Métodos de polimerización de PVC

El PVC se prepara mediante polimerización por adición de radicales libres. Los métodos de polimerización incluyen principalmente polimerización en suspensión, polimerización en loción y polimerización en masa. La polimerización en suspensión es el método principal y representa alrededor del 80 por ciento de la producción total de PVC. Agregue agua pura, monómero VCM licuado y dispersante al reactor, y luego agregue iniciador y otros aditivos. Cuando la temperatura sube a cierta temperatura, el monómero de VCM sufre una polimerización por radicales libres para generar partículas de PVC. La agitación continua hace que el tamaño de las partículas sea uniforme y las partículas generadas se suspenden en agua. Además, el método de microsuspensión también se usa para producir resina de pasta de PVC, que tiene un buen rendimiento y propiedades de formación de pasta.
① Método de polimerización en suspensión: el monómero se suspende y dispersa en la fase acuosa en forma de microgotas, y el iniciador soluble en aceite seleccionado se disuelve en el monómero. La reacción de polimerización se lleva a cabo en estas microgotas. El agua absorbe oportunamente el calor de la reacción de polimerización. Para garantizar que estas microgotas se dispersen en el agua como perlas, es necesario agregar estabilizadores de suspensión, como gelatina, alcohol polivinílico, metilcelulosa, hidroxietilcelulosa, etc. Los peróxidos orgánicos y los compuestos azoicos se utilizan principalmente como iniciadores, tales como peroxidicarbonato de diisopropilo, peroxidicarbonato de diciclohexilo, peroxidicarbonato de dietilhexilo, azodiisobentronitrilo, azodiisobutironitrilo, etc. La polimerización se lleva a cabo en un polimerizador con un agitador. Después de la polimerización, los materiales fluyen al tanque de recuperación de monómeros o al separador para la recuperación de monómeros. Luego fluye al recipiente mezclador, se lava con agua, se centrifuga para deshidratarla y se seca para obtener la resina terminada. El monómero de cloruro de vinilo se eliminará de la resina tanto como sea posible. Para el PVC utilizado para el envasado de alimentos, el contenido de monómero libre debe controlarse por debajo de 1 ppm. Durante la polimerización, para garantizar que se obtenga la resina con el peso molecular especificado y el rango de distribución de peso molecular y evitar la polimerización por explosión, se deben controlar la temperatura y la presión durante la polimerización. El tamaño de partícula y la distribución del tamaño de partícula de la resina están controlados por la velocidad de agitación y la selección y cantidad de estabilizador de suspensión. La calidad de la resina se caracteriza por el tamaño de partícula y la distribución del tamaño de partícula, el peso molecular y la distribución del peso molecular, la densidad aparente, la porosidad, el ojo de pez, la estabilidad térmica, el color, el contenido de impurezas y el flujo libre de polvo. El reactor de polimerización es el equipo principal, que está hecho de un reactor de acero revestido con acero inoxidable o esmalte, equipado con agitador y camisa de transferencia de calor para control de temperatura, o tubería de drenaje de enfriamiento interno, condensador de reflujo, etc. Para reducir el costo de producción, el volumen del reactor se ha expandido gradualmente de varios metros cúbicos a más de diez metros cúbicos, y el volumen máximo ha alcanzado los 200 metros cúbicos (reactor de caldera). El polimerizador se desincrustará después de múltiples usos. El PVC preparado con alcohol polivinílico y éter de celulosa como estabilizador de suspensión es generalmente suelto, con muchos poros, área de superficie grande y plastificante fácil de absorber y plastificar.
② Polimerización en loción: el método más antiguo para la producción industrial de PVC. En la polimerización en loción, además del agua y el monómero de cloruro de vinilo, se agregan tensioactivos tales como sulfonato de alquilo de sodio como emulsionantes para dispersar el monómero en la fase acuosa para formar una loción. El persulfato de potasio o el persulfato de amonio solubles en agua se usan como iniciadores, y también se puede usar el sistema iniciador de "reducción de oxidación". El proceso de polimerización y el método de suspensión son diferentes. También se añade alcohol polivinílico como estabilizador de la emulsión, dodecil mercaptano como regulador y bicarbonato de sodio como tampón. Hay tres métodos de polimerización: polimerización por lotes, polimerización semicontinua y polimerización continua. El producto de polimerización es una emulsión y el tamaño de partícula de la loción es 0.05-2 μ m. Se puede aplicar directamente o secar por aspersión para formar resina en polvo. El método de polimerización por loción tiene un ciclo de polimerización corto y es fácil de controlar. La resina obtenida tiene un alto peso molecular y un grado uniforme de polimerización. Es adecuado para la fabricación de pasta de PVC, cuero artificial o productos impregnados. La fórmula de polimerización de loción es compleja y el contenido de impurezas en el producto es alto.
③ Polimerización a granel: la unidad de polimerización es especial, compuesta principalmente por una caldera de prepolimerización vertical y una caldera de polimerización horizontal con agitador de marco. La polimerización se lleva a cabo en dos etapas. El monómero y el iniciador se prepolimerizan durante 1 h en el reactor de prepolímero para generar partículas semilla. En este momento, la tasa de conversión alcanza el 8 por ciento ~ 10 por ciento, y luego fluye hacia el segundo reactor de polimerización, donde se agrega la misma cantidad de monómero que el prepolímero para continuar la polimerización. Cuando la tasa de conversión alcanza el 85 por ciento ~ 90 por ciento, el monómero residual se descarga y luego el producto terminado se obtiene triturando y tamizando. El tamaño de las partículas y la forma de la resina están controlados por la velocidad de agitación, y el calor de la reacción se obtiene mediante la condensación por reflujo del monómero. El proceso de producción de este método es simple, la calidad del producto es buena y el costo de producción es bajo.