Mètodes de polimerització de PVC

El PVC es prepara per polimerització per addició de radicals lliures. Els mètodes de polimerització inclouen principalment la polimerització en suspensió, la polimerització en locions i la polimerització a granel. La polimerització en suspensió és el mètode principal, que representa al voltant del 80 per cent de la producció total de PVC. Afegiu aigua pura, monòmer VCM liquat i dispersant al reactor, i després afegiu iniciador i altres additius. Quan la temperatura augmenta a una temperatura determinada, el monòmer de VCM experimenta una polimerització de radicals lliures per generar partícules de PVC. L'agitació contínua fa que la mida de la partícula sigui uniforme i les partícules generades queden suspeses a l'aigua. A més, el mètode de microsuspensió també s'utilitza per produir resina de pasta de PVC, que té un bon rendiment i propietats de formació de pasta.
① Mètode de polimerització en suspensió: el monòmer es suspèn i es dispersa en la fase aquosa en forma de microgotes, i l'iniciador soluble en oli seleccionat es dissol al monòmer. La reacció de polimerització es porta a terme en aquestes microgotes. La calor de la reacció de polimerització és absorbida a temps per l'aigua. Per tal d'assegurar que aquestes microgotes es dispersen a l'aigua com a perles, cal afegir estabilitzadors de suspensió, com ara gelatina, alcohol polivinílic, metil cel·lulosa, hidroxietil cel·lulosa, etc. Els peròxids orgànics i els compostos azoics s'utilitzen principalment com a iniciadors, com ara el peroxidicarbonat de diisopropil, el peroxidicarbonat de diciclohexil, el peroxidicarbonat de dietilhexil, l'azodiisobentronitril, l'azodiisobutironitril, etc. La polimerització es realitza en un polimeritzador amb agitador. Després de la polimerització, els materials flueixen al dipòsit de recuperació de monòmers o al separador per a la recuperació de monòmers. A continuació, flueix a la tetera de mescla, es renta amb aigua, es centrifuga per a la deshidratació i s'asseca per obtenir la resina acabada. El monòmer de clorur de vinil s'ha d'eliminar de la resina tant com sigui possible. Per al PVC utilitzat per envasar aliments, el contingut de monòmer lliure s'ha de controlar per sota d'1 ppm. Durant la polimerització, per tal d'assegurar que s'obté la resina amb el pes molecular especificat i el rang de distribució del pes molecular i evitar la polimerització per explosió, s'ha de controlar la temperatura i la pressió durant la polimerització. La mida de les partícules i la distribució de la mida de les partícules de la resina estan controlades per la velocitat d'agitació i la selecció i quantitat d'estabilitzador de suspensió. La qualitat de la resina es caracteritza per la mida de les partícules i la distribució de la mida de les partícules, el pes molecular i la distribució del pes molecular, la densitat aparent, la porositat, l'ull de peix, l'estabilitat tèrmica, el color, el contingut d'impureses i el flux lliure de pols. El reactor de polimerització és l'equip principal, que està fet d'un reactor d'acer revestit d'acer inoxidable o esmalt, equipat amb agitador i jaqueta de transferència de calor per al control de la temperatura, o tub de drenatge de refrigeració interna, condensador de reflux, etc. Per reduir el cost de producció, el volum del reactor s'ha ampliat gradualment de diversos metres cúbics a més de deu metres cúbics, i el volum màxim ha arribat als 200 metres cúbics (reactor de bullidor). El polimeritzador s'ha de descalcificar després d'un ús múltiple. El PVC preparat amb alcohol polivinílic i èter de cel·lulosa com a estabilitzador de suspensió és generalment solt, amb molts porus, gran superfície i plastificant i plastificant fàcil d'absorbir.
② Polimerització de locions: el primer mètode per a la producció industrial de PVC. En la polimerització de locions, a més de l'aigua i el monòmer de clorur de vinil, s'afegeixen tensioactius com l'alquil sulfonat de sodi com a emulsionants per dispersar el monòmer en la fase aquosa per formar una loció. El persulfat de potassi o el persulfat d'amoni solubles en aigua s'utilitzen com a iniciadors, i també es pot utilitzar un sistema d'iniciador de "reducció d'oxidació". El procés de polimerització i el mètode de suspensió són diferents. També s'afegeix alcohol polivinílic com a estabilitzador d'emulsió, dodecil mercaptà com a regulador i bicarbonat de sodi com a tampó. Hi ha tres mètodes de polimerització: polimerització per lots, polimerització semi-continua i polimerització contínua. El producte de polimerització és l'emulsió i la mida de partícula de la loció és 0.05-2 μ m. Es pot aplicar directament o assecar-se per polvorització per formar resina en pols. El mètode de polimerització de locions té un cicle de polimerització curt i és fàcil de controlar. La resina obtinguda té un pes molecular elevat i un grau uniforme de polimerització. És apte per fer pasta de PVC, cuir artificial o productes impregnats. La fórmula de polimerització de locions és complexa i el contingut d'impureses del producte és elevat.
③ Polimerització a granel: la unitat de polimerització és especial, composta principalment per bullidor de prepolimerització vertical i bullidor de polimerització horitzontal amb agitador de marc. La polimerització es realitza en dues etapes. El monòmer i l'iniciador es prepolimereixen durant 1 h al reactor de prepolímer per generar partícules de llavors. En aquest moment, la taxa de conversió arriba al 8% ~ 10% i després flueix al segon reactor de polimerització, on s'afegeix la mateixa quantitat de monòmer que el prepolímer per continuar la polimerització. Quan la taxa de conversió arriba al 85 per cent ~ 90 per cent, el monòmer residual es descarrega i, a continuació, s'obté el producte acabat per trituració i tamisat. La mida i la forma de les partícules de la resina estan controlades per la velocitat d'agitació, i la calor de reacció es produeix per la condensació de reflux del monòmer. El procés de producció d'aquest mètode és senzill, la qualitat del producte és bona i el cost de producció és baix.