助分散剂对悬浮聚合聚氯乙烯树脂颗粒形态的影响

摘要

水相悬浮聚合是工业生产聚氯乙烯(PVC)树脂的主要方法。由于PVC不溶于氯乙烯(VC)，导致聚合过程中颗粒内部逐步形成初级粒子核、初级粒子及初级粒子聚集体，同时颗粒内部出现孔隙。PVC树脂初级粒子聚集程度和孔隙率影响PVC树脂脱除单体、增塑剂吸收和加工塑化等特性，是衡量树脂质量的重要指标。本文以提高通用PVC树脂的品质为目标，开展N-乙烯基吡咯烷酮聚合物和聚乙烯醇新型助分散剂对PVC树脂颗粒形态影响的研究。
　　 首先，以乙醇为溶剂、偶氮二乙丁腈为引发剂，在70℃下通过间歇和半连续聚合制备不同组成的N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)/醋酸乙烯酯(VAc)共聚物，发现当投料单体中VAc质量分数大于0.4时，间歇聚合产物中有少量乙醇不溶聚合物；采用半连续聚合可得到共聚组成均匀的NVP/VAc共聚物，当投料单体中VAc质量分数达到0.5时，聚合产物仍全溶于乙醇。采用视频光学接触角测量仪测定了NVP聚合物水溶液的表面张力和NVP聚合物水溶液/三氯乙烯的界面张力，发现随着投料单体中VAc质量分数增加，表(界)面张力先增大后降低，在VAc质量分数为0.2时，出现极大值；相同投料单体组成时，间歇和半连续聚合NVP聚合物水溶液的表(界)面张力相差不大。
　　 其次，以醇解度为72％左右的聚乙烯醇(PVA)为主分散剂，不同组成的NVP聚合物为助分散剂，进行VC悬浮聚合，对得到的PVC树脂进行扫描电镜、压汞和转矩流变仪分析。发现NVP聚合物的加入对PVC树脂平均粒径和颗粒外形影响不大，但PVC树脂的汞总浸入体系增加，初级粒子及其聚集体之间的孔隙尺寸分布基本不变，而孔隙率增加，除添加VAc含量为30％～50％的连续聚合NVP/VAc样品外，添加其它NVP聚合物得到的PVC树脂的总孔隙率和总孔比表面积也增加；添加NVP聚合物得到的PVC树脂的加工塑化时间和平衡转矩较小，加工性能提高。
　　 在PVA/羟丙基甲基纤维素复合主分散体系基础上加入LM22 PVA助分散剂，研究LM22 PVA含量对分散体系界面张力、保胶能力和聚合得到的PVC树脂颗粒形态的影响。发现随着LM22 PVA含量增加，分散体系水溶液-三氯乙烯界面张力和保胶能力降低，PVC树脂平均粒径和增塑剂吸收量增加；加入LM22PVA对PVC颗粒内部形态影响较大，随LM22用量增加，颗粒内部孔隙率增加，初级粒子聚集程度降低，颗粒内部孔径分布变窄。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1前言

2文献综述

2.1氯乙烯悬浮聚合成粒过程

2.1.1宏观成粒过程

2.1.2微观成粒过程

2.1.3孔隙形成

2.2影响悬浮PVC树脂初级粒子聚集和孔隙率的因素

2.2.1主分散剂

2.2.2助分散剂

2.2.3搅拌

2.2.4其它因素

2.3合成疏松PVC树脂的其它非均相聚合方法

2.3.1悬浮态乳液聚合

2.3.2以烷烃为介质的非均相聚

2.3.3以超临界二氧化碳为介质的非均相聚合

3 N-乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯酯共聚物的合成和表征

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1实验原料

3.2.2 NVP聚合物的合成

3.2.3 PVP和NVP/VAc共聚物的结构和性能表征

3.3结果与讨论

3.3.1 NVP聚合物的合成

3.3.2NVP聚合物红外分析

3.3.3 NVP聚合物水溶液的表(界)面张力

4 NVP/VAc共聚物对悬浮PVC颗粒特性的影响

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1实验原料

4.2.2实验装置

4.2.3 VC悬浮聚合

4.2.4 PVC树脂表征

4.3实验结果与讨论

4.3.1 PVC树脂粒径

4.3.2颗粒特性

4.3.3 PVC的孔隙率和孔径分布

4.3.4 PVC加工塑化性能

5 PVA助分散剂悬浮PVC树脂颗粒形态的影响

5.1前言

5.2实验部分

5.2.1实验原料

5.2.2 PVC树脂合成

5.2.3分散剂水溶液-三氯乙烯界面张力和保胶能力测定

5.2.4 PVC树脂表征

5.3结果与讨论

5.3.1LM22助分散剂对界面张力和保胶能力的影响

5.2.2 LM22助分散剂对PVC树脂颗粒特性的影响

5.2.3 LM22助分散剂对PVC树脂颗粒形态的影响

5.2.4LM22助分散剂对PVC树脂孔径分布的影响

6结论

参考文献