聚氯乙烯質(zhì)量的影響因素及控制方法管窺

范生波

摘 要：為了保證聚氯乙烯的生產(chǎn)質(zhì)量、消除不良因素的影響，對(duì)聚氯乙烯質(zhì)量的影響因素及控制方法進(jìn)行了研究。首先，對(duì)聚氯乙烯的熔點(diǎn)不固定、機(jī)械性能好、電性能優(yōu)異、耐腐性強(qiáng)等特點(diǎn)進(jìn)行了分析。然后，結(jié)合實(shí)際對(duì)影響聚氯乙烯質(zhì)量的水質(zhì)因素、散發(fā)劑因素、引發(fā)劑因素等進(jìn)行了詳細(xì)闡述。最后，就如何消除這些不良因素的影響，控制聚氯乙烯生產(chǎn)質(zhì)量提出了有針對(duì)性的方法。

關(guān)鍵詞：聚氯乙烯質(zhì)量；影響因素；控制方法

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，聚氯乙烯行業(yè)也在快速發(fā)展。但是，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈。企業(yè)若想提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力、贏得市場(chǎng)，就要保證產(chǎn)品質(zhì)量。尤其是要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，深入分析影響聚氯乙烯生產(chǎn)質(zhì)量的因素，并采取有效的控制方法消除這些不良因素的影響。只有這樣，才能用產(chǎn)品質(zhì)量贏得消費(fèi)者的青睞，進(jìn)而獲得更大的市場(chǎng)占有率。

1 聚氯乙烯特點(diǎn)

聚氯乙烯是一種新型環(huán)保材料，在各行業(yè)中都有極其廣泛的應(yīng)用。這種物質(zhì)具有以下特點(diǎn)：（1）熔點(diǎn)不固定。雖然在低溫環(huán)境下，聚氯乙烯能夠維持良好的平穩(wěn)性、強(qiáng)度，但是在高溫狀態(tài)下，會(huì)出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，甚至是流體現(xiàn)象。（2）機(jī)械性比較好。其抗拉強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度都非常好。（3）電性能優(yōu)異。這也是聚氯乙烯材料能夠廣泛應(yīng)用的根本原因。（4）耐腐性強(qiáng)。相對(duì)于鐵、鋅等材質(zhì)的管道，聚氯乙烯管道更加穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)生銹問(wèn)題。（5）流體阻力小。以聚氯乙烯為材料的光滑管道，其粗糙系數(shù)為0.009。（6）聚氯乙烯還存在穩(wěn)定性不足、不適應(yīng)酸堿環(huán)境及某些有機(jī)溶劑環(huán)境等缺點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，大多借助添加劑彌補(bǔ)聚氯乙烯的不足。

2 影響聚氯乙烯質(zhì)量的因素

2.1 水質(zhì)影響

聚氯乙烯生產(chǎn)的關(guān)鍵原料是水，且水質(zhì)對(duì)聚氯乙烯生產(chǎn)質(zhì)量的影響極大[1]。具體來(lái)說(shuō)，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）如果水中含有過(guò)多的氯離子，聚氯乙烯生產(chǎn)就會(huì)受到氯離子的影響，出現(xiàn)性質(zhì)不穩(wěn)定的問(wèn)題，以致于無(wú)法保證最終的生產(chǎn)質(zhì)量。（2）如果水質(zhì)硬度過(guò)大，那么聚氯乙烯也會(huì)受到影響。尤其是水中的金屬離子還有可能嵌入到聚氯乙烯中，導(dǎo)致聚氯乙烯的電性能受到影響。（3）水中的氧氣也會(huì)影響聚氯乙烯的生產(chǎn)。如果氧含量過(guò)大，聚氯乙烯的聚合率就會(huì)受到影響。（4）水質(zhì)的酸堿性也會(huì)影響聚氯乙烯的質(zhì)量。

2.2 分散劑的影響

分散劑是聚氯乙烯生產(chǎn)所必需的添加劑，其主要作用就是可以提高油性、水性組分在同一體系中的相容性。如果分散劑添加量過(guò)大，聚氯乙烯產(chǎn)品的使用性能就會(huì)受到影響。尤其是分散劑與其他添加劑的配比不合理，更會(huì)給聚氯乙烯質(zhì)量帶來(lái)影響。另外，分散劑自身質(zhì)量也會(huì)影響聚氯乙烯質(zhì)量[2]。如果自身質(zhì)量不過(guò)關(guān)，相應(yīng)的作用就無(wú)法發(fā)揮出來(lái)，聚氯乙烯生產(chǎn)就會(huì)受到影響，出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

2.3 魚眼產(chǎn)生率高

當(dāng)設(shè)備生產(chǎn)負(fù)荷超過(guò)原定負(fù)荷的80%時(shí)，聚氯乙烯產(chǎn)品的魚眼就會(huì)發(fā)生變化，相應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量也就無(wú)法保證。所謂魚眼，是指一種透明或半透明的塑料薄膜中可看到的一種或多種材料存在的魚眼狀缺陷[3]。在聚氯乙烯生產(chǎn)中，造成缺陷的原因有：（1）聚合釜清洗不徹底。如果其中剩余過(guò)多的聚氯乙烯樹脂，就會(huì)在下次聚合中生成二次聚合產(chǎn)物，進(jìn)而造成魚眼缺陷。（2）單體中存在殘留物進(jìn)入聚合釜中再次參與了聚合。例如一些漿料有可能進(jìn)入聚合釜中，造成魚眼缺陷。

2.4 引發(fā)劑

引發(fā)劑也是聚氯乙烯生產(chǎn)必不可少的原料。其不僅會(huì)影響聚合反應(yīng)過(guò)程，還會(huì)影響聚合反應(yīng)速率以及產(chǎn)品存儲(chǔ)期。如果引發(fā)劑出現(xiàn)問(wèn)題，聚氯乙烯的生產(chǎn)就會(huì)受到影響，尤其是還有可能引發(fā)魚眼問(wèn)題。

2.5 VCM單體

氯乙烯單體（Vinyl Chloride Monomer，VCM）質(zhì)量對(duì)聚氯乙烯產(chǎn)品的最終質(zhì)量影響非常大。其是生產(chǎn)聚氯乙烯的主要原材料。若其純度不足，或是質(zhì)量不過(guò)關(guān)，就無(wú)法保證聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量。

2.6 工藝流程影響

工藝流程是生產(chǎn)聚氯乙烯的基本保障。但是，聚氯乙烯工藝比較多，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。例如，汽提塔操作不規(guī)范、溫度控制不當(dāng)、流程設(shè)計(jì)不合理等，都會(huì)影響聚氯乙烯的生產(chǎn)。

3 控制聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量的方法

3.1 嚴(yán)控水質(zhì)量

考慮到水質(zhì)量對(duì)聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量的影響非常大，工作人員應(yīng)當(dāng)采取合適的控制方法，嚴(yán)把水質(zhì)量關(guān)。對(duì)此，可采取以下措施：考慮到天然水中包含鈣、鎂等離子，會(huì)影響聚氯乙烯合成中的自由基傳遞，要使用去離子水。所謂去離子水，是指去除各種離子雜質(zhì)的水。應(yīng)用去離子水可以吸收反應(yīng)放熱，控制反應(yīng)溫度；促使反應(yīng)輔助劑發(fā)揮應(yīng)有的作用；可減少聚合物糊壁現(xiàn)象；保證反應(yīng)過(guò)程不會(huì)有其他離子參與，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2 控制分散劑

常見的分散劑可分為水溶性有機(jī)高分子、非水溶性無(wú)機(jī)粉末兩種。例如，聚乙烯醇屬于水溶性有機(jī)高分子分散劑，磷酸鈣屬于非水溶性無(wú)機(jī)粉末分散劑。在聚氯乙烯生產(chǎn)中，大多應(yīng)用兩種或兩種以上的分散劑，因?yàn)槭褂脝我环稚┻_(dá)不到生產(chǎn)要求。必要時(shí)還會(huì)添加表面活性劑，以提升分散劑的使用性能。例如，在提高增塑劑的吸收速率和未反應(yīng)單體吸收速率時(shí)，都可引用表面活性劑。另外，分散劑的皮膜性質(zhì)還會(huì)影響聚氯乙烯產(chǎn)品的塑化速率、殘留單體脫出速率。因此，工作人員要加強(qiáng)分散劑的質(zhì)量控制。例如，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需求，靈活選擇分散劑種類、用量，或者合理搭配分散劑種類、表面活性劑，確保聚氯乙烯質(zhì)量。同時(shí)，還要對(duì)分散劑、表面活性劑自身的質(zhì)量進(jìn)行檢查，確認(rèn)分散劑、表面活性劑沒有失效。只有這樣，才能真正發(fā)揮出分散劑的作用，提高聚氯乙烯生產(chǎn)質(zhì)量。

3.3 控制魚眼

為了消除魚眼缺陷，工作人員可采取以下措施：（1）高度重視聚合釜的清洗工作，并依據(jù)生產(chǎn)實(shí)際完善聚合釜的清洗流程，從而徹底清洗聚合釜，消除其中的殘留物。例如，針對(duì)放料、回收周期短，無(wú)法徹底清洗聚合釜的問(wèn)題，可將放料環(huán)節(jié)的水洗步驟細(xì)分為4步，添加一次大流量清洗和小流量清洗。另外，在開釜時(shí)還要進(jìn)行水噴頭的檢查，以免水噴頭出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，無(wú)法保證清洗效果。（2）進(jìn)行漿料罐頂部持續(xù)回收環(huán)節(jié)的優(yōu)化，將原本從壓縮機(jī)入口進(jìn)入的操作調(diào)整為先經(jīng)過(guò)回收分離罐、過(guò)濾器，再進(jìn)入壓縮機(jī)的操作。同時(shí)，依據(jù)漿料罐液位設(shè)置合理的回收量，以免無(wú)法承受較大的回收量，出現(xiàn)夾帶問(wèn)題。另外，還可在分離器頂端加裝噴灑裝置，減少漿料泡沫現(xiàn)象。

3.4 控制引發(fā)劑

引發(fā)劑質(zhì)量、用量都會(huì)給聚氯乙烯生產(chǎn)質(zhì)量造成影響。例如，引發(fā)劑濃度過(guò)低，聚合反應(yīng)周期會(huì)延長(zhǎng)，大分子多支鏈及端基雙鍵形成效果會(huì)變差，以致于聚氯乙烯穩(wěn)定性變差。因此，需要嚴(yán)格控制引發(fā)劑質(zhì)量、用量。

首先，要依據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，確定引發(fā)劑活性程度。如有必要，可選擇高活性引發(fā)劑。但是，在這一過(guò)程中，一定要注意高活性引發(fā)劑會(huì)使聚氯乙烯聚合反應(yīng)速度迅速加快，最終的聚氯乙烯產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。所以，一定要綜合考慮各方面的影響因素，科學(xué)確定引發(fā)劑活性。其次，要合理控制引發(fā)劑用量。多則會(huì)導(dǎo)致聚氯乙烯反應(yīng)速度過(guò)快，無(wú)法控制。少則會(huì)起不到相應(yīng)的作用，影響聚合反應(yīng)質(zhì)量。一般情況下，大多依據(jù)單體量確定引發(fā)劑用量。最后，盡量采用氧化還原引發(fā)劑，確保引發(fā)劑安全可靠。若條件允許，還應(yīng)選擇對(duì)環(huán)境影響小的引發(fā)劑，以減少聚氯乙烯生產(chǎn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

3.5 控制VCM單體

VCM單體的純度對(duì)聚氯乙烯產(chǎn)品質(zhì)量的影響最大。因?yàn)槟承╇s質(zhì)可能會(huì)參與到聚氯乙烯生產(chǎn)中，導(dǎo)致聚合反應(yīng)出現(xiàn)延緩、停滯現(xiàn)象。例如乙炔雜質(zhì)，不僅會(huì)延長(zhǎng)聚合周期，還會(huì)增加端基雙鍵數(shù)量，導(dǎo)致聚氯乙烯產(chǎn)品穩(wěn)定性無(wú)法保證。另外，高氯化物、乙醛、二氯乙烷等物質(zhì)也有相似的作用。對(duì)此，可采取以下措施控制VCM單體：（1）合理選擇氯乙烯單體制備方法，并嚴(yán)格依據(jù)技術(shù)規(guī)范，控制氯乙烯質(zhì)量指標(biāo)。（2）嚴(yán)格控制用于聚氯乙烯生產(chǎn)的氯乙烯單體質(zhì)量。若發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，就要及時(shí)解決。

3.6 嚴(yán)控工藝流程

為了保證聚氯乙烯生產(chǎn)質(zhì)量，工作人員還應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把控其工藝流程，對(duì)每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行管控。若出現(xiàn)問(wèn)題，則要及時(shí)處理。例如在聚合反應(yīng)過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注聚合轉(zhuǎn)化率、聚合產(chǎn)物質(zhì)量、聚合反應(yīng)速率等反應(yīng)指標(biāo)，確保聚合反應(yīng)各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。又如在汽提、干燥過(guò)程中，要提前進(jìn)行噴淋設(shè)施的檢查，以免反應(yīng)過(guò)程中聚氯乙烯糊壁。同時(shí)，嚴(yán)格依據(jù)規(guī)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行汽提、干燥操作，以免錯(cuò)誤操作影響最終的產(chǎn)品質(zhì)量；嚴(yán)控其雜質(zhì)指標(biāo)，以免雜質(zhì)過(guò)多，導(dǎo)致聚氯乙烯產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題?？傊瑸榱吮ＷC聚氯乙烯生產(chǎn)質(zhì)量，工作人員應(yīng)嚴(yán)格把控每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并著重管控關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從而盡可能地減少質(zhì)量問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

影響聚氯乙烯質(zhì)量的因素非常多。若想真正消除這些不良因素的影響，聚氯乙烯工藝設(shè)計(jì)人員、生產(chǎn)人員就要積極合作，對(duì)聚氯乙烯的原材料、工藝流程等進(jìn)行嚴(yán)格把控。尤其要嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行聚氯乙烯生產(chǎn)流程的管控。

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[3] 郭建榮.探析聚氯乙烯質(zhì)量的影響因素與控制措施[J].智能城市，2019，5（11）：191-192.

Exploration on influencing factors and control methods of PVC quality

Fan Shengbo

（Heilongjiang Xintai Petrochemical Co. Ltd.， Qiqihar 161033， China）

Abstract：In order to ensure the production quality of PVC and eliminate the influence of adverse factors， the influencing factors and control methods of PVC quality were studied. First， the characteristics that the melting point of PVC is not fixed， the mechanical properties are good， the electrical properties are excellent， and the corrosion resistance is strong are analyzed. Then， the water quality factors， emission factors and initiator factors affecting the quality of PVC are described in detail combined with examples. Finally， some methods are put forward to eliminate the influence of these adverse factors and control the quality of PVC production.

Key words：PVC quality； influencing factors； control methods