【文章內(nèi)容簡介】 因素 聚合釜的高徑比 聚合釜的比傳熱面積 L H D V 高徑比＝ L D 我國和日立觀點 釜的容積 ＜ 30M3時，以 傳熱 為主，則 L/D大 些。 釜的容積 ＞ 30M3時，以 攪拌 為主，則 L/D小 些。 其他觀點 無論釜多大，攪拌是最主要的， L/D小些。 目前國內(nèi)采用的高徑比范圍： L/D＝ 。 比傳熱面積 比傳熱面積 是單位體積的傳熱面積，即 A/V（ m2/m3）。 規(guī)律 ：聚合釜的傳熱隨釜容積的增加而減少。 實例 ：當 L/D＝ ，其 A＝ ，如果容積從 14m3放大到 50m3，則后 者的比傳熱面積下降為前者的 73%。 工業(yè)上 解決 聚合釜容積增加而傳熱面積減小的 辦法 如下： 冷 熱 釜內(nèi)裝 U型管法 釜內(nèi)裝 d型擋板法 VC（少量 PVC） VC液體 釜外裝冷凝器法 冷 熱 ☉ 傳熱系數(shù) ☉ 傳熱系數(shù) 影響 K的因素 釜內(nèi)給熱系數(shù) α 1 規(guī)律： 體系粘度愈小，攪拌強度愈大，則內(nèi)壁液膜愈薄，熱阻愈小， α 1值 愈大。 由于釜內(nèi)物料主要由水、氯乙烯、聚氯乙烯組成，體系的粘度和 α 1與油水 比大小有關(guān)，并且隨聚合轉(zhuǎn)化度而變化，無論是緊密型樹脂，還是疏松型樹脂， 在開始階段流動的水量較大，所以 α 1較大，隨著聚合的進行，體系總體積收縮， 粘度增加，并且粒子表面吸附有水份，尤其是疏松型樹脂，內(nèi)部吸收有一定的水 份，使得流動的水量減少，造成 α 1下降，在聚合過程中從釜的底部陸續(xù)補加， 傳熱系數(shù) K 傳熱系數(shù)一般： K＝ 465582W/() 傳熱系數(shù)好： K＞ 698W/() 傳熱系數(shù)不好： K＜ 349W/() ? ???21111???? ii ☉ 傳熱系數(shù) 補加速度最好與體積收縮速度相當。 釜外壁給熱系數(shù) α 2 釜外夾套內(nèi)通有冷卻水，以散除聚合熱。 α 2 的一般范圍在 582～ 5820 W/(m2K)， 主要由水流動狀況而定。 α 2良范圍好的 2326～ 3489W/(m2K)以上。 影響 α 2的因素主要有：進水方式，有無擋板。 普通進水方式（夾套內(nèi)無擋板） ，即冷卻水至夾套下口進入，經(jīng)夾套環(huán)隙， 直接上升，由上口溢流而出。雖然進口處水流速很大，但因環(huán)隙面積大，水的流 速仍然很低，湍流程度不夠，造成 α 2很低，只有 582～ 698 W/(m2K)。 切線方向進水（夾套內(nèi)無擋板） ，即冷卻立從夾套下部切線方向進水，能在 一段距離內(nèi)以較高速度沿夾套環(huán)隙螺旋上升，從而提高 α 2。但水經(jīng)過一段距離 后，沖力減小，改為沿夾套環(huán)隙直升而上。并且這部分占有較大比例，造成總的 α 2增加不會太大。一般切線方向進水，可以將 α 2提高到 1163 W/(m2K)左右。 夾套內(nèi)設(shè)置螺旋檔板，使冷卻水沿螺旋槽旋轉(zhuǎn)而上 ，用不太大的小流量，就 可以獲得較大的流速（ 2～ 3m/s），可以大幅度地提高 α 2[34895819W/(m2K)]。 水流速度與水流量、夾套環(huán)隙寬窄、導(dǎo)流板螺距而定。注意安裝螺旋檔板時不要 留有縫隙，以防止水泄流短路。 提高傳熱系數(shù)的方法 分析結(jié)論 ： 提高傳熱系數(shù)的方法首先考慮的是及時清除粘釜物；使用軟化水進行冷卻， 以減少水垢；在保證釜壁強度的情況下，盡量減薄碳鋼有壁厚；增加冷卻水的流 速。 其中增加 冷卻水的流速方案有兩種：一是非循環(huán)系統(tǒng)，二是大流量低溫差循環(huán)系統(tǒng)，如圖所示。 非循環(huán)系統(tǒng)多用于小型的搪瓷聚合 釜。大流量低溫差循環(huán)系統(tǒng)多用于大型 聚合釜。后者的優(yōu)點是冷卻水流速大， 有利于傳熱；釜內(nèi)溫度分布均勻，產(chǎn)品 質(zhì)量好；防止粘釜。 去涼水塔 來自水池 去涼水塔 來自水池 循環(huán) 非循環(huán)系統(tǒng) 大流量低溫差循環(huán)系統(tǒng) ☉ 傳熱溫差 ☉ 傳熱溫差 聚合可以使用的水夏季在 30℃ 左右，深井水可常年保持 12～ 15℃ ，冷凍水可 達 5～ 8℃ 。更低的冷凍鹽水可達－ 15～－ 35℃ 。顯然，冷卻水的出入口溫度差越 大，對傳熱越有利，但對產(chǎn)品質(zhì)量控制不利。因此，多采用上述大流量低溫差 循環(huán)方式。 △攪拌器漿葉形式及作用 氯乙烯懸浮聚合所用的攪拌器漿葉屬于低黏度漿葉形式。 攪拌器漿葉形式 低黏度攪拌器漿葉形式 漿式 推進式 渦輪式 三葉后掠式 黏度攪拌器漿葉形式 錨式 框式 螺帶式 螺軸和導(dǎo)流筒組合式 攪拌總的作用是強制傳熱，確保液滴形成與分散。 具體依攪拌葉形式不同，其作用不盡一樣。直漿式以徑向循環(huán)為主；推進式以軸向循環(huán)為主；三葉后掠式同時有徑向和軸向循環(huán)。選擇時應(yīng)使攪拌同時具有兩個作用為好，因此，一般將漿式與推進式組合使用。 攪拌器轉(zhuǎn)速對液滴直徑大小的影響 三條直線所形成三角形為穩(wěn)定液滴區(qū) 。在懸浮聚合開始階段，在一定攪拌轉(zhuǎn)速下，當液滴直徑超過 dpmax時不穩(wěn)定，容易疲打碎，形成小液滴；當液滴直徑小于 dpmix也不穩(wěn)定，容易相互合并，形成較大液滴。 在一定攪拌轉(zhuǎn)速下， dpmax和 dpmix有一定的穩(wěn)定范圍?？傏厔菔菙嚢柁D(zhuǎn)速越大，液滴直徑越 小，穩(wěn)定范圍越窄。 當攪拌轉(zhuǎn)速低于一定轉(zhuǎn)速時，液滴直徑超過dpmax時，則由于單體與水的密度差造成分層，使懸浮體系破壞。 因此，在懸浮聚合中必須控制一定攪拌轉(zhuǎn)速才可以。 dPmax dPmix d′ Pmax 穩(wěn)定粒徑區(qū) lgn lgdp 分散液滴不致破裂，能穩(wěn)定存在的最大直徑 分散滴滴能穩(wěn)定懸浮的最大直徑 分散液滴不致合并，能穩(wěn)定存在的最小直徑 167。 3 聚氯乙烯樹脂及塑料 三、聚氯乙烯的結(jié)構(gòu)、性能及用途 ★ 聚氯乙烯的結(jié)構(gòu) 聚氯乙烯分子鏈中含有 強極性 的氯原子， 分子間力大 ，使聚氯乙烯制品的剛 性、硬度、力學(xué)提高，并賦予優(yōu)異的難燃性能，但其介電常數(shù)和介電損耗角正切 值比 PE大。 聚氯乙烯樹脂含有聚合反應(yīng)中 殘留 的 少量 雙鍵 、支鏈及引發(fā)劑殘基 ，加上兩 相鄰碳原子之間含有氯原子和氫原子，容易脫氯化氫，使聚氯乙烯 在光、熱作用 下發(fā)生降解反應(yīng)。 聚氯乙烯分子鏈上的氯、氫原子 空間排列基本無序 ，所以制品的結(jié)晶度低， 一般只有 5%~15%。 ★ 聚氯乙烯的性能 ☆ 一般性能 167。 3 聚氯乙烯樹脂及塑料 聚氯乙烯樹脂為白色或淡黃色的粉末 ，相對密度為 ~；其制品的軟硬 程度可以通過加入增塑劑量的多少進行調(diào)整，制成軟硬相差懸殊的制品。純聚氯 乙烯的吸水率和透氣性都很小。 ☆力學(xué)性能 聚氯乙烯具有較高的硬度和力學(xué)性能 ，并相對分子質(zhì)量的增大而提高，但隨 溫度的升高而下降。聚氯乙烯中加入的增塑劑數(shù)量多少對力學(xué)性能影響很大，一 般隨增塑劑含量的增大，力學(xué)性能下降。硬質(zhì)聚氯乙烯的力學(xué)性能好，其彈性模 量可達 1500~3000MPa；而軟質(zhì)聚氯乙烯的彈性模量僅為 ~15MPa，但斷裂伸長 率高達 200%~450%。聚氯乙烯的耐磨性一般，硬質(zhì)聚氯乙烯的靜靜磨擦因數(shù)為 ~，動磨擦因數(shù)為 。 ☆熱學(xué)性能 聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性十分差 ，純聚氯乙烯樹脂在 140℃ 即開始分解，到 180℃ 迅速分解，而粘流溫度 160℃ ，因此純聚氯乙烯樹脂難以用熱塑性方法加工。聚 氯乙烯的線膨脹系數(shù)較小，具有難燃性，其氧化指數(shù)高達 45以上。 ☆電學(xué)性能 167。 3 聚氯乙烯樹脂及塑料 聚氯乙烯的電性能較好，但由于本身極性較大，其電絕緣性不如 PE和 PP， 介電常數(shù)、介電損耗角正切值和體積電阻率較大；聚氯乙烯的電性能受溫度和頻 率的影響較大，同時耐電暈性不好，因此，一般只能用于中低壓和低頻絕緣材 料。聚氯乙烯的電性能與聚合方法有關(guān)，懸浮法較乳液法好，并且受添加劑種類 影響較大。 ☆環(huán)境性能 聚氯乙烯可耐除發(fā)煙硫酸和濃硝酸以外的大多數(shù)無機酸、堿、多數(shù)有機溶劑 （如乙醇、汽油和礦物油）和無機鹽，適合作化工防腐材料。聚氯乙烯在酯、酮、芳烴及鹵代烴中溶脹或溶解，其中最好的溶劑是四氫呋喃和環(huán)已酮。聚氯乙烯在光、氧、熱的長期作用下，容易發(fā)生降解，引起聚氯乙烯制品顏色的變化，變化的順序為：白色 → 粉紅色 → 淡黃色 → 褐色 → 紅綜色 → 約黑色 → 黑色。 ☆加工性能 聚氯乙烯粉末樹脂以顆粒狀態(tài)存在 其中懸浮法樹脂的顆粒大小為 50～ 250μ m。乳液法樹脂的顆粒大小 30～ 70μ m；這種顆粒又由若干初級粒子組成，懸浮法樹脂的初級粒子大小為 1～ 2μ m，乳液法樹脂的初級粒子大小為 ～1μ m。聚氯乙烯在 160℃ 以前以顆粒狀態(tài)存在，在 160℃ 以后顆粒破碎成初級粒子，在 190℃ 時初級粒子熔融。 167。 3 聚氯乙烯樹脂及塑料 聚氯乙烯的加工穩(wěn)定性不好 熔融溫度（ 1