十二烷基苯磺酸钠在PVC糊树脂生产中的应用

2018-03-07云亮徐建玲薛立方

聚氯乙烯 2018年11期

云亮,徐建玲，薛立方

(唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山 063305)

在微悬浮法PVC糊树脂工艺中，十二烷基苯磺酸钠(以下简称SDBS)是一种常见的乳化剂，用其生产的PVC糊树脂的增塑糊黏度一般较低且制备的产品具有相对良好的透明性。另外发现其与十二烷基硫酸钠按不同比例混合使用时，PVC糊树脂的增塑糊黏度可在1 600～12 000 mPa·s进行调节。

1 试验仪器及主要原辅材料

1.1 主要设备与仪器

聚合釜，2 L，威海自控反应釜有限公司；分散泵(乳化机)，上海依肯机械设备有限公司；霍巴特搅拌器，N50，美国hobart；凝胶时间测定仪，BK-1型，东莞市倍晟电子科技有限公司；测厚计；雾度计，HAM-200型，杭州远方光电信息股份有限公司；激光粒径仪，Mastersizer 3000；NDJ型数字黏度计，NDJ-3型，上海尼润智能科技有限公司；气流粉碎机，YQ50-1型，上海赛山粉体机械制造有限公司；喷雾干燥器，GEA Niro；真空泵，SHZ-DⅢ，上海普渡生化科技有限公司；万能拉伸机，HZ-1005A，东莞市力显仪器科技有限公司；恒温水浴箱，HH-600型，常州荣华仪器制造有限公司；1 mm涂布器，QPL型，天津市精科联材料试验机有限公司。

1.2 主要原材料

VCM(99.99%)，去离子水，引发剂[2，2-偶氮二(2，4-二甲基)戊腈]，十二烷基硫酸钠(SDS，日本花王30N-S)，十二烷基苯磺酸钠(SDBS，日本花王G30)，高级脂肪醇(日本花王6870K)，pH值调节剂，黏度调整剂(聚氧乙烯辛基苯酚醚)，DOP(分析纯)。

1.3 聚合方法

按配方量称取氯乙烯、去离子水、引发剂、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、高级脂肪醇、pH值调节剂，送入分散罐分散，边分散边将其加入到已真空脱氧的聚合釜内，使之形成稳定的微细液滴，整个加料在50 min内完成，然后向聚合釜充氮气增压，使釜内压力增加0.1 MPa，聚合釜加热升温至规定温度45.5 ℃(试样1)、50.5 ℃(试样2)、60 ℃(试样3)，在此温度下维持聚合反应，当釜内压力下降了0.2 MPa时，聚合反应结束。加入黏度调整剂，搅拌30 min，在160 ℃下经喷雾干燥、粉碎得到PVC糊树脂成品。

1.4 性能测试方法

(1)增塑糊的配制。

增塑糊的配制按照m(PVC)∶m(DOP)∶m(钙锌稳定剂)=100∶65∶2的配比进行称量。在霍巴特搅拌器中搅拌30 min后移入真空脱泡器中脱泡15 min，常温放置。

(2)增塑糊黏度的测量。

制备的增塑糊在常温下放置24 h后(应无沉析现象)，使用3#转子，在12 r/min转速下进行测定并记录。

(3)透明度和雾度的测定。

将配制好的增塑糊在玻璃板上用1 mm涂布器进行涂布，然后放入210 ℃烘箱中分别烤制10 min。用雾度计测量透明度和雾度。

(4)拉伸强度和断裂伸长率的测试。

将配制好的增塑糊在玻璃板上用1 mm涂布器进行涂布，然后放入210 ℃烘箱中烤制10 min，样片放置至室温后裁片，用测厚计测量样片厚度，记录最小值；用万能拉伸机进行拉伸强度和断裂伸长率的测定，记录数值。

(5)凝胶化时间的测定。

称取1.8 g增塑糊放到提前升温并保温30 min的凝胶时间测定仪上，待增塑糊没有气泡后启动开关。前期黏度低时保持每30 s搅拌1次，黏度增长以后要持续搅拌，待树脂全部缠绕到搅拌棒上，视为凝胶时间的终点，按下停止键，记录时间。

(6)增塑糊泡沫评价。

取制备完成的增塑糊60 g移至100 mL量筒内，量筒放置在真空脱泡器中，开启真空泵，观察是否有泡沫等飞出量筒。

2 试验结果与讨论

2.1 SDBS试验

以SDBS为乳化剂，按照配方表进行不同聚合温度的试验，考察不同聚合温度下PVC糊树脂产品的性能，结果如表1所示。

表1 采用SDBS配方于不同聚合温度下生产的PVC糊树脂的质量Table 1 Quality of PVC paste resins produced at different temperature at presence of emusifier SDBS

△：有泡沫飞出。

从表1可知：在3种不同聚合温度下，试样产品均表现出了良好的透明度，随着聚合温度的升高，试样的拉伸强度、断裂伸长率及凝胶化时间3项指标均呈阶梯变化。为进一步对比SDBS乳化剂对PVC糊树脂产品性能的影响，采用SDS为乳化剂进行了对比试验，结果如表2所示。

表2 采用SDS配方于不同聚合温度下生产的PVC糊树脂的质量Table 2 Quality of PVC paste resins produced at different temperature at presence of emusifier SDS

×：无泡沫飞出。

对比表1和表2：SDBS所制得的产品透明度和雾度性能优于SDS，而且产品的增塑糊黏度、断裂伸长率和凝胶化时间等性能与SDS无重大差异。但由SDBS所得增塑糊泡沫较多，在试验过程中有较多泡沫溢出，势必影响其在下游加工中的真空脱泡操作。

2.2 SDBS与SDS复配试验

以SDS为主，通过SDBS与SDS的复配可得到不同糊黏度的产品，试验结果如表3所示。

表3 采用SDBS与SDS复配配方于不同聚合温度下生产的PVC糊树脂的黏度Table 3 Quality of PVC paste resins produced at different temperature at presence of SDBS-SDS composite emusifier

由表3可知：当以SDS为主乳化剂时，SDBS可显著地影响增塑糊黏度，随着SDBS加入量的增加，增塑糊黏度逐渐升高，当比例升至60%时(如试样10)，增塑糊黏度下降。这可能是由于两种乳化剂混在一起后，分子之间产生了一种协同效应，使得增塑剂更容易进入树脂分子内部。