浅谈pH中和剂对悬浮聚合反应体系的影响

李俊仁 张海超(青海盐湖工业股份有限公司化工分公司，青海 810000)

李龙(青海地矿集团格尔木盐湖资源开发有限公司，青海 810000)

李桂萍(青海盐湖工业股份有限公司，青海 810000)

1 氯乙烯悬浮聚合原理

氯乙烯悬浮聚合采用无离子水作为聚合反应的载体，同时要求聚合反应体系的温度为50-65℃，因此为节约体系升温时间，采用等温水入料，将氯乙烯（VCM）单体在搅拌的作用下分散成小液滴，悬浮于水体系中进行聚合。为保证液滴的均匀分散，且防止VCM液滴的并聚和防止达到一定转化率后PVC粒子的粒并，需在体系中加入一定浓度的分散剂溶液并通过搅拌均匀分散于体系中。聚合反应体系采用过氧化物作引发剂，引发剂溶于单体中，在聚合温度（50-65℃）下分解成自由基，引发VCM聚合，氯乙烯聚合是放热反应，放出的热量由聚合釜夹套中冷却水带走，放热速度必须保证与传热速度相等，以保证反应热及时移出，均匀的粒度分布确保体系内各点的温度相同，以保证聚合温度的恒定，而在此反应体系中必须保证反应体系pH值在6-7之间，如无法保证体系的pH值，则将影响整个反应体系内分散剂的分散效果，导致粒度分布不均匀从而影响产品质量，影响生产的稳定性。

2 pH中和剂的作用

通过对氯乙烯悬浮聚合原理的了解可见，pH值中和剂作为聚合反应添加助剂，在聚合反应过程中起着重要的作用。

在悬浮聚合体系中，对于无离子水投加系统，如无离子水生产达到聚合入料要求，则几乎没有碳酸根离子，pH值在6-7左右，但如果加入氯乙烯，则体系会略呈酸性，pH值在6左右，在分散剂加入时，偏酸的悬浮聚合体系影响分散剂的稳定性，会破坏分散剂的保胶和液滴保护能力，导致液滴无法均匀分散，体系稳定性差，从而造成产出PVC颗粒不规整，容易产出大颗粒料，甚至出现PVC颗粒的粘结，严重时出现“爆聚”，这不但影响了产品质量且还会造成后期的聚合系统停车清理，影响系统平稳运行，导致原辅料的浪费，影响产量，同时也加大生产劳动量，严重时可能导致设备、仪表的损坏，带来不必要的损失，因此需在分散剂加入前加入适量pH中和剂，保证pH值控制在6-8之间，可防止上述生产事故的发生。

在聚合反应中后期，由于随着聚合反应体系中pH值的降低，也会导致PVC浆料的粘结，导致反应体系产生的反应热无法及时移出，从而会降低聚合速率，并且由于反应体系的气相及液相中含氧,也会引起反应体系的pH值下降,体系稳定性变差，从而造成产出PVC颗粒不规整，容易产出大颗粒料，甚至出现PVC颗粒的粘结，导致反应热无法及时移出，严重时造成爆聚，因此，为防止上述情况的发生可在反应体系中加入适量pH中和剂，来调节反应系统的pH值。

可见，悬浮聚合反应体系中pH对反应体系有极大地影响，为保证体系的平稳运行，必须在体系中加入适量的pH中和剂，保证体系pH值控制在6-8之间。

3 pH中和剂用量的确定

在悬浮聚合反应体系中，加入适量的pH中和剂可保证反应体系的稳定，通常反应采用的pH中和剂的pH值约在7-8之间，可见，可加入过量的pH中和剂，体系的pH值仍在允许范围之内，也能保证生产的平稳运行，但本着节能降耗的目的，各生产单位必然将会对pH值中和的用量调至合理范围（即能满足生产需求，又不对pH中和剂造成浪费）之内。

因此，pH中和剂用量的确定将直接影响到生产成本，通常普遍生产单位会选用碳酸氢铵作为pH中和剂，就碳酸氢铵为例做简单的用量分析，聚合体系中，主要酸来源于氯乙烯，因此碳酸氢铵的用量需根据氯乙烯的加入量来确定，一般用量为氯乙烯加入量的0.02%-0.04%，为保证体系的稳定生产可先根据0.04%计算来加入碳酸氢铵，随后可对反应完成后的浆料进行pH检测，如pH值在大于6.2，可逐步减少用量，从而确定碳酸氢铵的合理用量，但由于浆料的pH值会随着温度的升高而略微降低，因此，实际反应中浆料的pH值将略低于检测的浆料pH值，因此切记不可将浆料的pH控制在6以下。

在聚合反应体系中，pH中和剂起着重要的作用，是悬浮聚合反应体系必不可少的辅助药剂，并且pH中和剂用量的选择将直接影响生产成本，为了在节能降耗的同时保证平稳生产，pH中和剂的用量必须通过实验生产数据逐步调整，且必须根据体系内pH值来进行调整，调节的同时必须考虑其余原辅材料的pH值，这样才能科学的确定pH中和剂的用量。

科学、合理的确定pH中和剂的投加量可保证生产系统的平稳运行，同时也能达到节能降耗的目的，做到以最低的成本做出最好的树脂，保证企业的长远发展。

[1]聚氯乙烯生产与操作.

[2]聚氯乙烯手册.