董文慧

（天津大沽化工股份有限公司，天津 300450）

ABS 樹脂是指丙烯腈-苯乙烯-丁二烯的三元共聚物，ABS 是大宗熱塑性工程塑料，以其良好的物理和化學(xué)性能，廣泛用于汽車、家電、通訊器械及日用品等領(lǐng)域。在世界范圍內(nèi)ABS 樹脂是用途最廣、用量最大的工程塑料[1]。在乳液接枝-本體法的生產(chǎn)中，高橡膠接枝粉是ABS 生產(chǎn)中的中間產(chǎn)品，粉料的白度直接關(guān)系到最終產(chǎn)品的色差，是影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。保持高橡膠接枝粉白度的穩(wěn)定性是日常生產(chǎn)中的重要課題。根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，高橡膠接枝粉白度檢測數(shù)據(jù)在88以上，不會對最終產(chǎn)品ABS 色差造成影響。為提高產(chǎn)品質(zhì)量，保證ABS 產(chǎn)品穩(wěn)定性，立足以問題為導(dǎo)向的工作精神，通過運(yùn)用PDCA 質(zhì)量管理方法，重點(diǎn)從技術(shù)工藝完善、技能提升、質(zhì)量意識強(qiáng)化、過程持續(xù)監(jiān)控等方面入手，提升高橡膠接枝粉白度。在管理過程中，力爭通過采取相應(yīng)的措施后，高橡膠接枝粉白度達(dá)到90 以上的占檢測樣本的95%以上。

1 PDCA 質(zhì)量管理法

PDCA 的含義是將質(zhì)量管理分為四個(gè)階段，即計(jì)劃（Plan）、執(zhí)行（Do）、檢查（Check）、處理（Act）。在質(zhì)量管理活動(dòng)中，要求把各項(xiàng)工作按照作出計(jì)劃、計(jì)劃實(shí)施、檢查實(shí)施效果，然后將成功的納入標(biāo)準(zhǔn)，不成功的留待下一循環(huán)去解決這樣的流程來完成。這一工作方法是質(zhì)量管理的基本方法，也是企業(yè)管理各項(xiàng)工作的一般規(guī)律。在提升高橡膠接枝粉白度的工作中，應(yīng)用此方法，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，列舉出10 項(xiàng)影響高橡膠接枝粉白度的因素(見圖1)。

圖1

確定生產(chǎn)中質(zhì)量波動(dòng)的方向后，討論影響高橡膠接枝粉白度的主要因素，分析得出影響高橡膠接枝粉白度的關(guān)鍵因素有存儲時(shí)間、高橡膠接枝膠乳pH 值、生產(chǎn)水鐵離子濃度、粉料的殘酸、抗氧劑的使用等。

2 影響因素

2.1 存儲時(shí)間的影響

在聚合釜形成的高橡膠接枝膠乳首先放在高橡膠接枝膠乳中間儲罐中存放，經(jīng)過質(zhì)量檢驗(yàn)合格后方可送至凝聚線進(jìn)行絮凝、干燥等。高橡膠接枝膠乳在長期存儲過程中由于布朗運(yùn)動(dòng)會使乳膠粒碰撞導(dǎo)致凝聚、析出，同時(shí)由于重力的作用也導(dǎo)致乳膠粒的沉降形成凝聚層[2]。因此，存放時(shí)間不宜長于48h。在實(shí)際生產(chǎn)中，監(jiān)測到如下數(shù)據(jù)（見表1）。

表1

由表1 的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出：高橡膠接枝膠乳在罐內(nèi)存儲的時(shí)間超過30h 后，膠乳的pH 值會急劇下降，在pH 值低于8.8 的情況下，高橡膠接枝膠乳易滋生細(xì)菌，同時(shí)高橡膠接枝膠乳的機(jī)械穩(wěn)定性也會逐步降低，這兩方面因素會最終導(dǎo)致經(jīng)過絮凝干燥的粉料白度不穩(wěn)定，出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)。

由于存儲時(shí)間過長導(dǎo)致高橡膠接枝膠乳不穩(wěn)定，那么通過向儲罐內(nèi)加KOH 來調(diào)節(jié)高橡膠接枝膠乳的pH，使其在正常范圍，可以驗(yàn)證由于膠乳pH 值下降導(dǎo)致高橡膠接枝膠乳白度下降這個(gè)過程是否可逆。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2

由表2 中數(shù)據(jù)可以看出：在高橡膠接枝膠乳的pH 值降低后在重新調(diào)整到合格范圍時(shí)，經(jīng)過絮凝干燥的粉料白度沒有明顯好轉(zhuǎn)，表明這個(gè)過程是不可逆的，所以在日常生產(chǎn)中，要積極調(diào)整產(chǎn)量，控制膠乳的存儲時(shí)間在30h 以內(nèi)，維持其機(jī)械穩(wěn)定性，這樣可以確保產(chǎn)品質(zhì)量維持在較高水平上。

2.2 脫水、干燥過程對高橡膠接枝粉白度的影響

高橡膠接枝膠乳經(jīng)過絮凝后由離心機(jī)進(jìn)行脫水除酸。離心機(jī)為多級推料籃式過濾，設(shè)計(jì)得到含水大約在30%～35%的濕濾餅。漿料通過離心機(jī)進(jìn)料泵從離心機(jī)漿料罐送到離心機(jī)。經(jīng)過離心機(jī)脫水的濕濾餅落入濕樹脂螺桿來給轉(zhuǎn)筒干燥器進(jìn)料螺桿進(jìn)料。通過轉(zhuǎn)筒干燥器進(jìn)料螺桿，濕濾餅進(jìn)入轉(zhuǎn)筒干燥器內(nèi)，由熱空氣干燥，轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速在0.5～3.0rpm 之間。

在離心機(jī)脫水過程中主要目的是為了除去絮凝后漿料的殘酸，脫酸過程控制產(chǎn)品的殘酸含量在合格的范圍，較高的殘酸會影響到高橡膠接枝粉的白度，并且最終產(chǎn)品的色差不利于提高產(chǎn)品質(zhì)量[3]。高橡膠接枝粉在不同殘酸濃度下白度及相對應(yīng)ABS 產(chǎn)品色差的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（見表3）。

表3

由表3 中數(shù)據(jù)可以看出：當(dāng)高橡膠接枝粉的殘硫酸含量超過0.025 后，高橡膠接枝粉的白度和最終產(chǎn)品ABS 的色差都有顯著的波動(dòng)。這說明當(dāng)高橡膠接枝粉殘硫酸的含量較高時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量會出現(xiàn)較大的波動(dòng)。這在日常生產(chǎn)中有很大的指導(dǎo)意義，要求工藝人員要嚴(yán)格控制絮凝劑硫酸的用量，同時(shí)也要嚴(yán)格控制離心機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，如果出現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)異常一定要迅速反應(yīng)，將產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)控制在較低的范圍內(nèi)。

2.3 生產(chǎn)水對高橡膠接枝粉白度的影響

在絮凝工藝中，水起到洗酸、噴淋、調(diào)節(jié)溫度等作用，水的用量在40m3/h 左右，在實(shí)際生產(chǎn)中水含鐵離子的多少對高橡膠接枝粉有著至關(guān)重要的影響，通過長期的檢測工藝水中鐵離子的含量及相對應(yīng)的高橡膠接枝粉的白度和色差，得出以下數(shù)據(jù)（見表4）。

表4

由表4 中的數(shù)據(jù)可以看出，是長期生產(chǎn)記錄的數(shù)據(jù)，當(dāng)工藝水中鐵離子的含量超過4ppm 時(shí)，對高橡膠接枝粉和最終產(chǎn)品的色差產(chǎn)生較嚴(yán)重的影響。在日常生產(chǎn)中，定期檢測工藝水中的鐵離子含量尤為重要，如果發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)查找可以避免最終產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2.4 其他因素

2.4.1 助劑使用

高橡膠接枝膠乳出料后，會向膠乳加入抗氧劑，提高高橡膠接枝膠乳抗氧化性。如果抗氧劑產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)異常，將會降低絮凝階段高橡膠接粉料的抗氧化性，粉料在高溫條件下氧化性降低后，會影響高橡膠接粉料的白度。

2.4.2 設(shè)備維護(hù)

高橡膠接枝膠乳反應(yīng)釜內(nèi)部結(jié)塊、高橡膠接枝膠乳儲罐內(nèi)部結(jié)塊、單體過濾器積料、集塵器布袋積料都會對高橡膠接膠粉料白度造成影響。提高設(shè)備維護(hù)頻次可以保證系統(tǒng)潔凈度，進(jìn)而提高高橡膠接膠粉料白度。

3 總結(jié)

通過對影響高橡膠接枝粉主要影響因素的分析，提出了合理安排產(chǎn)量、控制膠乳存儲時(shí)間、提高質(zhì)檢頻次、關(guān)注膠乳pH 變化、強(qiáng)化質(zhì)量意識，應(yīng)對生產(chǎn)水鐵離子濃度變化強(qiáng)化質(zhì)量意識，應(yīng)對工藝水鐵離子濃度變化嚴(yán)控工藝參數(shù)，降低粉料殘酸低濃度；助劑精細(xì)管理，保證粉料抗氧化性、加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，提高生產(chǎn)系統(tǒng)潔凈度等管理措施。經(jīng)過一年的質(zhì)量管控，高橡膠接枝粉的質(zhì)量有了較大的提升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，所有檢測樣本中，粉料白度高于90 的占全部檢測樣本的96.7%，2018 年為88.9%，同比增長8.75%；粉料白度檢測數(shù)據(jù)高于91 的占 66.1%，2018 年為 57.8%，同比增長14.35%。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以看出，經(jīng)過2019 年的質(zhì)量管控，粉料白度達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。同時(shí)，應(yīng)用質(zhì)量管控過程中積累的經(jīng)驗(yàn)，采用類似方法并結(jié)合實(shí)際情況，對今后出現(xiàn)的工藝問題進(jìn)行解決。