气固相法原料PVC对CPVC氯含量和质量的影响

王军军

（青海盐湖海纳化工有限公司，青海西宁811600）

气固相法原料PVC对CPVC氯含量和质量的影响

王军军

（青海盐湖海纳化工有限公司，青海西宁811600）

选用2种悬浮法SPVC及2种本体法MPVC，分别以它们为原料气固相法生产CPVC，根据其氯含量和后期加工的市场反馈，原料PVC颗粒特性表征及SEM观察其颗粒外貌形态，分析了选用的4种原料分别对CPVC含氯量和质量的影响。

气固相法；颗粒特性；SEM；氯含量

青海盐湖海纳化工有限公司一体化项目引进法国阿科玛公司的技术包：SPVC 20.5万t/a，EPVC 3.5万t/a，CPVC 0.5万t/a；CPVC采用气固相法生产工艺，选用阿科玛悬浮法技术生产的SG5型和SG8型为原料，生产1067型、8067型CPVC树脂。

CPVC由PVC经氯化改性制得。相同氯含量的CPVC树脂由于PVC树脂的结构或氯化工艺不同，其性能差异很大，主要表现在树脂的理化性能及加工性能上的差别。作为CPVC生产原料的PVC树脂，其质量、性能直接影响到CPVC树脂的分子结构和性能，特别是树脂的初期着色性、热稳定性、加工性、维卡软化温度等。由于氯乙烯单体生产方法及聚合方法存在多样性，采用不同工艺生产的PVC树脂，即使K值（即聚合度）相同，其分子结构和性能因制备工艺的不同也会产生一定的差异[1]。

无论具体工艺条件有何差别，氯气分子在PVC树脂颗粒中的扩散速度都是决定氯化反应速率和产品质量的重要因素。氯气分子在PVC树脂颗粒中扩散由外向内可分为3个阶段：第一阶段，氯气分子从PVC树脂皮膜薄层或皮膜破裂处进入颗粒内部空隙；第二阶段，进入颗粒内部的氯气分子沿着颗粒内部通畅的空隙不断向颗粒深处扩散，并接触到包围空隙的初级粒子和初级粒子聚结体表面，第三阶段，PVC树脂颗粒内表面的氯气分子向初级粒子及聚结体内部扩散[2]。

这就要求氯化用PVC树脂的结构应尽可能疏松，以利于氯化反应；PVC树脂的皮膜应尽可能薄，以利于深度氯化，避免因表面氯含量高，而造成产品流动性差、黏度大、加工困难。

1 原料颗粒特性表征

选用了该公司和市场上的2种悬浮法生产的PVC，2种本体法生产的PVC为试验对象，其中SG5为该公司生产的PVC，S65为厂家1悬浮法生产 PVC，B65C为厂家 2本体法生产的 MPVC，RB1130S为厂家3本体法生产的MPVC。对其全分析见表1。

表1 各厂家PVC的颗粒特性比较

由表1可以看出：（1）4种PVC黏数相差不大，都在5型树脂指标范围之内；（2）从表观密度可以看出悬浮法生产的两种PVC皆为疏松性PVC。可以作为生产CPVC的原料；（3）其中本体法的2种PVC“鱼眼”数都偏高。

2 PVC原料外貌形态分析

扫描电子显微镜（SEM）的最大特点是有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构，特别适合表面形态的研究，它的放大倍数范围广，从几十倍到几十万倍，几乎涵盖了光学显微镜和TEM的范围，是研究固体材料表面三维结构形态的有效工具，成为高分子常用的表面形貌剖析手段，采用SEM比较海纳SG5、厂家1的S65及厂家3的RB1130S 3种PVC在颗粒形态的差异，分别见图1、图2、图3。

图1 海纳SG5型PVC

图2 厂家1S65

图3 厂家3RB1130S

（1）本体法生产的MPVC树脂颗粒外没有皮膜覆盖，从外表就可以清楚地看到圆球状的初级粒子或初级粒子凝聚而成的聚集体，这些颗粒并不是紧密堆积在一起，颗粒之间存在一定空隙。这种结构使在氯化反应时氯气分子相对容易进入其颗粒内部空隙，不断向颗粒深处扩散；从外貌形态来看，本体法生产的MPVC具有生产CPVC的先天优势。

（2）悬浮法生产的PVC明显看出包裹着一层皮膜，其中S65C树脂的皮膜不连续，氯化时可以通过皮膜破裂处进入颗粒，相对有利于氯气进入颗粒内部。

3 气固相法氯化的CPVC含量和市场反馈说明

4种PVC氯化后的CPVC氯含量及市场反馈见表2。

表2 氯化后CPVC氯含量及市场反馈

其中以SG5、S65、RB1130S 3种为原料生产的CPVC氯含量都能达到67%，而B65C氯化后CPVC的氯含量为60.1%，经与厂家2沟通和分析，其在生产B65C的过程中添加了一种稳定剂，这种助剂严重影响氯化反应，最终影响CPVC的氯含量。因此在CPVC原料的生产过程中稳定剂的添加和终止剂的选用一定要适当，这样可以减少对氯化反应的影响。该公司SG5 PVC虽然氯化后氯含量能到达67%，维卡软化温度都大于110℃；但CPVC热稳定性稍差，质量较差，这与其颗粒形态有很大的关系，由于皮膜包裹，在氯化时其表面氯化程度较高，而颗粒内部未氯化程度不完全，不能深度氯化，对后期加工造成一定的困难，并且影响其产品质量。

4 结论

通过以上图片及数据分析可得出以下结论。

（1）从外观形貌来看，MPVC具有无皮膜，孔隙率较高，容易深度氯化，其作为生产CPVC的原料具有先天优势，可以在MPVC生产的基础上改善它的颗粒形态，比如减少其“鱼眼”数，从而得到完全适合氯化的专用PVC树脂。

（2）在作为氯化的PVC树脂的生产中，如果选择添加某些助剂时，这些助剂不能对氯化反应有很大影响。否则氯化后CPVC的氯含量上不去，影响CPVC的质量。

（3）悬浮法和本体法生产的PVC只要满足一定的条件，氯化后CPVC氯含量都能达到67%，但是产品质量会存在一定差异。

[1]邴涓林，黄志明，聚氯乙烯工艺技术.北京：化学工业出版社，2007.12；525-526.

[2]杨秀岭，韩正.氯化专用聚氯乙烯树脂颗粒特性的研究.2010年全国聚氯乙烯行业技术年会论文集.2010：141-142.

Effect of raw material PVC on chlorine content and quality of CPVC by gas solid method

WANG Jun-jun

(Qinghai Saline Lake Haina Chemical Co.,Ltd.,Xining 811600，China)

Two suspension methods SPVC and two kinds of bulk MPVC were used as raw materials to produce CPVC by gas solid phase method.According to the chlorine content and the market feedback of the later processing,the characteristics of PVC particles and the morphology of particles were observed by SEM,and the selected four raw materials were analyzed.

gas-solid phase method;particle characteristics;SEM;chlorine content

TQ325.3

B

1009－1785(2017)11-0017-02

2016-08-10