Разновидности ПВХ и их применение. Часть 3. VCM и виды полимеризации

Повторяющиеся единицы VCM связаны между собой, и количество повторяющихся единиц в макромолекуле может варьироваться от 500 до 1500. Это соответствует теоретическому диапазону молекулярной массы приблизительно от 30000 до 95000. На свойства ПВХ влияет его средняя молекулярная масса и распределение этой молекулярной массы. Химическая структура отклоняется от теоретической цепи с разветвлением цепи, происходящим во время полимеризации. Подробности будут описаны дальше. Коммерческие полимеры ПВХ в основном аморфны, но также имеют кристаллическую фазу, составляющую приблизительно 10%, и двумерно упорядоченную нематическую фазу в зависимости от обработки. Температура стеклования гомополимера ПВХ лежит в диапазоне +70-80 °С.

Суспензионный полимеризованный ПВХ (S-PVC) производится, когда VCM полимеризуется в крупных реакторах (автоклавах) в присутствии воды, инициаторов (органических пероксидов), которые растворимы в VCM, и защитного коллоида для стабилизации суспензии. Другие добавки являются регуляторами рН для противодействия кислотности и пеногасителями. В зависимости от дозировки и природы защитного коллоида и условий перемешивания капельки мономера могут агломерировать в большей или меньшей степени в процессе полимеризации. Реакция может быть остановлена, когда желаемое превращение достигнуто с использованием конкретных фенольных соединений. Взвешенные капли жидкого мономера постепенно превращаются в твёрдые или пористые частицы ПВХ. Непрореагировавший VCM отделяется от полимера, а вода отделяется центрифугированием. Затем полимер сушат в сушильном оборудовании. Перед началом следующего цикла полимеризации реактор очищают и покрывают специальным веществом, чтобы исключить наслоение материала.

Недавние исследования, касающиеся полимеризации S-PVC, позволили сделать процесс экономически более выгодным. Была освоена полимеризация в присутствии карбоната кальция, разработаны вторичные стабилизаторы для придания более высокой пористости частичкам получающегося полимера, чтобы помочь в улучшении удаления VCM и поглощении пластификатора. Также были разработаны инициирующие стабилизаторы и были проведены исследования влияния условий полимеризации на частицы ПВХ. Типичный суспензионный полимеризованный ПВХ имеет средний размер частиц 100-150 мкм с диапазоном 50-250 мкм. Частицы имеют сложную и неправильную форму с плотной полупроницаемой оболочкой. S-PVC является наиболее распространенным типом смолы (около 85% от общего объема произведенного ПВХ), используемой как для жёстких, так и для гибких применений, и различные типы материала разработаны для удовлетворения широкого диапазона требований, таких как высокая абсорбция пластификатора для гибких продуктов или большая массовая плотность и хорошая текучесть порошкообразного сырья для жёсткой экструзии.