第38券第4期
2010年4月【来稿摘登】
聚氯乙烯
Polyvinyl Chloride
提高PVC乳胶稳定性研究
权平国
（西安西化热电化工有限责任公司，陕西西安710077）
乳胶的本质及乳胶稳定原理 1
PVC乳胶一次粒子的粒径一般在0.2~2.0μm之间，这个尺寸正好在胶体颗粒粒度范围之内，故人们通常将乳胶称作“案合物胶体”。从胶体意义上来说，稳定的乳胶可以理解为“无数乳胶粒各自作为布朗运动的单元，能够长期悬浮在介质中的胶体体系”。
每个乳胶粒都含有许多条大分子链，乳胶粒的表面性质与吸附或结合在其表面上的起稳定作用的物质有关，这些物质有：①吸附在乳胶粒表面上的乳化剂，②引发剂引人聚合物链末端的离子基团。
在以水作介质且采用水落性引发剂的乳液案合中，不局的引发剂将生成不同的离子末端。在乳胶粒表面上的酸性或碱性离子末端，或者吸附在乳胶粒表面上的乳化剂在一定的pH值下是以离子的形式存在的，这样就使乳胶粒表面带上1层电荷，其称为固定层。由于静电引力的作用在固定层周围会吸附一层异性离子，其称为吸附层。在实际情况下，由于热运动，吸附层中的一部分带电高子会扩散到周围介质中，这就使乳胶粒表面（包括固定层和吸附层）带上与固定层离子种类相同的电荷，而乳胶粒周围的介质则带上异号电荷，这样的结构称为双电层。在双电层中建立了静电力与扩散力之间的平衡，由于乳胶粒表面带上同种电荷，故在乳胶粒之间就存在静电斥力，使乳胶粒难于接近而不发生聚结，这就是乳胶稳定的原理。
2乳胶稳定性的分类及影响因素 2.1化学稳定性
乳胶的化学稳定性又称为电解质稳定性或抗盐性，是指乳胶抗击电解质冲击和破坏的能力。案合物乳胶的稳定性与加入的电解质浓度有密切的关系：在电解质浓度较小时，静电斥力范围较大，则乳胶具有较高的稳定性；电解质浓度增大，乳胶稳定性降低，由不同单体案合而成的乳胶体系具有不同的临界电解质浓度(CCC值)。电解质浓度低于CCC 值时，乳胶处于稳定状态；电解质浓度超过CCC值时，乳胶的稳定性将遭到破坏。经研究发现，采用离子型乳化剂的案合物乳胶的CCC值取决于与乳胶颗粒的电荷相反的离子种类的原子价，与原子价的6次方成反比。对于PVC乳胶而言，加入的离子为Na*时，CCC值为50～200mmol/L，而加人的离子为Ca**时，CCC值仅为2～10mmol/L。乳胶的化学稳定性还与乳胶的pH值有关。对于采用阴离子型乳化剂的PVC乳胶而言，乳化剂只有在碱性条件下才能起作用；
当乳胶的pH值低于6时，乳胶的稳定性就会变差。 2.2机械稳定性
乳胶的机械稳定性是指乳胶抗击各种形式的机械剪切作用的能力。在乳液聚合过程中的机械搅拌，乳胶存故及输送过程中的泵送、转移等都会使乳胶受到各种形式的机械势切作用。当这种剪切作用的能量超过了乳胶粒聚结活化能
万方数据
时，乳胶稳定性就会降低而发生凝聚。
Vol.38,No.4 Apr.2010
乳胶的机械稳定性与乳胶粒表面吸附的表面活性剂的浓度及品种有关。在饱和浓度以下，乳胶的机械稳定性随着表面活性剂浓度的增大而提高：采用复合乳化剂的乳胶稳定性比使用单一乳化剂的乳胶高；在案合体系中加人多元醇以及在乳胶后处理的过程中加人适量的非离子型表面活性剂都能提高乳胶的机械稳定性。乳胶粒径太大或太小、乳胶浓
度太高及乳胶温度太高都会造成乳胶机械稳定性降低， 2.3冻融稳定性
乳胶的冻融稳定性是指乳胶抗击低温时冻结及温度升高时消融对其破坏的能力，在乳胶温度降低到冰点以下时，款就会发生冻结；温度升高时，冻结的乳胶又会发生消融。发生冻结时，因为水结冰后体积变大，对聚集在冰晶之间的乳胶粒会产生很大的压力迫使其相互接近，乳胶的稳定性遭到
破坏，就会凝聚、破乳。 2.4贮存稳定性
乳胶的贮存稳定性是指乳胶抵抗长期贮存影响的能力，乳胶在长期放實过程中由于布朗运动而使乳胶粒之间发生硬德而导致凝象案，由于重力的作用面使乳胶粒发生沉降或上浮而形成凝象层，面且在乳胶的放置过程中也会发生某些化学变化，这些都会影响乳胶的贮存稳定性。乳胶的贮存稳
定性与乳胶粒的大小、体系黏度等因案有关。 3
提高乳胶稳定性的措施
从胶体理论来讲，乳胶中的渣子、粘釜物等都属于乳胶凝聚的产物，会严重影响聚合签的传热并导致案合收率的降低；严重时会使整个乳胶体系凝象、固化或形成“雪花膏”，使揽拌失效，整签产品报废，同时，在乳胶后处理的过程中，因措施不当也会造成乳胶的凝聚或破乳，所以，必须在氯乙烯乳液聚合生产的全过程中，采取各种措施提高乳胶的稳定性，避免乳胶凝案和破乳，具体措施如下。
(1)采用措瓷聚合签或高度光的不锈钢聚合签，并采用对聚合签损伤较小的高压水清签方法，进行防粘签处理，以减轻物料在聚合签壁上的聚合，减少清子的产生。
(2)在加人反应釜前象合原料（如氯乙烯、乳化水等)应经过严格的过滤，减少杂质的带入。
(3)聚合用纯水的w(Ca**+Mg*）<5μg/g，防止 Ca2*、Mg*等高价金属离子带人反应体系，影响乳化剂的乳化效果及乳胶的稳定性。
(4)严格控制水油比，防止乳胶中干固物含量过高面引起乳状液转型。实际生产中应控制干固物质量分数不超过 48%。
(5)采用阴离子型乳化剂时，加人pH调节剂控制乳化水的pH值在10～12之间，乳胶的pH值>6.5，以保证乳胶体系的稳定。
(6)加入足量的乳化剂，以保证乳胶粒表面被乳化剂充
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