A PVC polimerizációs módszerei

A PVC-t szabad gyökös addíciós polimerizációval állítják elő. A polimerizációs eljárások főként szuszpenziós polimerizációt, lotion polimerizációt és ömlesztett polimerizációt foglalnak magukban. A szuszpenziós polimerizáció a fő módszer, amely a PVC teljes kibocsátásának körülbelül 80 százalékát teszi ki. Adjon hozzá tiszta vizet, cseppfolyósított VCM monomert és diszpergálószert a reaktorba, majd adjon hozzá iniciátort és egyéb adalékokat. Amikor a hőmérséklet egy bizonyos hőmérsékletre emelkedik, a VCM monomer szabad gyökös polimerizáción megy keresztül, hogy PVC-részecskéket hozzon létre. A folyamatos keverés egyenletessé teszi a szemcseméretet, és a keletkezett részecskék vízben szuszpendálódnak. Ezenkívül a mikro szuszpenziós módszert PVC pasztagyanta előállítására is használják, amely jó teljesítményű és pasztaképző tulajdonságokkal rendelkezik.
① Szuszpenziós polimerizációs módszer: a monomert a vizes fázisban mikrocseppek formájában szuszpendáljuk és diszpergáljuk, és a kiválasztott olajban oldódó iniciátort feloldjuk a monomerben. A polimerizációs reakció ezekben a mikrocseppekben megy végbe. A polimerizációs reakció hőjét a víz időben elnyeli. Annak érdekében, hogy ezek a mikrocseppek gyöngyként diszpergálódjanak a vízben, szuszpenzióstabilizátorokat, például zselatint, polivinil-alkoholt, metil-cellulózt, hidroxi-etil-cellulózt stb. kell hozzáadni. Iniciátorként leggyakrabban szerves peroxidokat és azovegyületeket használnak, például diizopropil-peroxidikarbonátot, diciklohexil-peroxidikarbonátot, dietil-hexil-peroxidikarbonátot, azodiizobentronitrilt, azodiizobutironitrilt stb. A polimerizálás polimerizáló berendezésben, keverővel történik. A polimerizáció után az anyagok a monomer-visszanyerő tartályba vagy a sztripperbe áramlanak a monomer visszanyerésére. Ezután a keverőedénybe folyik, vízzel mossuk, dehidratálásra centrifugáljuk, majd szárítjuk, így kész gyantát kapunk. A vinil-klorid monomert amennyire csak lehetséges, el kell távolítani a gyantáról. Az élelmiszer-csomagoláshoz használt PVC esetében a szabad monomer tartalmát 1 ppm alá kell szabályozni. A polimerizáció során a meghatározott molekulatömegű és molekulatömeg-eloszlási tartományú gyanta elérése és a robbanásos polimerizáció megelőzése érdekében a polimerizáció során a hőmérsékletet és a nyomást ellenőrizni kell. A gyanta részecskeméretét és szemcseméret-eloszlását a keverési sebesség, valamint a szuszpenzióstabilizátor kiválasztása és mennyisége szabályozza. A gyanta minőségét a részecskeméret és a részecskeméret-eloszlás, a molekulatömeg és a molekulatömeg-eloszlás, a látszólagos sűrűség, a porozitás, a halszem, a hőstabilitás, a szín, a szennyeződéstartalom és a por szabad áramlása jellemzi. A polimerizációs reaktor a fő berendezés, amely rozsdamentes acél vagy zománcozott acél reaktorból készül, keverővel és hőátadó köpennyel a hőmérséklet szabályozására, vagy belső hűtő lefolyócsővel, reflux kondenzátorral stb. A gyártási költségek csökkentése érdekében a reaktor térfogata több köbméterről fokozatosan több mint tíz köbméterre bővült, a maximális térfogat pedig elérte a 200 köbmétert (bográcsreaktor). A polimerizálót többszöri használat után vízkőmentesíteni kell. A polivinil-alkohollal és cellulóz-éterrel mint szuszpenzióstabilizátorral előállított PVC általában laza, sok pórusú, nagy felületű, könnyen felszívódó lágyító és lágyítószer.
② Lotion polimerizáció: a PVC ipari előállításának legkorábbi módszere. Az ápolószeres polimerizáció során a víz és a vinil-klorid monomer mellett felületaktív anyagokat, például nátrium-alkil-szulfonátot is adnak emulgeálószerként, hogy a monomert a vizes fázisban diszpergálják, és lotiont képezzenek. Iniciátorként vízben oldódó kálium-perszulfátot vagy ammónium-perszulfátot használnak, valamint "oxidációs redukciós" iniciátorrendszert is alkalmazhatunk. A polimerizációs eljárás és a szuszpenziós módszer eltérő. Emulzióstabilizátorként polivinil-alkoholt, szabályozóként dodecil-merkaptánt és pufferként nátrium-hidrogén-karbonátot is adnak hozzá. Három polimerizációs módszer létezik: szakaszos polimerizáció, félfolyamatos polimerizáció és folyamatos polimerizáció. A polimerizációs termék emulzió, a lotion szemcsemérete 0.05-2 μm. Közvetlenül felhordható vagy porlasztással szárítható porgyantát képezve. Az ápolószeres polimerizációs módszer rövid polimerizációs ciklussal rendelkezik, és könnyen szabályozható. A kapott gyanta nagy molekulatömegű és egyenletes polimerizációs fokú. Alkalmas PVC paszta, műbőr vagy impregnált termékek készítésére. A lotion polimerizációs képlete összetett, és a termékben magas a szennyeződések tartalma.
③ Tömeges polimerizáció: a polimerizációs egység speciális, főként függőleges előpolimerizációs kannából és vízszintes polimerizációs kannából áll, keretes keverővel. A polimerizációt két lépésben hajtják végre. A monomert és az iniciátort 1 órán át előpolimerizálják a prepolimer reaktorban, hogy oltószemcséket állítsanak elő. Ekkor a konverziós arány eléri a 8-10 százalékot, majd a második polimerizációs reaktorba áramlik, ahol a polimerizáció folytatásához a prepolimerrel azonos mennyiségű monomert adnak hozzá. Amikor a konverziós arány eléri a 85-90 százalékot, a maradék monomer kiürül, majd a készterméket zúzással és szitálással nyerik. A gyanta részecskeméretét és alakját a keverési sebesség szabályozza, a reakcióhőt pedig a monomer visszafolyós kondenzációja hozza ki. Ennek a módszernek a gyártási folyamata egyszerű, a termék minősége jó, és a gyártási költség alacsony.