วิธีการพอลิเมอไรเซชันของพีวีซี

พีวีซีเตรียมโดยการเติมสารอนุมูลอิสระ วิธีการพอลิเมอไรเซชันส่วนใหญ่ประกอบด้วยพอลิเมอไรเซชันแบบแขวนลอย, โลชั่นพอลิเมอไรเซชันและพอลิเมอไรเซชันจำนวนมาก พอลิเมอไรเซชันแบบแขวนลอยเป็นวิธีการหลัก ซึ่งคิดเป็นประมาณร้อยละ 80 ของผลผลิตทั้งหมดของพีวีซี เติมน้ำบริสุทธิ์ โมโนเมอร์ VCM ที่เป็นของเหลว และสารช่วยกระจายตัวลงในเครื่องปฏิกรณ์ จากนั้นเติมตัวเริ่มต้นและสารเติมแต่งอื่นๆ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจนถึงอุณหภูมิหนึ่ง โมโนเมอร์ VCM จะผ่านปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันจากอนุมูลอิสระเพื่อสร้างอนุภาคพีวีซี การกวนอย่างต่อเนื่องทำให้ขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ และอนุภาคที่สร้างขึ้นจะลอยอยู่ในน้ำ นอกจากนี้ยังใช้วิธีการแขวนลอยแบบไมโครเพื่อผลิต PVC paste resin ซึ่งมีประสิทธิภาพดีและมีคุณสมบัติในการขึ้นรูปเป็นเพสต์
① วิธีการพอลิเมอไรเซชันแบบแขวนลอย: โมโนเมอร์จะถูกแขวนลอยและกระจายตัวในเฟสของน้ำในรูปของหยดขนาดเล็ก และตัวเริ่มต้นที่ละลายในน้ำมันที่เลือกจะถูกละลายในโมโนเมอร์ ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันเกิดขึ้นในหยดขนาดเล็กเหล่านี้ ความร้อนจากปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันจะถูกดูดซับด้วยน้ำในเวลาที่เหมาะสม เพื่อให้แน่ใจว่าหยดขนาดเล็กเหล่านี้กระจายตัวในน้ำเป็นเม็ดบีด จำเป็นต้องเพิ่มสารแขวนลอย เช่น เจลาติน โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ เมทิลเซลลูโลส ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส ฯลฯ เปอร์ออกไซด์อินทรีย์และสารประกอบเอโซส่วนใหญ่ใช้เป็นตัวเริ่มต้น เช่น ไดไอโซโพรพิล เปอร์ออกซีไดคาร์บอเนต, ไดไซโคลเฮกซิล เปอร์ออกซีไดคาร์บอเนต, ไดเอทิลเฮกซิล เปอร์ออกซีไดคาร์บอเนต, อะโซไดไอโซเบนโตรไนไตรล์, อะโซไดไอโซบิวทีโรไนไตรล์ เป็นต้น โพลิเมอไรเซชันดำเนินการในโพลิเมอร์ไรเซอร์ด้วยตัวกวน หลังจากเกิดพอลิเมอไรเซชัน วัสดุจะไหลเข้าสู่ถังเก็บโมโนเมอร์หรือสตริปเปอร์สำหรับนำโมโนเมอร์กลับคืน จากนั้นจะไหลเข้าสู่กาผสม ล้างด้วยน้ำ หมุนเหวี่ยงเพื่อคายน้ำและทำให้แห้งเพื่อให้ได้เรซินสำเร็จรูป ต้องกำจัดโมโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์ออกจากเรซินให้มากที่สุด สำหรับพีวีซีที่ใช้สำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร ควรควบคุมปริมาณโมโนเมอร์อิสระให้ต่ำกว่า 1ppm ในระหว่างการเกิดพอลิเมอไรเซชัน เพื่อให้แน่ใจว่าได้รับเรซินที่มีน้ำหนักโมเลกุลและช่วงการกระจายน้ำหนักโมเลกุลที่กำหนด และป้องกันการระเบิดของพอลิเมอไรเซชัน จะต้องควบคุมอุณหภูมิและความดันระหว่างการเกิดพอลิเมอไรเซชัน ขนาดอนุภาคและการกระจายขนาดอนุภาคของเรซินถูกควบคุมโดยความเร็วในการกวน การเลือกและปริมาณของสารกันกระเทือน คุณภาพของเรซินมีลักษณะเฉพาะโดยขนาดอนุภาคและการกระจายขนาดอนุภาค น้ำหนักโมเลกุลและการกระจายน้ำหนักโมเลกุล ความหนาแน่นปรากฏ ความพรุน ตาปลา ความคงตัวทางความร้อน สี สารเจือปน และการไหลของผงอย่างอิสระ เครื่องปฏิกรณ์พอลิเมอไรเซชันเป็นอุปกรณ์หลักซึ่งทำจากเครื่องปฏิกรณ์เหล็กที่บุด้วยเหล็กกล้าไร้สนิมหรือเคลือบฟัน ติดตั้งเครื่องกวนและเสื้อถ่ายเทความร้อนสำหรับควบคุมอุณหภูมิ หรือท่อระบายน้ำระบายความร้อนภายใน คอนเดนเซอร์รีฟลักซ์ ฯลฯ เพื่อลดต้นทุนการผลิต ปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์ค่อยๆ ขยายจากหลายลูกบาศก์เมตรเป็นมากกว่าสิบลูกบาศก์เมตร และปริมาตรสูงสุดถึง 200 ลูกบาศก์เมตร (เครื่องปฏิกรณ์กาต้มน้ำ) โพลิเมอร์ไรเซอร์จะต้องถูกขจัดตะกรันหลังจากใช้งานหลายครั้ง พีวีซีที่เตรียมด้วยพอลิไวนิลแอลกอฮอล์และเซลลูโลสอีเทอร์เป็นสารกันกระเทือนโดยทั่วไปจะหลวม มีรูพรุนจำนวนมาก พื้นที่ผิวกว้าง และง่ายต่อการดูดซับพลาสติไซเซอร์และพลาสติไซซ์
② ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันของโลชั่น: วิธีแรกสุดสำหรับการผลิต PVC ในเชิงอุตสาหกรรม ในปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันของโลชั่น นอกเหนือจากน้ำและโมโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์แล้ว สารลดแรงตึงผิว เช่น โซเดียมอัลคิลซัลโฟเนตจะถูกเติมเป็นอิมัลซิไฟเออร์เพื่อกระจายโมโนเมอร์ในเฟสน้ำเพื่อสร้างโลชั่น โพแทสเซียมเปอร์ซัลเฟตที่ละลายน้ำได้หรือแอมโมเนียมเพอร์ซัลเฟตถูกใช้เป็นตัวริเริ่ม และยังสามารถใช้ระบบตัวเริ่มต้น "การลดออกซิเดชัน" กระบวนการพอลิเมอไรเซชันและวิธีการแขวนตะกอนนั้นแตกต่างกัน นอกจากนี้ โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ยังถูกเติมเป็นสารเพิ่มเสถียรภาพอิมัลชัน, โดเดซิล เมอร์แคปแทนเป็นสารควบคุมและโซเดียมไบคาร์บอเนตเป็นบัฟเฟอร์ มีวิธีการเกิดพอลิเมอไรเซชันสามวิธี ได้แก่ การเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบแบทช์ โพลิเมอร์กึ่งต่อเนื่อง และพอลิเมอไรเซชันต่อเนื่อง ผลิตภัณฑ์โพลีเมอไรเซชันคืออิมัลชัน และขนาดอนุภาคของโลชั่นคือ 0.05-2 μ m สามารถทาโดยตรงหรือทำให้แห้งด้วยสเปรย์เพื่อสร้างเรซินผง วิธีการพอลิเมอไรเซชันของโลชั่นมีวงจรการเกิดพอลิเมอไรเซชันที่สั้นและควบคุมได้ง่าย เรซินที่ได้จะมีน้ำหนักโมเลกุลสูงและมีระดับพอลิเมอไรเซชันที่สม่ำเสมอ เหมาะสำหรับทำพีวีซีเพสต์ หนังเทียม หรือผลิตภัณฑ์ชุบ สูตรของพอลิเมอไรเซชันของโลชั่นนั้นซับซ้อนและมีสิ่งเจือปนในผลิตภัณฑ์สูง
③ โพลีเมอไรเซชันแบบกลุ่ม: หน่วยโพลีเมอไรเซชันเป็นแบบพิเศษ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยกาต้มน้ำพรีโพลีเมอไรเซชันแนวตั้งและกาต้มน้ำโพลีเมอไรเซชันแนวนอนพร้อมเครื่องกวนแบบเฟรม พอลิเมอไรเซชันนั้นดำเนินการในสองขั้นตอน โมโนเมอร์และตัวริเริ่มถูกพรีโพลีเมอร์เป็นเวลา 1 ชั่วโมงในเครื่องปฏิกรณ์พรีโพลีเมอร์เพื่อสร้างอนุภาคของเมล็ด ในขณะนี้ อัตราการแปลงถึง 8 เปอร์เซ็นต์ ~ 10 เปอร์เซ็นต์ และจากนั้นจะไหลเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์พอลิเมอไรเซชันที่สอง ซึ่งจะมีการเติมโมโนเมอร์ในปริมาณที่เท่ากันกับพรีโพลิเมอร์เพื่อดำเนินการพอลิเมอไรเซชันต่อไป เมื่ออัตราการแปลงถึง 85 เปอร์เซ็นต์ ~ 90 เปอร์เซ็นต์ โมโนเมอร์ที่เหลือจะถูกระบายออก จากนั้นจะได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปโดยการบดและกรอง ขนาดและรูปร่างของอนุภาคของเรซินถูกควบคุมโดยความเร็วในการกวน และความร้อนจากปฏิกิริยาจะถูกดึงออกมาโดยการกลั่นตัวเป็นหยดน้ำของโมโนเมอร์ กระบวนการผลิตของวิธีนี้ง่าย คุณภาพของผลิตภัณฑ์ดี และต้นทุนการผลิตต่ำ