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PVC顆粒的形成受到許多因素的影響,主要包括工藝條件和配方,包括:攪拌、溫度、轉(zhuǎn)化率等。;配方如水單比、分散劑品種和劑量、引發(fā)劑類型等添加劑,以下簡單說明。
一、攪拌
PVC懸浮聚合在強烈攪拌下進行,攪拌對PVC粒徑和分布、孔隙率和增塑劑吸收率都有顯著影響。攪拌強度從宏觀和微觀層面影響PVC顆粒結(jié)構(gòu)。攪拌強度對PVC粒徑的影響不是線性的。隨著攪拌速度的增加,粒徑呈U型變化,存在臨界速度,即攪拌速度過大過小,粒徑較大。
攪拌強度過高VCM液滴變小,液滴碰撞概率增加,顆粒變大。攪拌強度過低,VCM液滴不能形成穩(wěn)定的動平衡分散,聚集在一起,沒有顆粒大小。當?shù)陀谂R界速度時,隨著速度的增加,平均粒徑變細,分散起主要作用,宏觀形式一般為單細胞或多細胞;當高于臨界速度時,粒徑隨著速度的增加而增加,因為粒子容易聚集,粒徑變大,宏觀多細胞。
二、分散劑
攪拌和分散劑是PVC懸浮聚合過程中重要的兩個影響因素共同作用,形成一定的結(jié)構(gòu)和形態(tài)性PVC顆粒,所以要綜合考慮。在攪拌的一定條件下,控制分散劑的品種、性質(zhì)和劑量PVC樹脂顆粒特性的主要因素。PVC聚合過程分散的影響比較復雜。一方面,它的基本功能是降低單體與水之間的表面張力,使單體與水之間的表面張力降低VCM分散在水中。
隨著分散劑用量的增加,水和水和VCM制件界面張力下降,VCM液滴分散得越細,樹脂顆粒就越小。另一方面,保護液滴和顆粒,減少液滴之間的聚合,防止顆粒在產(chǎn)生聚合物顆粒時粘在一起。分散劑的保護能力越強,PVC樹脂顆粒越緊,孔隙率越小,顆粒很難相互聚合,容易形成單細胞樹脂。復合分散劑的經(jīng)常使用是為了同時滿足上述兩個要求,一種是分散劑,另一種是膠水,也可以添加添加劑,如表面活性劑,以改善樹脂顆粒的深層特性。
三、轉(zhuǎn)化率
轉(zhuǎn)化率也從宏觀和微觀層面對PVC對顆粒特性的影響,伴隨著轉(zhuǎn)化率,PVC顆粒尺寸經(jīng)歷了兩個變化階段:微觀和宏觀。當?shù)娃D(zhuǎn)化率為5%-15%時,聚合反應在兩相中進行,存在單個液滴的分散合并動平衡,液滴傾向于合并,分散劑可以防止合并。
當轉(zhuǎn)化率高于15%時,一定量的聚合物溶解在單個液滴中,開始變得粘稠和聚合。分散劑在液滴表面形成保護膜,增加皮膜的強度和剛度,防止粒子聚集。在微觀層面,粒徑隨聚合而增加,因此隨著轉(zhuǎn)化率的增加,宏觀上樹脂粒徑增加。
四、聚合溫度
常用聚合溫度(45-65-℃)范圍內(nèi),無鏈轉(zhuǎn)移,PVC聚合度僅取決于溫度。溫度對孔隙率有影響。在較高的溫度下,樹脂粒徑生長緩慢,平均粒徑變小,孔隙率較低。聚合溫度對PVC顆粒結(jié)構(gòu)的影響深入到初級顆粒水平。一般隨著溫度的升高,初級顆粒變小,熔化程度加深,顆粒呈球形;當溫度較低時,容易形成不規(guī)則的聚合物,從而提高孔隙率。