王 群，楊順寶

（中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司，內(nèi)蒙古 阿拉善 750336）

1 概述

中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司采用的微懸浮聚合法生產(chǎn)工藝是制得PVC 糊樹脂較新的一種方法，早在20 世紀(jì)60 年代中期已工業(yè)化。 其流程是先將部分VCM 用機(jī)械均化的方法制成穩(wěn)定的乳狀 （粒徑在1.0 μm 左右），然后進(jìn)行聚合（必須選用油溶性的引發(fā)劑）， 使用這種方法生產(chǎn)的PVC 糊樹脂的流動性優(yōu)良，乳化劑用量少，樹脂的熱穩(wěn)定性和抗水性均得到了改善。聚氯乙烯糊樹脂因粒度微細(xì)，質(zhì)地像滑石粉，不具有流動性，同增塑劑混合后經(jīng)攪拌形成穩(wěn)定的懸浮液，即制成PVC 糊料，或稱作PVC 增塑糊、PVC 溶膠，而且以這種形式加工成最終制品。 在制糊過程中， 可根據(jù)不同的制品需要， 添加各種填料、稀釋劑、熱穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑及光穩(wěn)定劑等輔料，然而糊樹脂表觀密度的大小往往會影響制糊的速率和效果。

2 微懸浮法制備糊樹脂工藝

將助劑、乳化劑、硬脂酸等用熱水配制好后等待加料，加料時將純水、引發(fā)劑等同時加入分散罐內(nèi)，依次再加入配制好的化學(xué)品，再加VCM，加完后在分散泵的作用下在分散罐中循環(huán)， 使物料分散成為穩(wěn)定的微小液滴， 按照相關(guān)的流量要求將分散罐中的分散液打入聚合釜中[1]，當(dāng)經(jīng)分散泵分散的料液全部進(jìn)入聚合釜后，開始升溫聚合，當(dāng)聚合溫度達(dá)到一定溫度后開始利用夾套換熱保持聚合溫度， 經(jīng)過長時間聚合反應(yīng)，聚合釜內(nèi)溫度恒定、壓力降到規(guī)定值時說明聚合反應(yīng)結(jié)束， 然后打開聚合釜上部單體回收閥進(jìn)行氯乙烯單體回收。先自壓回收再強(qiáng)制回收，同時向聚合釜夾套通入熱水使釜內(nèi)膠乳溫度達(dá)到相應(yīng)數(shù)值[2]。 強(qiáng)制回收后當(dāng)釜內(nèi)壓力達(dá)一定值后，將釜內(nèi)糊樹脂膠乳通過放料泵打入放料罐。 放料后對聚合釜進(jìn)行抽真空，繼續(xù)進(jìn)行強(qiáng)制回收，徹底除凈釜內(nèi)氯乙烯，打開釜蓋進(jìn)行高壓清洗，再進(jìn)行噴淋及管道清洗，清洗結(jié)束后對聚合釜噴涂防粘釜劑，等待下一釜加料[3]。

干燥放料罐中的膠乳通過第一膠乳泵送入膠乳振動篩，料渣經(jīng)過膠乳振動篩進(jìn)入料渣溜槽，膠乳進(jìn)入膠乳貯槽。 貯槽中的膠乳經(jīng)第二膠乳泵送入噴霧干燥塔中進(jìn)行霧化干燥， 干燥后的糊樹脂粉一部分隨氣流進(jìn)入袋濾器，另一部分受重力進(jìn)入干燥塔。進(jìn)入干燥塔及袋濾器的糊樹脂在一次輸送風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)入研磨機(jī)研磨， 研磨后的糊樹脂粉通過成品輸送風(fēng)機(jī)進(jìn)入成品料倉， 最后經(jīng)過成品下料旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)入包裝工序。

3 表觀密度控制過程中出現(xiàn)的問題

PVC 糊樹脂成品的表觀密度是糊樹脂的質(zhì)量與表觀體積之比，是PVC 糊樹脂成品的重要檢測指標(biāo)，表觀密度的大小關(guān)系著用戶滿意度，表觀密度過高，會導(dǎo)致吸油和崩解速率偏低，影響客戶的生產(chǎn)效率及使用體驗；表觀密度控制過低，表觀體積相應(yīng)較大，會出現(xiàn)包裝袋裝不下及封口大量破包等問題，所以合理的表觀密度尤為重要， 結(jié)合生產(chǎn)實際及客戶需求，表觀密度控制為0.25～0.35 g/mL 較為合理。

（1）表觀密度波動較大

PVC 糊樹脂表觀密度的影響因素眾多，生產(chǎn)過程中的空氣濕度、環(huán)境溫度、在料倉中的停留時間及壓縮空氣溫度等因素均會導(dǎo)致糊樹脂表觀密度變化，在實際生產(chǎn)中想穩(wěn)定表觀密度難度較大。

（2）PVC 糊樹脂成品的破包率升高

隨著PVC 糊樹脂表觀密度降低，表觀體積相應(yīng)增大，導(dǎo)致包裝袋料位上升。 因料位過高，在熱合封口階段，包裝袋會受到振動或擠壓等外力，部分成品樹脂在外力作用下被擠壓至熱合封口處， 封口處的糊樹脂粉塵會在很大程度上降低熱合封口的質(zhì)量，導(dǎo)致生產(chǎn)破包及裝車破包增加， 破包的成品糊樹脂需要重新倒袋封口，不僅增加了員工的勞動強(qiáng)度，在手動熱合過程中也存在夾手等風(fēng)險， 給安全生產(chǎn)及職業(yè)健康管理帶來較大不穩(wěn)定因素。

（3）PVC 糊樹脂成品的包裝重量精準(zhǔn)度受到影響

隨著PVC 糊樹脂表觀密度降低，表觀體積相應(yīng)增大，包裝袋料位也會相應(yīng)上升。在生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)成品物料頂下料口的情況，導(dǎo)致稱重精準(zhǔn)度下降，可能會出現(xiàn)少量不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的成品糊樹脂。

4 影響因素分析

成品糊樹脂表觀密度大小的影響因素包括糊樹脂成品粒徑分布、 顆粒形狀、 粉末顆粒表面化學(xué)特性、顆粒之間的摩擦力、堆積過程受靜電力、范德華力、粒子團(tuán)聚、糊樹脂成品溫度、物料在料倉中的堆積時間、空氣濕度等。用魚刺圖的方式對影響因素進(jìn)行分析，分析結(jié)果見圖1。

圖1 PVC糊樹脂表觀密度影響因素魚刺圖

通過詳細(xì)分析，從實際生產(chǎn)的角度出發(fā)，確定人員操作培訓(xùn)、調(diào)整包裝袋大小、保障系統(tǒng)密封性、制定合理封口管理辦法、制定壓縮空氣溫控表、控制成品風(fēng)機(jī)風(fēng)量及保障研磨機(jī)進(jìn)口溫度為主要手段。

5 改進(jìn)措施

5.1 更改包裝袋尺寸

目前中鹽內(nèi)蒙古化工使用的包裝袋為FFS 重膜包裝袋，該包裝袋采用三層共擠生產(chǎn)，外層由茂金屬聚乙烯（MLLDPE）、線性低密度聚乙烯（LLDPE）、抗靜電劑、助擠出劑等組成；中間層由線性低密度聚乙烯（LLDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、增白母料等組成；內(nèi)層由茂金屬聚乙烯（MLLDPE）、線性低密度聚乙烯（LLDPE）、開口劑、助擠出劑等組成。 生產(chǎn)工藝也相對簡單， 包括上料-塑化熔融-吹塑成型-冷卻-牽引-收卷-放卷-電暈處理-印刷-壓花-折邊-收卷-制袋等步驟。 中鹽內(nèi)蒙古化工的PVC 糊樹脂重量為固定的20 kg/袋，而PVC 糊樹脂成品的表觀密度是指糊樹脂的質(zhì)量與表觀體積之比， 所以包裝袋尺寸的大小會影響成品糊樹脂表觀密度的控制，目前公司有930 mm×450 mm×140 mm 及930 mm×450 mm×165 mm 兩種尺寸的包裝袋，在同等工藝條件下對用兩種尺寸所包裝的PVC 糊樹脂對比統(tǒng)計實驗，實驗結(jié)果見表1。

表1 使用不同規(guī)格包裝袋糊樹脂表觀密度統(tǒng)計

由表1 可知， 包裝袋尺寸會在很大程度上影響表觀密度的控制， 一般來說包裝袋越大對表觀密度的控制越有利。

5.2 加強(qiáng)人員培訓(xùn)

個人的操作技術(shù)水平會對PVC 糊樹脂的表觀密度造成影響， 所以針對表觀密度控制對崗位員工開展以下幾個方面的培訓(xùn)并每月進(jìn)行抽查驗證。（1）如何檢查系統(tǒng)密封性， 確保成品糊樹脂不抱團(tuán)；（2）如何檢查袋濾器壓縮空氣的溫度是否合適；（3）如何判斷料倉中是否有料，避免長時間壓料；（4）如何及時處理包裝機(jī)的簡易故障，避免成品PVC 在成品料倉中長時間停留， 培訓(xùn)結(jié)束后進(jìn)行理論及實操考試驗證。

5.3 控制成品粒徑

PVC 糊樹脂成品粒徑的大小會影響表觀密度的大小， 結(jié)合現(xiàn)場實際情況分別對近3 個月同種牌號的物料進(jìn)行了粒徑及表觀密度對比，見表2。

表2 成品粒徑與表觀密度對比表

由表2 的數(shù)據(jù)可知，PVC 糊樹脂表觀密度與其粒徑關(guān)系密切， 一般情況下粒徑越小表觀密度也會越小，而粒徑大小與研磨機(jī)的各部件頻率有關(guān)，中鹽內(nèi)蒙古化工所使用的研磨機(jī)主要有兩種， 一種是上海亞斯特MMH616 超微錘式機(jī)械粉碎機(jī)，另一種是日本細(xì)川公司ACM150 研磨機(jī)。

在粒徑控制方面，使用上海亞斯特MMH616 超微錘式機(jī)械粉碎機(jī)生產(chǎn)線的糊樹脂粒徑只與粉碎機(jī)頻率有關(guān)，粉碎機(jī)頻率越高，成品糊樹脂粒徑越小，表觀密度亦相對較小。

采用日本細(xì)川公司研磨機(jī)生產(chǎn)的糊樹脂粒徑與研磨機(jī)主電機(jī)頻率、 分級機(jī)頻率及成品風(fēng)機(jī)頻率有關(guān)，研磨機(jī)主電機(jī)及分級機(jī)頻率越高，糊樹脂成品粒徑就越小， 成品風(fēng)機(jī)頻率越低則糊樹脂成品粒徑就越小。

5.4 建立專項管理辦法

在包裝崗位配備品質(zhì)管理員， 負(fù)責(zé)表觀密度控制，每兩小時取樣并檢測數(shù)據(jù)，同時做好數(shù)據(jù)統(tǒng)計；班組長監(jiān)督品質(zhì)管理員做好表觀密度檢測及統(tǒng)計工作，并根據(jù)表觀數(shù)據(jù)調(diào)整工藝及設(shè)備；工藝技術(shù)員負(fù)責(zé)統(tǒng)計表觀數(shù)據(jù)及工藝控制參數(shù)， 根據(jù)統(tǒng)計情況識別關(guān)聯(lián)關(guān)系；設(shè)備技術(shù)員負(fù)責(zé)保障設(shè)備完好運(yùn)行；主要管理者每天檢查各層級人員的履職情況， 并制定表觀密度控制總體方案。

5.5 制定壓縮空氣溫控表

壓縮空氣是保障袋濾器運(yùn)行的重要因素， 會進(jìn)入袋濾器直接接觸成品糊樹脂， 改變糊樹脂成品溫度，保持物料溫度，對表觀密度控制尤為重要。 隨著季節(jié)及晝夜變化， 物料溫度及壓縮空氣溫度會隨室外溫度的變化而變化， 所以恒定的壓縮空氣溫度已不能滿足實際生產(chǎn)需求， 根據(jù)室外溫度調(diào)整合適的壓縮空氣溫度十分必要， 合適的溫度能夠保障表觀密度的穩(wěn)定性，根據(jù)現(xiàn)場實際，制定了壓縮空氣溫控表，見表3。

表3 壓縮空氣溫控對比表

5.6 控制研磨機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度及風(fēng)量

研磨機(jī)進(jìn)風(fēng)的溫度及風(fēng)量是調(diào)整糊樹脂表觀密度的重要因素， 控制研磨機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度可以有效保障糊樹脂成品的物料溫度， 而控制研磨機(jī)風(fēng)量可以保障糊樹脂成品的粒徑及物料溫度。

調(diào)整研磨機(jī)進(jìn)風(fēng)空氣進(jìn)口溫度， 可在研磨機(jī)房空氣進(jìn)口處增加板式換熱器， 夏天通過冷水對空氣進(jìn)行換熱，冬天通入熱水對空氣換熱，換熱后風(fēng)的溫度不能過高亦不可偏低， 過高會導(dǎo)致表觀密度過小影響后續(xù)包裝， 過低會導(dǎo)致表觀密度過大影響客戶使用， 目前中鹽內(nèi)蒙古化工研磨機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度控制在10～25 ℃。

研磨機(jī)風(fēng)量的大小會影響糊樹脂的成品粒徑及成品物料溫度，影響糊樹脂表觀密度。 不同系統(tǒng)及不同牌號風(fēng)量控制大小也有所不同，實際應(yīng)用中調(diào)整風(fēng)量的同時對比表觀密度的變化做出相應(yīng)調(diào)整，一般來說研磨機(jī)進(jìn)風(fēng)量越大糊樹脂成品的表觀密度也會變大，反之，風(fēng)量越小，表觀密度會相應(yīng)變小。

5.7 保障系統(tǒng)密封性

在糊樹脂表觀密度控制過程中， 保障系統(tǒng)密封性也是一個比較重要的舉措。 糊樹脂生產(chǎn)裝置大部分為負(fù)壓系統(tǒng)，若密封性不能得到保障，一方面會讓雜質(zhì)或溫度不符合控制要求的空氣進(jìn)入系統(tǒng)， 另一方面空氣在進(jìn)入系統(tǒng)的過程中會形成流道， 流道中的糊樹脂成品會在空氣的作用下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動， 抱團(tuán)形成粒徑較大的小球，導(dǎo)致糊樹脂表觀密度增大，影響產(chǎn)品的吸油性能。

6 調(diào)整表觀密度數(shù)據(jù)對比

對調(diào)整前及調(diào)整后PVC 糊樹脂的表觀密度數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集整理，并對數(shù)據(jù)趨勢及過程進(jìn)行了分析。 調(diào)整前后PVC 糊樹脂表觀密度變化見表4 及圖2。

表4 2022年6月-2023年5月表觀密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

圖2 糊樹脂表觀密度統(tǒng)計

由表4 及圖2 可以看出， 自以上措施執(zhí)行后PVC 糊樹脂表觀密度得到了有效控制且合格率持續(xù)提升。表觀密度的降低有效提升了PVC 糊樹脂成品的吸油速率，縮短了下游加工過程中的配料時間，提高了下游加工收率。

7 結(jié)論

PVC 糊樹脂表觀密度的影響因素眾多，特別是與人員操作水平、系統(tǒng)密封性、包裝袋尺寸、研磨機(jī)房進(jìn)風(fēng)口溫度及風(fēng)量、 壓縮空氣溫度及成品粒徑等幾個方面有較大關(guān)系， 從可行性手段分析做好以下幾點(diǎn)是糊樹脂表觀密度控制的關(guān)鍵。

（1）合適的包裝袋大小，對PVC 糊樹脂表觀密度控制起著至關(guān)重要的作用，當(dāng)包裝袋偏小時，在包裝過程中會出現(xiàn)裝不下及破包率較高的情況， 而包裝袋偏大時，又會出現(xiàn)裝不滿的情況，袋中空氣較多會導(dǎo)致塌垛等問題。 所以合適的包裝帶尺寸在表觀密度控制中也較為重要。

（2）員工的操作水平對PVC 糊樹脂表觀密度的控制也比較重要， 在實際生產(chǎn)中水平較高的員工能夠準(zhǔn)確判斷出成品料倉物料情況， 能夠杜絕長時間壓料等問題， 避免因壓料導(dǎo)致糊樹脂表觀密度過大的情況。

（3）成品風(fēng)機(jī)風(fēng)量的大小及溫度是控制表觀密度比較關(guān)鍵的因素，決定了物料的溫度及粒徑，所以成品風(fēng)機(jī)風(fēng)量可以根據(jù)系統(tǒng)的實際情況將其控制到合適大小，成品風(fēng)的溫度建議控制在10～25 ℃較為合適。

（4）根據(jù)需求及生產(chǎn)現(xiàn)狀建立專項管理辦法，通過相應(yīng)的管理手段督促各層級人員履職，共同參與，保障產(chǎn)品質(zhì)量。

（5）在生產(chǎn)過程中PVC 糊樹脂成品粒徑大小和粒徑分布范圍要適宜， 粒徑過大會影響表觀密度的控制。

（6）生產(chǎn)系統(tǒng)的密封性也是影響糊樹脂產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，糊樹脂生產(chǎn)系統(tǒng)基本為負(fù)壓系統(tǒng)，密封性好既可以杜絕雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)影響糊樹脂的其他性能也可以避免糊樹脂成品抱團(tuán)，影響客戶使用體驗。