，對(duì)樹脂顆粒形態(tài)、內(nèi)在質(zhì)量造成了一定的影響，由于耐壓管材對(duì)內(nèi)在質(zhì)量要求較高，從而在加工中暴露出了質(zhì)量缺陷。因此，對(duì)PVC的特殊加工要滿足其加工的特殊要求。

5 熱穩(wěn)定性差

一般情況下，生產(chǎn)企業(yè)只測(cè)定聚氯乙烯的老化白度，對(duì)熱穩(wěn)定性不作分析，由于分析誤差的原因，單一地分析老化白度并不能充分反映PVC的真實(shí)穩(wěn)定性，國內(nèi)大型PVC型材企業(yè)對(duì)這2項(xiàng)指標(biāo)采取同時(shí)分析的方法以確保加工產(chǎn)品質(zhì)量的同一性，采取的方法是對(duì)PVC粉料通過消解器在165°C下利用剛果紅試紙進(jìn)行分析測(cè)定，一般取熱穩(wěn)定性大于3 min為宜，經(jīng)對(duì)比，與其對(duì)應(yīng)的老化白度為80左右，見表4。

表4 不同批次PVC粉料的熱穩(wěn)定性及老化白度分析對(duì)比情況

2013年4月，國內(nèi)某大型型材加工企業(yè)對(duì)某公司的PVC質(zhì)量提出投訴，主要是熱穩(wěn)定時(shí)間過短不能滿足其加工要求。后經(jīng)檢查，主要系這段時(shí)間因檢修前后單體質(zhì)量波動(dòng)較大引起的，一段時(shí)間后，情況好轉(zhuǎn)，但還是經(jīng)常出現(xiàn)邊緣值的個(gè)別批次，經(jīng)反復(fù)查對(duì)，主要是由更換的終止劑效果不好引起的，后經(jīng)調(diào)整，使產(chǎn)品質(zhì)量滿足了用戶的需求。

6 結(jié)語

隨著聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，加工企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也不斷升級(jí)，生產(chǎn)企業(yè)只有不斷地強(qiáng)化生產(chǎn)過程管理，通過改進(jìn)和完善生產(chǎn)工藝，從根本上解決加工過程的實(shí)際問題，才能在市場(chǎng)上立于不敗之地。

［1］馮偉剛.PVC干混料粉體流動(dòng)性的影響因素，聚氯乙烯，2010，（5），21.