悬浮聚氯乙烯树脂各项指标对制品的影响.pdf

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1、悬浮聚氯乙烯树脂各项指标对制品的影响魏永涛王建兵（天津大沽化工有限责任公司，天津塘沽300455）[摘要]本文简单介绍了悬浮PVC树脂主要指标对制品的影响，并结合型材、管材、管件、透明片等硬制品的生产及应用要求，提出对树脂指标的具体数据，供大家参考。[关键词]聚氯乙烯；制品；塑化；型材；管材；管件；透明片随着我国近年来国民经济的高速发展，聚氯乙烯树脂的应用领域不断拓宽，生产能力也逐年上升。据不完全统计，2002年国内聚氯乙烯产量为338.87万吨，比2001年增长15.25%，表观消费量为554.33万吨，比2001年增长10.7

2、6%。1998~2002年聚氯乙烯每年平均消费增长率为19.4%，产量年均增长率为13.69%，进口量年均增长27.8%。聚氯乙烯树脂作为重要的有机合成材料，广泛应用于轻工、建材、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等部门，尤其在塑料业（建筑塑料、农用塑料、塑料包装材料、日用塑料、工业用工程塑料）领域占有重要的地位。随着加工业的发展，PVC树脂的消费结构也发生了巨大的变化，硬制品的消费比例由10年前的不到30%升至50~60%。因此，结合PVC树脂标准分析它对后加工的影响显得非常有意义。PVC树脂的聚合方法有：悬浮聚合、乳液聚合和

3、本体聚合。其中以悬浮聚合为主，该方法产量约占PVC树脂总产量的90%左右。因此本文以悬浮法PVC树脂为例来分析。1.影响制品加工的主要树脂指标1.1粘数(Ｋ值、或平均聚合度)PVC树脂是相对分子量不等的PVC分子的混合物。树脂的平均聚合度对制品的机械性能及加工特性有极大影响，聚合度愈大，材料的强度、刚度、韧性、耐热及耐低温性愈好，但加工成型性能愈差。究其原因，主要是随PVC相对分子量的增加，大分子链间范德华引力和缠绕程度相应增加，使其材料力学性能提高，耐热性及耐低温性得以改善；同时，随着相对分子量的增加（对于悬浮法聚氯乙烯，相对分

4、子量是聚合温度的函数），PVC分子链中缺陷结构相应减少，故材料耐热及耐热性提高。因此，平均聚合度的选择要综合考虑。另外，PVC树脂的分子量分布对塑料加工及制品性能有密切的关系。对于悬浮疏松型PVC树脂，成型加工以分子量分布较窄为好，以保证加工性能和制品性能（塑化均匀）。因此，聚合过程要保证聚合温度的精确控制，减少造成分子量分布加宽的因素。1.2杂质粒子数杂质粒子是PVC树脂重要指标之一。杂质粒子分两种，一是外来机械杂质；二是由于聚合釜冲洗不干净后吸附防粘釜剂或树脂本身热稳定性差造成的在后处理工序中变黄的树脂颗粒。另外，设备设计不合

5、理（如汽提塔、干燥床等），存在死角也会造成树脂长时间受热变色生成杂质粒子。在塑料加工过程中，如果杂质粒子偏多，会给生产、制品性能及消耗带来不利影响。比如在型材加工成型中，杂质粒子多，会在型材表面出现斑点，严重影响外观质量，因此不得不停车处理，造成废料的生成；另外，由于杂质粒子不塑化或虽然塑化但强度低，会在制品中形成缺陷点，降低制品的机械力学性能。1.3挥发物含量PVC树脂中挥发物（主要是残留VCM和水分）含量反映了树脂颗粒特性或干燥的程度。挥发物含量太低，易产生静电，树脂的流动性能差，不利于加工成型时喂料操作；挥发物含量太高，树脂

6、易结块、流动性差，且给成型加工时“脱气”造成压力，对制品质量带来不利影响。比如，在型材加工过程中，挤出机螺杆中部设有一真空脱气孔，一般情况下，随着树脂颗粒的熔融和破碎，挥发物基本上全部被脱出，但如果挥发物含量超标，就有可能来不及脱除而随物料一起进入熔体输送区，最终包裹在制品中，严重影响产品质量。1.4表观密度表观密度是PVC树脂粉体基本上未被压缩情况下单位体积的质量。它与树脂的颗粒形态、平均粒径及粒径分布有关。树脂的这些颗粒特性对后加工过程有很大的影响。由于PVC树脂的低温脆性、热稳定性差，因此在加工过程中，需要添加多种助剂；要充

7、分发挥这些助剂作用，必须进行混料，混合效果的好坏很大程度上取决于树脂颗粒的特性；表观密度高，树脂颗粒规整，有利于混料时剪切热的生成和混合原粉的予塑化，同时缩短了混料时间。表观密度的选择需要和树脂的应用领域相结合，高分子量树脂用于软制品加工，需要加增塑剂，相应要求树脂颗粒孔隙率要高些，表观密度相应低些；而对于硬制品的生产，分子量要求不高，加工过程一般不加增塑剂，因此对树脂颗粒的孔隙率要求低一些，但对树脂的干流性有要求，因此树脂的表观密度相应高些。1.5“鱼眼”数我们把在加工过程中未能塑化的树脂颗粒称为“鱼眼”，有人也把它称为“晶点”

8、。鱼眼的形成有多种途径，比如，PVC分子量分布过宽，会造成在同一加工工艺条件下，低分子量分子塑化快，而分子量高的分子塑化慢，如果加工过程时间短，此时易造成“鱼眼”多的现象；另外，如果在聚合反应过程中，反应热不能很好地移出，分散的VCM液滴内部会形成