聚氯乙烯樹脂的聚合方法

　　氯乙烯單體的聚合有四種基本方法：

　　1、懸浮聚合：采用水作為連續(xù)相，借助于懸浮劑將氯乙烯單體分散在水中進(jìn)行聚合，所得聚合物的粒徑較大，制造成本較低，過程易于控制，成品樹脂中懸浮劑的含量較低。

　　2、乳液聚合：氯乙烯單體借助于乳化劑分散在水中進(jìn)行聚合，乳液可在使用過程中凝結(jié)和干燥，也可經(jīng)噴霧千燥得糊狀樹脂，粒徑極細(xì)的乳液也可用作漆液。同懸浮聚合一樣，存在連續(xù)水相，可以有效地排除聚合熱。缺點是制造成本高，成品樹脂中乳化劑含量高。

　　3、本體聚合：氯乙烯單體在沒有稀釋劑存在下進(jìn)行聚合。主要優(yōu)點是產(chǎn)品中不含懸浮劑和乳化劑，因此純度較高，不存在水和溶劑，干燥簡單，但反應(yīng)速率的控制和聚合熱的排除較困難。

　　4、溶液聚合：在含有氯乙烯單體的溶液中進(jìn)行聚合，聚合物不溶于溶劑，而在聚合過程中沉淀，易于分離和干燥。這樣的體系也便于熱傳遞。成品樹脂中不含有乳化劑和懸浮劑，所以雜質(zhì)含量低。這個方法主要用于制造高質(zhì)量的共聚樹脂。主要缺點是產(chǎn)品成本高。

　　目前主要采用懸浮聚合方法生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂，利用這種方法生產(chǎn)的樹脂占聚氯乙烯樹脂總量的80%~90%。

　　與乳液聚合方法比較，懸浮聚合優(yōu)點是：

　　(1) 樹脂中雜質(zhì)含量比乳液聚合法所得樹脂低10倍以上，熱、光穩(wěn)定性好;

　　(2) 作電線絕緣用時，電氣絕緣性比乳液聚合樹脂高10~100倍;

　　(3)作硬質(zhì)制品用，透明度好，耐水性好;

　　(4)懸浮聚合樹脂粒徑為30~150μ，乳液聚合樹脂粒徑為0.2~2.0μ，因為懸浮聚合樹脂粒徑較粗。所以加工時粉塵飛揚少，也有利于粉料擠出和粉料注射成型等加工。

　　此外，懸浮聚合的設(shè)備投資少，設(shè)備利用率高，聚合收率高，催化劑、分散劑等原料消耗小，產(chǎn)品成本低。

　　氯乙烯單體懸浮聚合的生產(chǎn)流程包括聚合、堿處理、離心洗滌、氣流干燥、成品包裝等主要工序。

　　無論乳液聚合或是懸浮聚，在聚合過程中為了將氯乙烯單體均勻地分散于水中，使用了各種添加劑。而這些添加劑難免要包含在制品聚氯乙烯樹脂中，以致影響樹脂的性能。本體聚合正是為彌補這些缺陷而新發(fā)展的方法。在本體聚合中不使用水和其它添加劑，使精制的氯乙烯單體自身聚合，因此雜質(zhì)混入最少，所得聚氯乙烯樹脂的熱穩(wěn)定性好，加工制品的透明性好，吸濕性小，電氣絕緣性高。但是由于設(shè)備和操作上存在問題，所以工業(yè)化比較遲緩，最近幾年由于解決了這些問題，因此氯乙烯本體聚合得到了應(yīng)有的重視和發(fā)展。

　　本體聚合的主要困難是在聚合過程中由于物料狀態(tài)和體積的改變，采用一般的低速攪拌不能充分控制反應(yīng)而便聚合物凝結(jié)，同時聚合過程中劇烈的反應(yīng)熱也就難以通過一般的傳熱和對流方法排除。

　　最近發(fā)展起來的“二段式聚合法”，即在兩個反應(yīng)釜中分二段連續(xù)聚合。第一段在立式釜液態(tài)中進(jìn)行顆粒成型，稱為“預(yù)聚合”;第二段在臥式釜粉末介質(zhì)充分?jǐn)嚢柘逻M(jìn)行聚合，稱為“本聚合”。這樣就解決了本體聚合中物料攪拌和反應(yīng)熱排除的問題，從而能有效地控制聚合物的顆粒結(jié)構(gòu)及反應(yīng)溫度，制得高質(zhì)量的聚氯乙烯樹脂。