PVA平均聚合度的优化控制方法及其生产应用

刘志超（中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司，宁夏 750411）

PVA平均聚合度的优化控制方法及其生产应用

刘志超（中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司，宁夏 750411）

在PVA反应过程中，根据聚合反应的工艺及反应基本特点，在结合大量数据基础上，寻找影响平均聚合度的相关因素，进而在相关影响因素中研究探索如何优化其平均聚合度。结合大量实际与理论基础，从而找出生产中各因素对PVA平均聚合度影响的规律，并探讨其实际生产应用方向

PVA平均聚合度;优化;应用

PVA的生产方式有石油乙烯法、天然气乙炔法和电石乙炔法。PVA具有无色、无毒、无腐蚀性的特点，并且作为生物可降解的水溶性高分子聚合物被广泛运用与各种生产生活中。在工业上，根据其良好的绝缘性和热稳定性等常作为纺织原料、涂料、粘合剂等应用于工业领域。其应用范围的广泛，甚至涉及食品、医学、工业等各个领域。近年来随着对其应用范围的逐渐扩大，市场上各商家为满足市场竞争需求，在PVA开发上加大力度，研发了更多相关产品。这些相关产品根据其化学分子的平均聚合度不同从而改变产品相应的性质和状态。所以说，在生产过程中PVA的平均聚合度的优化与控制，是影响其生产的主要因素。

1 PVA平均聚合度的优化控制方法

1.1 优化生产装置，确定反应机理

在PVA生产过程中，其反应机理是以醋酸乙烯为主要原料，并加甲醇为溶剂，在偶氮二异丁腈的催化下产生相应的化学反应，从而形成工业生产中相关的化学化工产品。在相关反应中，甲醇溶剂的配比量会对反映产生很大的影响。过高的甲醇溶液会使PVA聚合度降低。经过实践证明19.5%的甲醇配比度最适合其反应的发生。基于本反应的放热原理，在发生反应装置中为确保反应平稳的进行，采取冷凝的办法吸收反应放出的热量。在聚合反应过程中又采取夹层温水保温办法确保聚合反应的顺利进行。

1.2 影响PVA的平均聚合度因素

在PVA的生产过程中，由于其属于化学反应，生产过程中的任何环境因素及反应物的比例浓度都会影响反应的发生。据研究表明在PVA平均聚合度影响因素中，聚合率、甲醇比例、醋酸乙烯的活性及其中含有的杂质等都会对反应的平均聚合度产生极大的影响。除此之外反应发生时的外界因素，如温度、反应物的量、相关步骤停留的时间等也会使反映的平均聚合度产生很大的变化。在实际生产中，结合大量数据我们发现，甲醇钠溶剂的浓度和聚合率是影响其平均聚合度的关键因素，随着对PVA相关产品的研发生产，对其反应的平均聚合度控制也随之增加，主要是甲醇聚合率成为了控制PVA平均聚合度的核心问题。

1.3 甲醇配比浓度与聚合率对PVA平均聚合率优化的影响

在大规模的工业生产中，相应的产品的研发与生产主要是依据甲醇的配比浓度与聚合率的调节来实现的，通过对甲醇溶液浓度的调整，从而生产出不同聚合度的PVA产品。但是在相应的实际生产中，过低的甲醇浓度和较高的粘度会使物料的输送产生困难从而发生安全事故，存在安全隐患。

2 PVA优化控制措施在生产中的应用

2.1 相关理论关系式在PVA优化生产中的应用

根据相关理论研究公式，及相关的数学推导表明，在甲醇溶液的聚合率不变的情况下，其配比为17%时聚合度最优，每提高1%，聚合度将会下降62.3。当聚合率为63%时每提高1%的聚合率，相关聚合度就下降14。在实际生产中对相关数据记录表明，在甲醇的配比与聚合率变化的时候，在高聚合度的产品生产过程中受其影响较大，但是在低聚合度的产品生产中，其相关配比与聚合率的影响较小。上述理论依据与实际生产中的相关数据相吻合，说明此理论研究可以作为实际生产中的理论依据。

2.2 催化剂及反应时间等因素的控制对其生产优化的应用

将相关因素逐一确定，仅产生一个变量的情况下对相关反应进行研究可知。催化剂的计量，反应时间的长短及甲醇配比都会对反应聚合率产生影响。反应中适量的催化剂的添加有助于缩短反应时间，增多聚合反应的活动性中心，提高相应的反应速率，但是会使平均聚合度下降。而反应时间的控制也是影响相关PVA产品平均聚合度的一大因素，虽然透过外界干扰，如催化剂的使用、甲醇配比度的变化都可以在确保平均聚合度的情况下缩短反应时间，但此种做法会增加高聚合度及低聚合度的比例分配差异。根据相关理论，及大量的实践表明，关于聚合率的变动及反应催化剂的添加比例都可根据理论依据而改变，并且在聚合时间不变的情况下，提高平均聚合率，缩短高聚合率与低聚合率之间的极差，从而更好地控制PVA相关产品的研发与生产。

3 结语

随着社会的发展以及社会对PVA及相关产品的需求PVA的生产及相关产品的研发受到了越来越多人们的关注。本文借鉴相关理论推导及大量的实际生产数据，总结了在PVA及相关产品研发过程中，影响其平均聚合度的相关因素，如甲醇溶液、反应时间、反应催化剂等因素对反应生成时的影响。且根据相关因素的影响，探究了在相关产品生产时，如何控制各种因素的变化，从而提高PVA平均聚合率，进一步促进不同聚合度的PVA相关产品的研发与生产。

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