2.2.2.3 聚合釜的粘壁 在氯乙烯悬浮聚合中,聚合釜的粘壁是影响聚合反应及产品质量的十分重要的问题,粘壁物使釜的传热系数下降。粘壁物渗入树脂的成品中,使树脂在加工时产生不易塑化的“鱼眼”,降低了产品质量。聚合釜在使用一定的周期后需要定期清理,这不仅增加了劳动强度,同时也降低了设备利用率。因此,防止聚合釜的粘壁及粘壁物的清理工作,成了聚氯乙烯工业发展的重要课题,同时也是聚合釜的大型化和生产工艺密闭连续化的障碍。2.2.2.3.1 粘壁的机理 在氯乙烯悬浮聚合中,水为分散介质且与釜壁接触。氯乙烯则被分散为油滴而被分散剂所包围和保护,所以微溶于水中的单体和引发剂与釜壁接触的机会远比单体液滴为多。单体液滴由于种种原因,冲破外层分散剂的保护膜也可以与釜壁接触,这是液相粘釜的两个主要来源。在聚合釜的气相,由于气、液处于动平衡状态,液相中挥发的VCM则携带部分引发剂或增长着的自由基,在气相冷凝于釜壁并聚合。这是气相粘壁的主要原因。影响聚合釜粘釜的原因是多方面的,如搅拌的形式和转速;釜型和釜壁的材质;釜内壁的光洁度;物料配比;分散剂和引发剂的种类及用量;各物料的纯度;体系的pH;聚合反应温度等。但可归纳为以下两大因素。(1)物理因素 由于釜内壁表面不光滑、呈凹凸不平状,沉积于凹陷内部的VCM与釜壁因分子间引力而结合、聚合为粘釜物,并以此为中心进一步进行接枝聚合使粘釜逐渐加重。在聚合反应液体向固体转化呈黏稠态时,一旦颗粒保护膜被撞坏则黏稠物黏着于釜壁。实践证明,强烈地搅拌和粗糙的釜壁,均会使粘釜加重。这种粘壁物一般先成斑点状而逐步增大,其与釜壁的结合力较弱,也易于清除。(2)化学因素任何金属表面总有瞬时电子和空穴的存在,这两者都具有自由基引发聚合的特征,尤其是金属釜壁在外界条件变化时,会与单体发生电子得失而成为自由基,逐渐进行接枝聚合形成粘釜物。这种粘釜物一般首先使釜壁失去金属光泽并逐渐加重。粘釜物与釜壁结合力较大,清除较困难。实际上这两种因素并不孤立存在,它们互相依赖,相互促进,使粘釜现象更加严重。
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