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影响PVC绝缘料颗粒成型形状的主要因素

发布于:2016年02月01日 来源:www.szfuhai.com
[摘要]影响PVC绝缘料颗粒成型形状的主要因素 PVC绝缘料,属于热塑性塑胶,有着优良的性能特点,被广泛应用到很多领域。正因此,其制品的颗粒形状要求各不相同。而影响PVC绝缘料颗粒形状的因素有着多方面的因素,包括搅拌、分散剂、转化率、聚合温度以及水油比等等。
影响PVC绝缘料颗粒成型形状的主要因素

     PVC绝缘料,属于热塑性塑胶,有着优良的性能特点,被广泛应用到很多领域。正因此,其制品的颗粒形状要求各不相同。而影响PVC绝缘料颗粒形状的因素有着多方面的因素,包括搅拌、分散剂、转化率、聚合温度以及水油比等等。

搅拌

PVC绝缘料颗粒形态的影响而言,搅拌可以说是主要的表现的方式。增加搅拌强度将使悬浮分散体系内液滴变细, 同时可以让PVC绝缘料平均粒子变小,但搅拌强度过大,又将促使 体系内液滴碰撞聚并,使PVC绝缘料的平均粒径变大。PVC绝缘料平均粒径与搅拌转速的关系曲线呈马鞍形。随着搅拌转速的增加,可以让聚氯乙烯塑胶的孔隙率增加,初级直径变小,吸油率增大。

在实际生产中,要保证使搅拌的单位体积功率, 循环次数,以及能量分布满足生产要求。另一方面可 以通过适当改变搅拌浆叶的角度,浆叶的宽度或直 径等参数满足对PVC绝缘料颗粒特性的要求。

分散剂

分散剂是影响聚气乙烯塑胶颗粒形态的主要因素。而分散剂的保护能力愈强,则所得PVC绝缘料颗粒就越紧密,孔隙率愈小,粒间聚并也 较困难,易形成“单细胞”(亚颗粒)塑胶。

为制得颗粒疏散匀称,粒度分布窄,表观密度合适的PVC绝缘料,单一的分散剂体系很难满足上述要 求,所以往往釆用2种或2种以上的分散复合体系,甚 至可以添加少量的表面活性剂作为辅助分散剂,如 PVA与HPMC的复合分散体系,PVA的醇解度愈高,则 水溶液的表面张力愈大,保护能力加强,而一定浓度 的HPMC就具有很好的分散效果,因此,以高醇解度 (75%?80%)的PVA作主分散剂,复合一定量的HPMC 做为悬浮聚合的分散剂,比较容易制得满足颗粒形态 要求的PVC绝缘料。另外,随选用分散剂的不同,在PVC 塑胶颗粒表面形成的皮膜的情况也不尽相同,皮膜的 连续性、强度、厚度都有差异,而皮膜的性质对PVC树 脂的塑化速度,脱除残留单体的难易均有影响。选用 复合分散剂并控制适当用量,形成半皮膜或无皮膜的PVC绝缘料是生产中的理想目标,这种无膜的塑胶做为 1种新技术的产品,还有许多影响因素。

转化率

要想获得结构疏松的聚氯乙烯塑胶,就要适当 控制转化率。

一方面,在低转化率时,液滴表面有1层分散剂 皮膜,如以PVA为分散剂,随着聚合的进行,PVA保 护膜逐渐变成PVA/PVC接枝共聚物,皮膜黏附愈 来愈牢固。转化率在5%~15%时,液滴有聚并倾向,处于不稳定状态,如转化率高于30%,皮膜强度增 加,聚并减少,渐趋稳定。VCM(密度为0.85 kg/m3) 转变成PVC(密度1.40 kg/m3)时体积收缩,总收缩率 达39%。收缩造成2种情况:一种是保护能力很强,如 明胶,液滴或亚颗粒均匀收缩,最后形成孔隙率很低 的实心球,即所谓的紧密型塑胶;另一种是保护能力 适中,初级粒子聚结成开孔结构的比较疏松的聚结 体,类似海绵结构,到达某一转化率时,海绵结构变 得牢固起来,变成不再活动变形的骨架,其强度足以 抵制收缩力。,最后形成疏松颗粒。

当聚合转化率大于70%时,由于纯单体相消失, 大部分VCM溶胀在聚氯乙烯富相内,其产生的VC分 压将低于VC饱和蒸汽压或釜内的操作压力,继续聚 合,外压将大于内压,颗粒塌陷,表皮折叠起皱、破 裂,新形$的聚氯乙烯塑胶将逐步充满颗粒内和表 面的孔隙:使孔隙率降低,结构致密。

在生产中,一般控制压降0.10 MPa~0.15 MPa, 即转化率在80%?85%时,迅速终止聚合反应。

聚合温度

聚合温?对聚氯乙烯塑胶颗粒形态的影响主要 表现在温度对PVC绝缘料的孔隙率有影响。聚合温度 低,形成的塑胶结构较疏松;高温下聚合制得的PVC绝缘料孔隙率较低,这是以为内随着聚合温度的升高,初级粒子变少,熔结程度加深,例子呈球形,而聚合温度较低时,则容易形成不规则的聚结体,从而使孔隙率增加。

水油比

水和VCM单体质量的比值称为水油比。VCM单 体在搅拌作用下,被分散成30-150 ixm的液滴,在水 油比为1:1时就有足够的“自由”流体,体系的黏度较 低,保证了流动和传热效果。但聚合成疏松粒子后, 内外孔隙和颗粒表面吸附了相当量的水,使自由流 体减少,体系黏度加强,造成传热困难,将使生成的 PVC绝缘料粒度分布变差,颗粒形状和表现密度都要 受到影响。因此,实际生产中水油比不宜过小,生产 疏松型塑胶时,水油比控制在1.0:1.6以上。

根据聚合体积收缩理论,在聚合反应的中后期往 往加适量的水,称之为二次注水,水量一般在l~2m3, 采用二次注水工艺不但可以提高体系的传热能力,而 且对聚氯乙烯塑胶的颗粒形态也将有好的影响。