再聚氯乙烯中的应用

1、再聚氯乙烯中的应用METHOCEL纤维素醚悬浮聚合系统在聚合反应过程中需要采取一种使单体液滴粒度分布稳定化的措施。众所周 知的方法是采用保护胶体作稳定剂，而在聚氯乙在聚氯乙烯悬浮聚合中的应用烯聚合中采用METHOCEL纤维素醚类产品作 稳定剂，则已有多年的历史了。碳水化合物的骨架，骨架上附有许多羟丙基基METHOCEL纤维素醚类产品基本上是由 无水葡萄糖稠环组成的线性聚合物，多稠环形成 团，藉醚键与骨架相连这类产品都是非离子性 的表面活性薄膜形成剂，在聚氯乙烯聚合中用作 悬浮辅助剂时，可以使聚合物的粒度分面均匀， 而且具有吸收增塑剂的性能，因而能使聚氯乙烯 在实用中表现出最佳的性能。尽管各聚合

2、系统具有各自的特点，但调整聚合产 品的性能和制定适当的处理程度仍然具有若干 普遍的规律。本说明书介绍METHOCEL纤维 素醚类产品在聚氯乙烯聚合中的一般应用。如何要择为理C何纤维素合系统选择最理想的 METHOCEL纤维素醚产品，应考虑以下一系列 工艺参数：工艺用水的温度，表面活性剂的使用， 所制务的聚合物产品的类型（均聚物或共聚物）， 以及聚合系统的特性。目前，在聚氯乙烯的聚合 反应中应用两种化学型的METHOCEL纤维素 醚产品：METHOCEL A产品（甲基纤维素醚聚 合物）和METHOCEL E，F及K产品（羟丙基 甲基纤维素聚合物）。METHOCEL纤维素产品，例如METHOCEL

3、 A15, METHOCEL K35 和 K100 等。工艺温度在选用时，应首先考虑METHOCEL F501纤 维素醚，因为它全面地综合了纤维素醚各种性 能。当然，还有其他在实用中证明有效的=i较高时，往往采用METHOCEL”K”纤维素醚为 宜。如所制造之聚氯乙烯树脂严格要求吸收增塑 剂的性能，则应选用METHOCEL”E”纤维素醚。途。在制造符合美国食品及药物行政管理局要求 的产品时，或者在某些对产品纯度要求很高的情 况下，便必须采用METHOCEL纤维素醚的高 级产品，如聚氯乙烯树脂产品是用于电线、电缆 等的时候，也应考虑采用METHOCEL的高级 产品。聚氯乙烯树脂通常仅用来间接包装

4、食品， 标准的METHOCEL纤维素醚产品适合此类用1注：2%溶液的粘度为50厘泊。粘度值后面的字母”C”或”M”表示”百”或“千”。影响工翎何种确定METHOCEL纤维素醚的用量?使METHOCEL纤维素醚发挥最佳效果的用 量，随设备规格、搅拌程度、聚合系统的化学性 质以及所要求的粒度范围的不同而异。大批制造i=j聚氯乙烯时METHOCEL纤维素醚的用量通常在单体重量的0.05%和0.1%之前。表一列出了 各种纤维素用量。经验表明，小型设备需用更多l=Jw的保护胶体，因而表中的数据应根据具体的设备和聚合加料量适当地予以修正。表一：各种反应器采用的METHOCEL纤维素 醚用量百分比|反应器容

5、量（加 搅拌器转速（转|建议纤维素醚 仑）/分钟）用量（）4/21 一 A1501700.20.312150 1700.20.320SA150170 0.150.18 n no501500.08 n an5001200.06 c 30001200.05加料顺了最有效地控制聚合物的粒度，应在加入 单体之前先加入水和METHOCEL纤维素醚溶 液。这种做法有以下几种实用上的原因：如果先加入单体，则由于单体造成的高蒸汽压，将使接着加入和搅拌METHOCEL纤维素溶液发生困难;二.一用水预先润湿反应器壁可以减少树脂 粘积在壁痕上；在加入水和METHOCEL纤维素醚之前 加入单体，生成的聚合物粗粒子较多

6、。应器的原料中含有表面活性剂时，加料的顺度 会影响最终产品的性能。这可能是由于表面活性 剂与METHOCEL纤维素醚产品相互作用，同 时由于保护胶体和表面活性剂争相吸收单体液 滴所致。在聚合过程中加入金属盐时，情况更为复杂，还会产生其他的相互作用，而这些相互作用对加 料的先后顺序非常敏感。在这种情况下，需要制定加料的最佳顺度，而且在各操作工序之前必须保证充分的时间，使反应达到平衡。这种系统对 操作顺序的变动非常敏感。迟延加入反应物料会大大影响树脂颗粒的粒度分布。MOCTtfOCEt各种表维素醚类产品能与各种表面活性剂必生不同程度的综合。苯酚、间苯二酚、鞣酸等羟本苯结构物的表面活性剂能与一些 M

7、ETHOCEL纤维素醚类产品相互作用，生成络 合度特强的络合物。在含METHOCEL纤维素醚类产品的系统中 采用表面活性剂时，如果发生不正常的结果，应 考虑是否由于络合物的形成所致。l=j观测只含有该METHOCEL纤维素醚和表面 活性剂的水溶液粘度的变化，不难检测出络合物 的形成。在聚合反应物料中加入 METHOCEL 纤维素醚浓度很低；因此，即使形成络合物的 METHOCEL纤维素醚耗量非常小，也会造成很 大的影响。各METHOCEL纤维素醚类产品与一种指定 的表面活性剂形成络合物的程度各有不同。通常 每种表面活性剂总有一种最合适的 METHOCEL纤维素醚。类型的表面活性剂之用，并非表示

8、各聚氯乙烯悬图一列出一些典型的表面活性剂以及它们加 入不同牌号的METHOCEL纤维素醚溶液时， 对于粘度的影响。用以进行对比的溶液的原有粘 度为200厘泊。加入表面活性剂和1%的 METHOCEL纤维素醚。此图仅供对比不同化学4 口 产品浮聚合系统非采用图中所列的表面活性不可。 图一：各种表面活性剂对METHOCEL制造厂家 SANTOMERSE 85-b SPAN-0TEEPOL-610 TRITON X-400 ULTRAWET DUPONAL WAQ孟山杜美国ICI公司壳牌化学公司-Rohmr&fiaar司ARCO化学公司 杜帮公司纤维素醚溶液粘度的影响化学名称线性苯磺酸脂 脂酸山梨糖

9、 醇酐二次磺酸烷基 钠硬脂酰二甲基 苯甲基氯化铉 磺酸线性烷基硫酸月桂基钠METHOCEL维素醚溶液粘 度增量 （牌号）i=j=1A3845104E 4317 100-52701241497105-1841092080169溶解H技巧纤维素醚溶液的制备:3671584551122149279858132168107180鉴于METHOCEL纤维素醚在反应器物料 中所占的份量非常小，因此份量稍微有一点变更 就会影响聚氯乙烯粒子大小的分布。为使这种变 更减到最小程度，通常最好将METOHCEL纤 维素醚以储备溶液形成经过称量加入反应器中。i=j|三三1i=jLeej操作程序应包括有关METHOCE

10、L纤维素醚溶液最终温度的测定和记录的说明，以确保溶解作用完全彻底。图二中的METHOCEL纤维素醚热浆冷却 曲线可以看出，为保证纤维素醚的完全溶解，则 需要充分的冷却。该曲线根据高粘度（4000厘 泊）METHOCEL F4M纤维素醚浆液绘制以强 调冷却对粘度的影响。图二：2%METHOCEL F4M纤维素醚浆液的冷 却曲线溶解为保证产品的纯备性，制备METHOCEL纤维素酹溶液时应采用不锈材料制成的或涂有防实践证明，要溶解粉状METHOCEL纤维素 酹类产品，每1000加仑溶液使用6匹马力便绰绰有余。制备METHOCEL纤维素醚溶液的一个有效 程序，首先是在 3500加仑带夹套的搪玻璃i=j

11、加入METHOCEL纤维素酪继续搅拌45分钟， ”A”型 METHOCEL纤维素醚的冷却温度须低至510C(4150 F)却温度须低至25C(77 F)锈涂料的设备。实践证明，304号不锈钢、镍、 HERESITE合成树脂涂料和搪瓷等均可作为制 造设备的材料。Pfaudler釜中进行的，搅拌转速为标准的80 90转/分。从85C(185 F)的去离子水量中取 实际需用量的一半，加进Pfaudler釜中，然后11边搅拌边加入另一半去离子水。冷却水在夹套中循环，直至釜中的温度降低 到足以使METHOCEL纤维素酹完全溶解之时 为止。不同品种的纤维素醚产品各有其完全溶解 所需的不同冷却温度。“E”型

12、 METHOCEL纤维素酹的冷却温 度须低至20C(68 F)“F”和” K”型METHOCEL纤维素醍的冷METHOCEL纤维素醵溶液流过Sharples离径1-1/2英寸并带有机械密封的Sherzer泵。心机(M-312H-16 )并进入内壁涂有Heresite涂 料的6英尺X20英尺储罐；此后就在储罐与反 应器加料站之间不断循环。循环过程采用出口直POLYMERPROCESSING-STOCKSOLUTIONPREPARATION JACKETED 3500GAL(SHERZER PUMP 1/2OUTLET( M-312H-16 SHARPLESCENTRIFUGEPFAUDLER 8

13、0-90rpm) 早 MECHANICAL SEAL) 13200G，S)6-20 FT HERESITE LINED TANK)(CIRCULATION LOOP) (500 LB SCALES)在加料站，METHOCEL纤维素醚溶液按需要进行计量，倒入镍质桶中，再藉真空抽进反应i=j器中。(TO REACTRO FEED LINE)中对所用的METHOCEL纤维素醚溶液进行净METHOCEL纤维素醚溶液的净化 某些产品级的聚氯乙烯树脂要求在制造过程化，以除去难免出现的微量纤维和凝胶，鉴于需 要祛除的物质的比重和溶液本身的比重差别很 小，因此采用能生产10000至12000克力的离心 机就能

14、最好地解决问题。净化的难易程度与METHOCEL纤维素醚溶 液的浓度及粘度成反比。我们建议最大浓度采用2%R固体量，最大粘度采用100厘泊，这样才易于净化。下列离心机可以满足实用上的要求:11Westfalia Desludger Samn 5 型离心机Sharpies M-312H-16型超级离心机用沉淀法进行净化并不经济，一来沉淀时间长 (35),二来沉淀法对微小的对流非常敏感。质量聚氯乙烯聚合反应中的METHOCEL纤维素 醚使用量以百万分之几计算，因此需要对加入反 应器中的纤维素醚量很好地加以控制。11METHOCEL纤维素醚溶液的制备程序也必须认真地加以标准化。必须记录最终温度以确保

15、结 果的可重复性。备好的溶液应采用重量蒸馏试验或比色试 验法(蒽酮，二苯胺)进行鉴定。然后，鉴于METHOCEL纤维素醚溶液实际 浓度可能产生波动，对加入反应器中的溶液量， 应适当调整。聚合和METHOCEL纤维素醚溶液的制备都 应采用软水或软水等效品。采用冷凝水时，应防 止起始温度波动。溶液STHOCEL纤维素醚溶液对微生物侵蚀的抵抗力强。采用软水并保持适当的卫生环境应该可以避免溶液储存过程中产生的一般问题。多年 来，METHOCEL纤维素醚类产品在聚氯乙烯的生产作业中大量使用，在储存方面发生事故的情况历来非常之少。影响聚聚合物的粒度控制要使县浮聚合获得良好的结果，必须妥善地均 衡影响聚合物

16、产品粒度的各项因素，才能取得粒 度良好的聚合物。在聚合过程中显然需要良好的拌作用、METHOCEL纤维素醚用量和反应器大搅拌，而搅拌效果的好坏又受反应器中挡板形式 的影响。表一中列出了从实践经验总结出来的搅加入单体的速度不应太慢，加入的时间也不应小规格之间的相互关系。搅拌速度低于良好操作 过程所要求的转速时，会使聚合物的粒度变粗。迟延。=i使用METHOCEL纤维素醚的系统对可溶性METHOCEL纤维素醚的用量影响聚合物的 粒度分布。前面已经论述过纤维素醚用量与搅拌 的相互关系。在聚合过程中，不加表面活性剂和 其他盐类时，增加METHOCEL纤维素醚的浓 度会使聚合物的粒度分布向较细的方向发展。提 高METHOCEL纤维素醚的粘度会得出较粗的 聚合物。所有这些事实正好说明，为什么长期以 来在聚氯乙烯的生产工艺中，总是采用低粘度的 METHOCEL纤维素醚类产品。受铁质的污染。铁盐类杂质非常敏感。在某些情况下，反应器中 含有百万分之二的铁质都会使聚合物粒子变得 特粗。因此，水、单体和其他原料中都应尽量不|三微量金属杂质会给氯乙烯的悬浮聚合带来一系 列问题。主要问题有：聚合物将聚集在反应壁上，从而降低器壁 热传导的效能并污染聚合物成品。二对悬浮剂有不利的影响，增加粗糙的不合 规格的产品。加入百万分之五百至百万分之一千的 VERSENE100螯合剂，或加入百