PVC树脂的“鱼眼”问题及解决途径探析

江羿锋

【摘要】作为通用型的树脂材料，PVC（以下简称PVC）在国民经济及生产生活中占据着重要的地位，其质量优劣也反映了一个国家在石油化工领域的技术水平。尽管我国的PVC生产技术经过近六十年的发展已取得了巨大的成就，但依然存在一些问题，其中“鱼眼”就是严重影响我国PVC产品优级品率的突出因素。本文就PVC树脂生产过程中产生鱼眼的主要原因进行分析，并提出相应的解决方法，以期为此领域内的相关研究提供参考。

【关键词】PVC树脂 “鱼眼”问题 解决途径

一、鱼眼的成因及其影响

所谓鱼眼是指在树脂产品中局部存在的一种和周围材料未充分融合的鱼眼状缺陷，一般在透明或半透明塑料薄膜或薄片中肉眼可见。在PVC树脂生产过程中鱼眼的产生主要源于以下两种原因。

（1）单体聚合厚聚合釜内由于放料不彻底或冲洗不干净导致聚合釜内残留有少量PVC树脂颗粒，这些颗粒未经处理便直接进入在下一批次的聚合过程中，在第二批次进行聚合反应时又不能参与到单体的正常反应过程中，于是这些颗粒被包裹入第二批次的PVC树脂当中但又相对分离，彼此间的分子间作用力与常态相比存在较大的差异，因此产生鱼眼。

而在实际生产过程中笔者发现产生这一现象并非偶然，原因在于在放料過程中当聚合釜与放料过滤器之间的压差超过0.1Mpa时放料的阻力会增加，部分PVC颗粒会在聚合釜中沉积。这些PVC颗粒或称为黏釜物的存在导致聚合釜内温度一直处于波动状态，这种不稳定的温度波动还会导致其他一些问题影响产品质量。例如当温度波动为2℃时，会使得产品的多分散系数大大增加，平均聚合度极差可达366，所以在生产装置的实际操作中，聚合釜内的温度波动应当控制在0.5 ℃以内，在保持产品的聚合度相对集中的同时，也能确保PVC颗粒数量的降低，并减小清洗难度。

一般而言在正常生产情况下为控制成本和提高生产效率，针对这个问题实际操作中仅仅进行一次冲洗，流量为25t/h，但往往由于水洗喷头堵塞或难以全方位覆盖，聚合釜壁处的PVC颗粒残留量依然很高，鱼眼问题并未得到理想的解决。

（2）在聚合反应阶段之后对未反应单体进行回收时，混合了大量浆料的气态氯乙烯单体进入压缩机。其中可能会有少量积存物料或者自聚物未被完全滤去而重新进入聚合釜中参与聚合。之后同样因为不能参与到单体正常的聚合反应当中而被包裹到PVC树脂中，进而形成鱼眼。鱼眼作为一种存在于树脂材料中的非均相固态缺陷，不仅会造成应力集中、外观形态瑕疵、受力强度下降、电绝缘性能下降、制品性能不均匀、影响后续加工等质量问题，还大大影响了PVC产品的品级和经济效益。比如若将每吨PVC的鱼眼数从15个降至10个以内，杂质粒子数从20个降至16个以内，则单价至少可以提高一百元。所以在树脂市场中对鱼眼的控制已称为各企业之间竞争的焦点。

二、控制鱼眼的改进措施

（1）减少鱼眼最直接的方法就是尽可能地彻底冲洗聚合釜中的PVC残留及其他杂质，通过优化聚合釜放料冲洗工艺来提高釜内的洁净度，提高产品品质。传统的冲洗工艺有两种：喷淋水洗和人工清洗，喷淋水洗较为简便，但喷淋角度有限，不可能将聚合釜内的各个角落都清洗到，人工清洗虽然能做到无死角，但采取人工作业不仅对人身健康造成一定得危害，而且在操作工序上也较为繁琐，且存在各种风险。笔者发现近年来高压清洗机逐渐在国际市场上兴起，作为一款新兴起的清洗设备它相较于传统手段而言成本更低、洁净率更高、清洗速度更快，更重要的是它不会损坏被清洗物并且对环境无污染。

与传统的聚合釜清洗装置相比高压清洗设备产生的压力更高，达到40Mpa，而且配备了三维旋转喷头，在足够的压力作用下不需要其他助剂就能在短时间内有效减少聚合釜中的各类残留。而且国内某厂家针对此高压清洗机进行实践后发现由于鱼眼的减少，每吨产品的售价最多可提高八百元。

（2）对于回收单体中的各类杂质或自聚物所导致的鱼眼，可以在进入压缩机之前将浆料罐的顶部连续回收流程由直接进压缩机入口改为经回收分离罐和过滤器再进入压缩机。即在对未反应单体进行回收之前先行分离过滤，之后可以通过控制回收量的大小应对浆料罐中液位的高低，这是因为积存物料或是自聚物重新进入聚合釜多是因为大量的回收浆料所导致的夹带，并影响到整个生产装置，最终影响到产品的质量。

另外还有一些生产操作中的细节必须注意，这些细节对最终的产品品质产生了不容忽视的影响：首先由于回收分离罐内的剩余物料多以泡沫形式残留，难以重力排出，所以为了减少浆料中的回收带料，可以在回收分离罐得顶部增加水喷洒以降低罐内泡沫的数量；其次采取这种工艺对过滤器的使用更为频繁，其负荷将大大增加，因此为保证分离效果至多应以半年为周期更换过滤器；再次，在整个生产过程中由于冲洗喷洒等操作的加入，将比常规工艺产生更多的含氯废水，所以应当缩短排放氯乙烯储罐废水的周期。

三、结论

目前已知的PVC树脂的鱼眼问题主要由聚合釜内的黏釜聚合物残留和回收单体内的积存物料、自聚物所导致，所以问题的关键就在于如何洗出黏釜聚合物并将各类杂质从回收单体中剔除，本文所持有的观点为采用三维旋转喷头的高压清洗设备和在将回收氯乙烯单体传入分离罐之前再进行一次分离过滤。

我国工业起步较晚，在技术研发方面与国际先进水平相比还有一定差距，包括PVC的鱼眼在内的各种树脂品级问题一直是影响我国PVC树脂市场竞争力的重要一环，而且在行业标准、测试指标、品类分级等方面都有待进一步健全。以PVC最常见的生活水管为例，在落锤冲击试验、压力测试、整管水压性能检测等方面我国产品性能都较美国标准为低，有的项目我国标准甚至未做要求，所以产品的改进，技术的革新方面我们应当继续与国外接轨，并结合市场的需要，开发出更符合生产生活需求的产品和工艺。

参考文献：

[1]李金英，张国玉，赵保强.高压清洗装置在聚氯乙烯生产中的应用[J].中国氯碱，2016，8：19-20.

[2]王绍刚.影响聚氯乙烯产品质量的因素及对策[J].科技资讯，2016，6：66-67.

[3]袁本海，朱瑞霞.美国PVC给水管材的质量控制[J].中国塑料，2016，30（8）：93-97.