PVC樹脂的“魚眼”問(wèn)題及解決途徑探析

江羿鋒

【摘要】作為通用型的樹脂材料，PVC（以下簡(jiǎn)稱PVC）在國(guó)民經(jīng)濟(jì)及生產(chǎn)生活中占據(jù)著重要的地位，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣也反映了一個(gè)國(guó)家在石油化工領(lǐng)域的技術(shù)水平。盡管我國(guó)的PVC生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)過(guò)近六十年的發(fā)展已取得了巨大的成就，但依然存在一些問(wèn)題，其中“魚眼”就是嚴(yán)重影響我國(guó)PVC產(chǎn)品優(yōu)級(jí)品率的突出因素。本文就PVC樹脂生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生魚眼的主要原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決方法，以期為此領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】PVC樹脂 “魚眼”問(wèn)題 解決途徑

一、魚眼的成因及其影響

所謂魚眼是指在樹脂產(chǎn)品中局部存在的一種和周圍材料未充分融合的魚眼狀缺陷，一般在透明或半透明塑料薄膜或薄片中肉眼可見。在PVC樹脂生產(chǎn)過(guò)程中魚眼的產(chǎn)生主要源于以下兩種原因。

（1）單體聚合厚聚合釜內(nèi)由于放料不徹底或沖洗不干凈導(dǎo)致聚合釜內(nèi)殘留有少量PVC樹脂顆粒，這些顆粒未經(jīng)處理便直接進(jìn)入在下一批次的聚合過(guò)程中，在第二批次進(jìn)行聚合反應(yīng)時(shí)又不能參與到單體的正常反應(yīng)過(guò)程中，于是這些顆粒被包裹入第二批次的PVC樹脂當(dāng)中但又相對(duì)分離，彼此間的分子間作用力與常態(tài)相比存在較大的差異，因此產(chǎn)生魚眼。

而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中筆者發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這一現(xiàn)象并非偶然，原因在于在放料過(guò)程中當(dāng)聚合釜與放料過(guò)濾器之間的壓差超過(guò)0.1Mpa時(shí)放料的阻力會(huì)增加，部分PVC顆粒會(huì)在聚合釜中沉積。這些PVC顆?；蚍Q為黏釜物的存在導(dǎo)致聚合釜內(nèi)溫度一直處于波動(dòng)狀態(tài)，這種不穩(wěn)定的溫度波動(dòng)還會(huì)導(dǎo)致其他一些問(wèn)題影響產(chǎn)品質(zhì)量。例如當(dāng)溫度波動(dòng)為2℃時(shí)，會(huì)使得產(chǎn)品的多分散系數(shù)大大增加，平均聚合度極差可達(dá)366，所以在生產(chǎn)裝置的實(shí)際操作中，聚合釜內(nèi)的溫度波動(dòng)應(yīng)當(dāng)控制在0.5 ℃以內(nèi)，在保持產(chǎn)品的聚合度相對(duì)集中的同時(shí)，也能確保PVC顆粒數(shù)量的降低，并減小清洗難度。

一般而言在正常生產(chǎn)情況下為控制成本和提高生產(chǎn)效率，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題實(shí)際操作中僅僅進(jìn)行一次沖洗，流量為25t/h，但往往由于水洗噴頭堵塞或難以全方位覆蓋，聚合釜壁處的PVC顆粒殘留量依然很高，魚眼問(wèn)題并未得到理想的解決。

（2）在聚合反應(yīng)階段之后對(duì)未反應(yīng)單體進(jìn)行回收時(shí)，混合了大量漿料的氣態(tài)氯乙烯單體進(jìn)入壓縮機(jī)。其中可能會(huì)有少量積存物料或者自聚物未被完全濾去而重新進(jìn)入聚合釜中參與聚合。之后同樣因?yàn)椴荒軈⑴c到單體正常的聚合反應(yīng)當(dāng)中而被包裹到PVC樹脂中，進(jìn)而形成魚眼。魚眼作為一種存在于樹脂材料中的非均相固態(tài)缺陷，不僅會(huì)造成應(yīng)力集中、外觀形態(tài)瑕疵、受力強(qiáng)度下降、電絕緣性能下降、制品性能不均勻、影響后續(xù)加工等質(zhì)量問(wèn)題，還大大影響了PVC產(chǎn)品的品級(jí)和經(jīng)濟(jì)效益。比如若將每噸PVC的魚眼數(shù)從15個(gè)降至10個(gè)以內(nèi)，雜質(zhì)粒子數(shù)從20個(gè)降至16個(gè)以內(nèi)，則單價(jià)至少可以提高一百元。所以在樹脂市場(chǎng)中對(duì)魚眼的控制已稱為各企業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

二、控制魚眼的改進(jìn)措施

（1）減少魚眼最直接的方法就是盡可能地徹底沖洗聚合釜中的PVC殘留及其他雜質(zhì)，通過(guò)優(yōu)化聚合釜放料沖洗工藝來(lái)提高釜內(nèi)的潔凈度，提高產(chǎn)品品質(zhì)。傳統(tǒng)的沖洗工藝有兩種：噴淋水洗和人工清洗，噴淋水洗較為簡(jiǎn)便，但噴淋角度有限，不可能將聚合釜內(nèi)的各個(gè)角落都清洗到，人工清洗雖然能做到無(wú)死角，但采取人工作業(yè)不僅對(duì)人身健康造成一定得危害，而且在操作工序上也較為繁瑣，且存在各種風(fēng)險(xiǎn)。筆者發(fā)現(xiàn)近年來(lái)高壓清洗機(jī)逐漸在國(guó)際市場(chǎng)上興起，作為一款新興起的清洗設(shè)備它相較于傳統(tǒng)手段而言成本更低、潔凈率更高、清洗速度更快，更重要的是它不會(huì)損壞被清洗物并且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

與傳統(tǒng)的聚合釜清洗裝置相比高壓清洗設(shè)備產(chǎn)生的壓力更高，達(dá)到40Mpa，而且配備了三維旋轉(zhuǎn)噴頭，在足夠的壓力作用下不需要其他助劑就能在短時(shí)間內(nèi)有效減少聚合釜中的各類殘留。而且國(guó)內(nèi)某廠家針對(duì)此高壓清洗機(jī)進(jìn)行實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)由于魚眼的減少，每噸產(chǎn)品的售價(jià)最多可提高八百元。

（2）對(duì)于回收單體中的各類雜質(zhì)或自聚物所導(dǎo)致的魚眼，可以在進(jìn)入壓縮機(jī)之前將漿料罐的頂部連續(xù)回收流程由直接進(jìn)壓縮機(jī)入口改為經(jīng)回收分離罐和過(guò)濾器再進(jìn)入壓縮機(jī)。即在對(duì)未反應(yīng)單體進(jìn)行回收之前先行分離過(guò)濾，之后可以通過(guò)控制回收量的大小應(yīng)對(duì)漿料罐中液位的高低，這是因?yàn)榉e存物料或是自聚物重新進(jìn)入聚合釜多是因?yàn)榇罅康幕厥諠{料所導(dǎo)致的夾帶，并影響到整個(gè)生產(chǎn)裝置，最終影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。

另外還有一些生產(chǎn)操作中的細(xì)節(jié)必須注意，這些細(xì)節(jié)對(duì)最終的產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生了不容忽視的影響：首先由于回收分離罐內(nèi)的剩余物料多以泡沫形式殘留，難以重力排出，所以為了減少漿料中的回收帶料，可以在回收分離罐得頂部增加水噴灑以降低罐內(nèi)泡沫的數(shù)量；其次采取這種工藝對(duì)過(guò)濾器的使用更為頻繁，其負(fù)荷將大大增加，因此為保證分離效果至多應(yīng)以半年為周期更換過(guò)濾器；再次，在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中由于沖洗噴灑等操作的加入，將比常規(guī)工藝產(chǎn)生更多的含氯廢水，所以應(yīng)當(dāng)縮短排放氯乙烯儲(chǔ)罐廢水的周期。

三、結(jié)論

目前已知的PVC樹脂的魚眼問(wèn)題主要由聚合釜內(nèi)的黏釜聚合物殘留和回收單體內(nèi)的積存物料、自聚物所導(dǎo)致，所以問(wèn)題的關(guān)鍵就在于如何洗出黏釜聚合物并將各類雜質(zhì)從回收單體中剔除，本文所持有的觀點(diǎn)為采用三維旋轉(zhuǎn)噴頭的高壓清洗設(shè)備和在將回收氯乙烯單體傳入分離罐之前再進(jìn)行一次分離過(guò)濾。

我國(guó)工業(yè)起步較晚，在技術(shù)研發(fā)方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比還有一定差距，包括PVC的魚眼在內(nèi)的各種樹脂品級(jí)問(wèn)題一直是影響我國(guó)PVC樹脂市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要一環(huán)，而且在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試指標(biāo)、品類分級(jí)等方面都有待進(jìn)一步健全。以PVC最常見的生活水管為例，在落錘沖擊試驗(yàn)、壓力測(cè)試、整管水壓性能檢測(cè)等方面我國(guó)產(chǎn)品性能都較美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為低，有的項(xiàng)目我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)甚至未做要求，所以產(chǎn)品的改進(jìn)，技術(shù)的革新方面我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)與國(guó)外接軌，并結(jié)合市場(chǎng)的需要，開發(fā)出更符合生產(chǎn)生活需求的產(chǎn)品和工藝。

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