朱文慶,羅蓮英
(新疆華泰重化工有限責(zé)任公司,新疆 烏魯木齊 830019)
聚氯乙烯樹脂(PVC)是由氯乙烯單體聚合而成的熱塑性高聚物,根據(jù)生產(chǎn)方法的不同,PVC可分為通用型PVC樹脂、高聚合度PVC樹脂和交聯(lián)PVC樹脂。工業(yè)生產(chǎn)主要采用懸浮法、乳液法、本體法和溶液法以及衍生發(fā)展的其微懸浮法等方法而實(shí)現(xiàn)。新疆華泰重化工有限責(zé)任公司氯堿廠(以下簡稱華泰氯堿廠)主要生產(chǎn)懸浮法通用型PVC樹脂,可用于生產(chǎn)各種輸水和排水管材,塑料門窗、護(hù)墻板、天花板、壁紙、樓梯扶手及各種裝飾材料等;生產(chǎn)電子電器用品如電線、電纜、電器組件、家電外殼、插銷、插座及接線盒等;聚氯乙烯還應(yīng)用于纖維制品、交通運(yùn)輸、包裝、涂料等諸多方面,并不斷向新的領(lǐng)域滲透。
標(biāo)準(zhǔn)GB/T5761-2006規(guī)定了懸浮法通用型聚氯乙烯樹脂的產(chǎn)品分類、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和儲存等等。按照標(biāo)準(zhǔn)的分類,華泰氯堿廠目前生產(chǎn)的聚氯乙烯樹脂主要為5型料,即PVC-SG5。各檢測參數(shù)指標(biāo)見表1。
對華泰氯堿廠2012年生產(chǎn)的聚氯乙烯樹脂質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(見表2),可以看出,該公司生產(chǎn)的聚氯乙烯樹脂整體質(zhì)量優(yōu)良,全年優(yōu)等品率平均在99.29%,說明對產(chǎn)品質(zhì)量的控制能力比較到位,對產(chǎn)品配方的調(diào)控及時(shí)準(zhǔn)確。質(zhì)量較差的是11月,優(yōu)等品率為97.86%,主要原因是11月電廠連續(xù)跳停2次,無預(yù)見性的波動(dòng)使生產(chǎn)車間不能及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)配方及水、電、氣之間的平衡,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量。此外,一等品率和合格品率所占的比例很低,分別為0.27%和0.44%,主要是雜質(zhì)粒子數(shù)、篩余物質(zhì)量分?jǐn)?shù)(粒徑分布)等參數(shù)的影響,也有小部分一等及合格品因揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高造成;全年無不合格品產(chǎn)生(具體見圖1)。
表1 PVC-SG5各參數(shù)指標(biāo)要求
表2 2012年P(guān)VC質(zhì)量統(tǒng)計(jì)
2012年,華泰氯堿廠共生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂14 172批次,其中一等及合格品118批次,因雜質(zhì)粒子數(shù)影響產(chǎn)品品級的有76批,篩余物質(zhì)量分?jǐn)?shù)(粒徑分布)影響產(chǎn)品品級的有21批,既受雜質(zhì)粒子數(shù)又因篩余物質(zhì)量分?jǐn)?shù)(粒徑分布)影響的19批,揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響的2批??梢钥闯鲇绊懏a(chǎn)品品級的雜質(zhì)粒子數(shù)的影響因素最大,其次是篩余物質(zhì)量分?jǐn)?shù)(粒徑分布),個(gè)別是因揮發(fā)物超標(biāo)影響。
機(jī)械雜質(zhì)會影響塑料制品的美觀和透明度,而且有損制品的介電性能和力學(xué)性能。對于淺色制品而言,雜質(zhì)粒子對制品外觀有很大的影響。
PVC樹脂中的雜質(zhì)粒子數(shù)是影響該公司PVC樹脂質(zhì)量的主要參數(shù),任何生產(chǎn)的不穩(wěn)定都有可能造成樹脂雜質(zhì)粒子數(shù)超標(biāo)。樹脂中的雜質(zhì)粒子有2種:一種通常稱為黑點(diǎn),另一種稱為黃點(diǎn)。黑點(diǎn)通常是由原料或助劑帶入的,通常是以單體中的Fe離子影響最為嚴(yán)重。其他的還有機(jī)械設(shè)備的研磨,空氣過濾器過濾效果差等影響。通過在顯微鏡下觀察黑點(diǎn)的形狀,經(jīng)過工藝分段取樣,很快就會找出產(chǎn)生黑點(diǎn)的原因及部位。樹脂中夾帶的黃點(diǎn),其本身就是PVC樹脂粒子,其原因是由于PVC樹脂受熱分解所至。由于生產(chǎn)不平衡和設(shè)備故障,造成干燥系統(tǒng)停車,PVC樹脂或其漿料來不及冷卻,就被高溫壓在干燥床、混料槽和汽提塔中,造成樹脂變黃。特別在干燥床的內(nèi)熱管由于受其結(jié)構(gòu)及其加工工藝的影響,運(yùn)行中受空氣、水和物料的震動(dòng)容易滲漏,造成死床,死床部分的樹脂長時(shí)間受熱后變黃,隨成品樹脂出來后造成黃點(diǎn)超標(biāo)。
表3 雜質(zhì)粒子數(shù)統(tǒng)計(jì)
解決樹脂雜質(zhì)粒子數(shù)高的方法是:(1)定期清理單體過濾器,減少單體中夾帶的Fe離子;(2)經(jīng)常清理氣流風(fēng)機(jī)的濾網(wǎng),減少空氣中雜質(zhì)的帶入。(3)穩(wěn)定生產(chǎn)減少內(nèi)熱床的停車,減少容易造成死床的因素。(4)在出現(xiàn)緊急停車時(shí),應(yīng)立即把混料槽、汽提塔和干燥床的溫度降下來。若溫度降不下來,開車前一定要把變色發(fā)黃的料放掉,以防造成多批樹脂雜質(zhì)超標(biāo)。
通過控制篩余物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(粒徑分布),可以防止產(chǎn)生大顆粒樹脂和極小顆粒樹脂,使樹脂的粒徑分布在一個(gè)較小的范圍內(nèi),以有利于制品的成型加工。粒徑太小,則粉末表面能大大增加,容易出現(xiàn)靜電而影響干流動(dòng)性,輸送效率低,易引起粉塵,產(chǎn)生架橋現(xiàn)象,混料時(shí)易造成加工助劑分散不均。
2012年,該公司篩余物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PVC產(chǎn)品質(zhì)量影響見表4。
表4 篩余物質(zhì)量分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)
影響因素主要是:(1)分散劑是影響粒徑分布的重要因素,要使粒徑分布在一個(gè)較小的范圍內(nèi),需要對分散劑的種類、性質(zhì)和用量進(jìn)行合理的配比。此外,還需要判斷加入的分散劑質(zhì)量是否合格,存儲過程中是否產(chǎn)生變質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的判別。(2)水的質(zhì)量直接影響產(chǎn)品樹脂的質(zhì)量,氯根過高會使樹脂顆粒變粗,較高的pH值會引起聚氯乙烯部分醇解影響粒徑形態(tài)。(3)產(chǎn)品振篩的網(wǎng)子破損也是影響篩余物質(zhì)量的原因之一。做好篩余物質(zhì)量控制,解決方案是:(1)采用先進(jìn)的工藝配方,使篩余物達(dá)到控制指標(biāo)。(2)采用合格原料,同時(shí),保證計(jì)量準(zhǔn)確及機(jī)械設(shè)備的正常。
揮發(fā)物含量太大,易產(chǎn)生靜電,影響樹脂的流動(dòng)性,不利于加工成型時(shí)喂料操作,樹脂易結(jié)塊,流動(dòng)性也差。
影響揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的主要原因是離心干燥的不徹底,內(nèi)熱床的溫度達(dá)不到控制要求。嚴(yán)格按照工藝規(guī)程操作,尤其保證完成汽提塔的真空度,干燥床內(nèi)的溫度,可以減小揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PVC樹脂產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
[1]GB/T 5761—2006 懸浮法通用型聚氯乙烯樹脂
[2]聚氯乙烯工藝技術(shù),中國氯堿工業(yè)協(xié)會組織編寫.邴涓林,黃志明.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.12