PVC树脂生产中水溶性终止剂运用分析
摘要：在氯乙烯聚合反应中，当后期釜压降至0.1～0.2MPa时须立即加入终止剂，以使游离基连锁反应停止进行，从大分子结构上减少支链来提高PVC树脂的热稳定性。在终止剂的选用过程中，对其性能的考量尤为重要。下面就水溶性终止剂在PVC行业的应用进行论述。
关键词：PVC树脂；生产；水溶性；终止剂；运用
1水溶性终止剂性能
水溶性终止剂是一种高效环保型终止剂，其成分为有机铵、热稳定剂；此产品具有终止聚合能力强、水中分散性能好等特点，其基本物理和化学性质如下。外观，无色或浅棕色透明液体；气味，特殊气味；嗅觉阚值，0.052×10-6(检测)，0.16×10-6(闻)；pH值，≥9；沸点，90—100℃；易燃性，不可燃；闪点，≥50℃(检测方法为闭杯)；密度，≥1.0g/cm3；溶解性，溶于水。
2试用情况
基于PVC树脂的生产，在试用过程中记录水溶性终止剂的终止效果、树脂白度、热稳定性等，并与油溶性终止剂进行对比，以测试水溶性终止剂的性能。
2.1终止效果
因终止剂的终止效果直接影响到聚合釜的安全运行，所以其终止效果是判断终止剂性能的重要条件。而终止剂的终止效果越好，则在同等条件下，聚合釜釜温、釜压下降就越快，因此，在同一釜型、相同的时间内对使用油溶性终止剂和水溶性终止剂终止的釜温、釜压(加入终止剂前及加入终止剂后10min内，聚合釜温度、压力的变化值)进行记录、对比，以判定终止剂的使用效果。使用油溶性终止剂釜温降平均值为2.04℃、釜压降平均值为0.034MPa(10min)；使用水溶性终止剂釜温降平均值为2.7℃、釜压降平均值为0.036MPa(10min)；两者均可以达到终止效果，但水溶性终止剂效果优于油溶终止剂。
2.2终止剂对树脂热稳定时间和老化白度的影响
当前使用的终止剂一般为复合型终止剂，兼备终止、抗氧化、提高热稳定性、提高树脂白度的作用，而老化白度更是PVC树脂国标中十大监测指标之一。PVC树脂的热稳定性会影
响树脂后续加工的降解和交联等反应，因此热稳定性也是衡量终止剂性的能指标之一。在同一釜型、生产同种树脂的条件下，使用2种不同型号的终止剂，对生产的树脂白度进行分析，同时采用刚果红法对树脂热稳定性进行测试。
油溶性终止剂热稳定时间平均值为6min16s，白度平均值为81.08％；水溶性终止剂热稳定时间平均值为8min18s，白度平均值为83.19％；热稳定时间及白度均有所提高，但在提高热稳定性方面，水溶性终止剂需要配合加入脂肪酸锌。
2.3环保性能
随着社会环保意识的提高，后续加工对产品的环保性能要求随之提高，所以对PVC树脂的环保性能提出了更高的要求；同时，生产PVC产生的母液水在后续生化处理中对COD的处理成本也相对较高，因此选用一款相对环保的终止剂不但满足了后续加工产品对PVC树脂的要求，同时也降低了后续处理的费用。在同一釜型、生产同种树脂的条件下，使用两种不同型号的终止剂后，母液水的COD值测试结果为：油溶性终止剂母液水COD平均值为505.5mg/L，水溶性终止剂母液水COD平均值为444mg/L，使用水溶性终止剂母液水COD有所降低。
目前，国内PVC生产中聚合反应使用的终止剂大多数仍然是碱液溶解的丙酮缩氨基硫脲(简称ATSC)、有机溶剂溶解的抗氧剂溶液或使用乳化剂乳化的抗氧剂乳液，普遍存在毒性高、终止效率低等缺点，与欧美发达国家同类产品存在着显著的差距，特别是出口时会受到很大的限制。西安道尔达化工有限公司借助西安众多的高校和科研机构，研发出了性能优异的新型高效环保水性终止剂。该终止剂完全不同于国内现有的终止剂，不含有目前常规终止剂的组分；该终止剂是一款真正环保型的终止剂，完全符合欧盟环保标准；该终止剂性能十分优异，既含有高效终止自由基的组分，又含有明显提高PVC热稳定性的组分，其使用量仅为目前国内常规终止剂用量的1/3～1/2，具有极大的性价比优势，可明显降低PVC生产成本。目前该终止剂在鄂尔多斯君正能源化工有限公司和鄂尔多斯电力冶金股份有限公司PVC项目部已获得成功应用，深受厂家赞誉。西安道尔达化工有限公司PVC新型高效环保水性终止剂的研发成功，对我国PVC制品的环保无毒化有十分积极的意义。
在PVC生产过程中，终止剂一般在以下3种情况时加入：①聚合异常时，提前加入少量终止剂，减缓聚合反应。②聚合正常压力降低0.1~0.2MPa时，加入终止剂，终止反应。③发生停电等紧急情况时，加入大量紧急终止剂，迅速终止聚合反应。君正化工树脂分厂PVC实际生产中，第1种情况在夏季多有发生，但第3种情况1年甚至几年都不会发生，所以下
文谈及的终止剂是指聚合正常降压条件下加入终止剂终止反应的情况。因夏季聚合釜换热能力减弱，聚合反应过程中通常会出现反应速率过大的情况，冷却水开到最大量仍无法移出全部反应热，致使釜温升高。这种情况持续下去，会出现产品分子质量分布宽，甚至转型而不利于加工，严重时会造成温度不断升高而出现爆聚。此时加入少量终止剂可使反应恢复正常，从而避免爆聚的危险和质量的变坏。
3终止剂性能验证
不同厂家的终止剂、相同厂家不同批次的终止剂在使用中都可能存在差异，为掌握终止剂性能变化情况，及时发现问题并相应调整，提出以下建议。(1)终止效果判定原则：终止剂的终止效率越大，则在同等条件下，釜温下降越多，釜压下降越快。因此建议在工况相同情况下，加入同等有效含量的终止剂，在相同时间内记录釜温、釜压的下降情况，以评价不同终止剂的终止速度与终止效果。(2)树脂浆料的pH值直接关系到树脂的老化白度及对系统管路的腐蚀，一般在聚合加料前通过加入缓冲剂来维持在反应过程中体系的pH值为中性。但在实际生产过程中，反应结束后，聚合釜内浆料的pH值一般都会显酸性，加入终止剂后，可将树脂浆料的pH值调至8~9。因此建议通过测量加入终止剂前后聚合釜浆料pH值
的变化，掌握终止剂对浆料pH值的调节作用。(3)在PVC分子链中，HC1脱除反应及PVC降解是PVC树脂老化白度下降的主要原因之一。终止剂加入聚合釜内，通过汽提、干燥等工序后，留存在树脂中的有效成分可吸收PVC降解过程中产生的HC1,降低PVC降解过程中的自催化作用，可提高树脂的老化白度，因此跟踪对比不同终止剂产出树脂的老化白度，可以有效掌握不同终止剂增强老化白度的能力。(4)在PVC树脂生产过程中，加入终止剂后，聚合釜进行出料、回收操作，其间少量终止剂会随着回收的氯乙烯或夹带的物料进入回收单体系统，当回收单体再次使用时会出现终止剂阻聚效应，表现为聚合反应时间延长。一般要求终止剂的后续阻聚效果越小越好。所以，通过检测使用不同终止剂后聚合反应时间的变化情况，掌握并判断终止剂的阻聚效果。
4结语
终止剂的性能变化、加入时间、加入量都不同程度影响着树脂质量，使用单位只有更加严密地监管，掌握终止剂使用中生产工艺参数和产品质量的变化，才能更有效地保证产品质量。
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