黧曼：璺且．
PVC颗
粒形态影响因素
赵福祥
喃要]悬浮聚合工艺是生产PVC的主要工艺，世界PVc生产中，约90％采用悬浮聚合工艺生产，其品种之多。用量之大是其他工艺所
无法相比的。悬浮聚舍工艺广泛应用于制造一般通用型树脂，也有特殊用途的专用树脂，如球形树脂、掺混用树脂。聚合度除一般聚合度的
树脂外．还有特高、特低聚合度的树脂．如聚合度高的达到9000左右，具有橡胶将}生，低的只有400—500左右；既有疏松型树脂，也有紧
密型树脂等。聚氯乙烯悬浮工艺由美国Goodrich公司于1940年首先开发成功。经过几十年的发展，相继开发了各具特色的聚合工艺。采用较多的有美国Georl公司工艺、欧洲EVC公司工艺和日本信越公司工艺等。悬浮法生产PVC虽经多次技术变革，其基本工艺仍然是由原材科的配制、聚合、单体回收、汽提、干燥和成品包装等工序组成。聚合工艺目前仍然是间歇式。连续聚合工艺仍处在试验阶段。
【关键词】悬浮聚合；PVC颗粒
WC颗粒的形成受许多因素的影响，主要有工艺条件和配方。工
艺条件如搅拌、温度、转化率等：配方如水单体比、分散剂品种和用
量、引发剂种类和其他助剂等。下面分别进行简述。
1搅拌
Pvc悬浮聚合是在强烈搅拌下进行的，搅拌对PVC粒径和分布、孔隙率和增塑剂吸收率等均有显著影响。搅拌的强弱从宏观和微观两个
层次上影响PVC的颗粒结构和形态(粒径和分布、孔隙率)。
搅拌强宦对PVC粒径的影响并不是线性关系，随着搅拌速度的增加，粒径呈现出U形变化方式，存在一临界转速，即搅拌速度过大和
过小，粒子直径都大。搅拌强度过大使VCM液滴变小，同时液滴碰撞概率增加，颗粒反而大。搅拌强度如果过低，VCM液滴不能形成稳定的动平衡分散，相互聚集在—起，也就无颗粒尺寸而言。低于临界转速
时，随着转速的增加，粒子平均粒径变细，分散起主要作用，粒子宏观形态—般为单细胞或多细胞；高于临界转速时，粒径随转速的增加而增加，因为粒子聚集容易，最终粒径变大，宏观呈多细胞。
2分散剂
搅拌和分散剂是PVC悬浮聚合过程中最薰要的两个影响因素，两
者共同作用，形成具有一定结构和形态特性的梳
WC颗粒，所以应综合
在搅拌一定的条件下，分散剂品种、性质和用量成为控制PVC树脂颗粒特性的主要因素。分散剂也将从微观和宏观两个层次上影响
PVC的颗粒结构和形态。在PVC聚合过程分散的影响比较复杂，其基本作用，一方面，是降低单体与水之间的表面张力，使VCM在水中分
散。随着分散剂用量的增加，水和VC之间界面张力下降，VCM液滴
分散越细，树脂颗粒变小。另一方面，是保护液滴和颗粒，使液滴之间减少聚结，在生成聚合物颗粒时防止粒子黏结在—起。分散剂保护能力越强，PVC树脂颗粒越紧密，孔隙率越小，粒子互相聚结较难，易形成单细胞树脂。经常使用复合分散就是为了同时满足上述两个要求，一
种分散剂起分教作用，另—种起保睃作用。还可以填加辅助助剂，如表
面活性剂，在深层次上改善树脂颖粒持性。
分散剂在PVC颗粒上形成皮膜，聚合初期水相中的分散剂迅速吸
附在液滴表面，而水相中浓度相应刚氐，最后形成皮膜。随着分散剂的
不同，皮膜的连续性、强度、厚度也不同。
3转化率
转化率也从宏观和微观两个层次对PVC颗粒特性产生影响，伴随
着转化率的变化，PVC颗粒尺寸经历了微观和宏观变化阶段。
在低转化率为5％～15％时，聚合反应在两相中进行，存在着单体液滴的分散——合并动平衡，液滴倾向于合并，而分散剂可防止合并；在转化率高于15％时，单体液滴中溶有一定量的聚合物，开始变得发
黏，有聚并的倾向，分散剂在液滴表面形成保护膜，皮膜的强度、刚度
232面而虿研叮)
增加，可防止粒子聚集。微观层次上粒径随着聚合进行而增长，因此，
宏观E最终树脂粒径随着转化率的增加而增大。
随着聚合的进行，单体VCM转变为PVC，液滴体积收缩，总收缩率可达39％。采用不同的分散剂，保胶能力和收缩特点不同，保胶能力强的，如明胶，使颗粒均匀收缩，最后形成孔隙率很低的实心球，即紧密型树脂：保胶能力适中的，初级粒子聚结形成开子L结构的比较疏
松的聚结体，类似海绵结构。达到一定转化率后，海绵结构变得牢固，
其强度足以抵制收缩力，最后形成疏松型树脂。
在转化率约为70％以前，聚合体系中单体VCM和PVC两相存
在，聚合在两相中进行，存在一定的动平衡。当转化率大于70％后，
单体相消失，大部分溶胀在PVC中的VCM继续聚合，单体液滴都转
变为固体颗粒，不易黏结在一起，使树脂结构致密，孔隙率降低。如果
转化率继续增加，单体越来越少，外压大于内压，导致树脂颗粒塌陷，
表面折皱、破裂，新形成的PVC逐步充满颗粒内和表面孔隙，使孔隙率下降，因此，要得到疏松型树脂，转化率也需要控制，一般在80一
85％以下。
4聚合温度
在常用聚合温度(45～65℃)范围内，无链转移时，Pvc的聚合度仅W,S-E-Y温度。温度对孔隙率有影响，在较高温度下聚合，树脂粒径增长变慢，最终平均粒径变小，孔隙率较低。
聚合温度对vVC颗粒结构的影响深入到初级粒子层次。一般随着
温度的增加，初级粒子变小，熔结程度加深，粒子呈球形：而温度{|交f氏时，易形成不规则的聚结体，从而使孔隙率增加。
5水油比
水的作用是作为单体VCM的分散介质和聚合热量的传热介质。水油比大小影响单体分散液体滴的数量和大小，从而影响聚合体系的分
散、合并速度甚至宏观成粒过程。
水油比较高(1B．20)，可得到疏松型树脂，较低(12)，可得到
紧密型树脂。
