Résine de suspension PVC est un polymère fabriqué à partir de monomère de chlorure de vinyle par la méthode de production du processus de polymérisation en suspension. Non seulement la méthode de suspension est la méthode la plus courante pour produire Résine PVC, mais la plupart des résines PVC vendues sur le marché sont également des résines PVC en suspension.
Procédé de production de résine PVC en suspension
En général, la méthode de production de résine PVC en suspension comprend trois processus principaux. Tout d’abord, utilisez de l’eau comme milieu de suspension. Deuxièmement, le monomère de chlorure de vinyle liquide est dispersé en gouttelettes sous agitation. Troisièmement, le processus de polymérisation des gouttelettes de chlorure de vinyle et des particules de PVC. L'initiateur dissous dans le monomère de chlorure de vinyle se décompose en rédicaux libres à la température de polymérisation et initie la réaction de polymérisation. Pendant ce temps, le dispersant dissous dans l'eau peut protéger l'adhésion des particules gonflées de PVC-VCM une fois que les gouttelettes de VCM ont atteint un certain taux de conversion.
La méthode à l'acétylène et la méthode d'oxychloration de l'acétylène sont les deux principales méthodes de préparation du chlorure de vinyle. La pureté du VCM utilisé pour la méthode de polymérisation en suspension est supérieure à 99.9 %. Les matières premières de production sont très importantes pour la qualité de la résine PVC en suspension.
Principaux facteurs affectant la morphologie des particules de la résine de suspension PVC
Les principaux facteurs sont le dispersant et l'agitation, et d'autres facteurs relativement mineurs sont le taux de conversion, la température de polymérisation, le rapport eau-huile, l'initiateur, la valeur du pH, etc.
Dispersant
En raison des différents types de dispersants utilisés, la résine de chlorure de polyvinyle peut être divisée en type lâche et type compact. Les résines compactes sont pratiquement éliminées et le dispersant préféré pour produire des résines libres est l'alcool polyvinylique.
Afin d'obtenir une résine PVC avec des particules lâches et uniformes, une distribution granulométrique étroite et une densité apparente appropriée, il est difficile pour un seul système dispersant de répondre aux exigences ci-dessus. Deux ou plusieurs systèmes composites dispersants sont souvent utilisés. L'utilisation du système de dispersion pour la polymérisation en suspension (en utilisant de l'alcool polyvinylique avec un degré élevé d'alcoolyse comme dispersant principal et de l'alcool polyvinylique avec un faible degré d'alcoolyse comme dispersant secondaire) est relativement facile à préparer une résine de suspension PVC qui répond aux exigences de forme des particules. .
La quantité de dispersant approprié a également une grande influence sur la forme des particules de résine de chlorure de polyvinyle. La quantité de dispersant doit être sélectionnée en fonction de l'état d'agitation, du rapport en eau et des exigences du produit.
En remuant
L'effet de l'agitation sur la morphologie des particules de résine de chlorure de polyvinyle se manifeste principalement en affectant la taille des particules, la distribution granulométrique et la porosité de la résine en suspension de PVC. L’effet d’agitation et l’effet de dispersant interagissent et se complètent.
La courbe de relation entre la taille moyenne des particules de résine de chlorure de polyvinyle et la vitesse d'agitation est en forme de selle. Lorsque la vitesse d’agitation est inférieure à la vitesse critique, la taille des particules diminue avec l’augmentation de la vitesse et la dispersion joue un rôle majeur. Lorsque la vitesse d’agitation est supérieure à la vitesse critique, la taille des particules augmente avec l’augmentation de la vitesse d’agitation. L'intensité de l'agitation affecte également le niveau de microstructure des particules. Avec l'augmentation de la vitesse d'agitation, les particules primaires de résine de chlorure de polyvinyle deviennent plus fines, la porosité augmente et le taux d'absorption d'huile augmente.
Taux de conversion
Afin d'obtenir une résine de chlorure de polyvinyle avec une structure lâche, le taux de conversion doit être correctement contrôlé. Lorsque le taux de conversion est faible, il y a une couche de film dispersant à la surface de la gouttelette. Au fur et à mesure que la polymérisation progresse, la dispersion et le film protecteur deviennent progressivement un copolymère greffé et l'adhérence du film devient de plus en plus forte. Lorsque le taux de conversion est compris entre 5 % et 15 %, les gouttelettes ont tendance à fusionner et sont dans un état instable. Si le taux de conversion est > 30 %, la résistance du film augmente, la coalescence diminue et il devient progressivement stable.
Température de polymérisation
L'influence de la température de polymérisation sur la morphologie des particules de résine de polychlorure de vinyle affecte principalement la porosité. La porosité est inversement proportionnelle à la température de polymérisation. La température de polymérisation est basse et la structure de résine formée est relativement lâche. La porosité de la résine polychlorure de vinyle obtenue par polymérisation à haute température est faible. En effet, à mesure que la température de polymérisation augmente, les particules primaires deviennent plus petites, le degré de fusion s'approfondit et les particules deviennent sphériques. Lorsque la température de polymérisation est basse, il est facile de former des agrégats irréguliers, augmentant ainsi la porosité.
Rapport eau/huile
Lors de l'alimentation, le rapport entre l'eau et le poids du monomère de chlorure de vinyle est appelé rapport eau-huile. La porosité des particules de résine est directement proportionnelle au rapport d'eau et la densité apparente est inversement proportionnelle au rapport d'eau. Sous l'action de l'agitation, le monomère chlorure de vinyle est dispersé en gouttelettes de 30-150 µm. Lorsque le rapport eau-huile est de 1:1, il y a suffisamment de fluide libre et la viscosité du système est faible, ce qui garantit l'écoulement et l'effet de transfert de chaleur.
Cependant, après polymérisation en particules libres, une quantité considérable d'eau est adsorbée sur les pores internes et externes et sur les surfaces des particules, ce qui réduit le fluide libre, renforce la viscosité du système et rend le transfert de chaleur difficile. Cela aggravera la distribution granulométrique de la résine de chlorure de polyvinyle produite, et la forme des particules et la densité de représentation seront affectées. Par conséquent, le rapport eau-huile ne doit pas être trop faible dans la production réelle. Lors de la production de résine lâche, le rapport eau-huile doit être contrôlé au-dessus de 1.0 ~ 1.6.
Initiateur
L'activité et la quantité d'initiateurs appropriés ont également une grande influence sur la morphologie des particules de résine PVC en suspension. L'initiateur est un agent auxiliaire important pour ajuster le taux de polymérisation et a ainsi une certaine influence sur la forme des particules de chlorure de polyvinyle. Le choix de la quantité d'initiateur doit être déterminé en fonction de la température de polymérisation, du taux d'eau et des exigences du produit.
PH Valeur
Si la valeur du pH de la suspension est trop élevée ou trop basse, la capacité de rétention du dispersant et des colloïdes du dispersant sera réduite, ce qui conduira finalement à des particules de résine PVC plus épaisses. Des expériences ont prouvé que la valeur du pH de la suspension est maintenue entre 6.5 et 8.5, ce qui présente la meilleure répartition des particules.
De plus, les facteurs affectant la forme des particules de chlorure de polyvinyle comprennent la qualité de l'eau, la qualité du monomère de chlorure de vinyle, la mesure des instruments, etc. Tous ces facteurs sont inclus dans l'ensemble du système de réaction en suspension et forment une force systémique qui a un effet global sur la forme. de particules de résine.