羥丙基甲基纖維素(HPMC),是聚氯乙烯(PVC)工業(yè)的主要分散劑品種之一。氯乙烯懸浮聚合時(shí),它可以降低VCM和水之間的界面張力,幫助氯乙烯單體(VCM)均勻而穩(wěn)定地分散在水介質(zhì)當(dāng)中;在聚合過(guò)程初期防止VCM液滴并合;在聚合過(guò)程中后期防止聚合物顆粒之間聚并。在懸浮聚合體系中,它起著分散和保護(hù)穩(wěn)定的雙重作用。
聚氯乙烯樹(shù)脂是固體顆粒粉末,它的顆粒特性(包括其顆粒形態(tài)、粒度大小與分布、微觀結(jié)構(gòu)及其孔隙大小與分布等)在很大程度上影響著塑料加工性能和制品性能。而決定著PVC樹(shù)脂顆粒特性的最大影響因素有兩種,一是聚合釜攪拌,一是分散劑。在工廠生產(chǎn)中,聚合反應(yīng)設(shè)備是相對(duì)固定的,其攪拌特性基本不變。而人們對(duì)PVC樹(shù)脂顆粒特性的要求,隨著塑料加工方法和工藝條件的不同而有所不同。因此,如何選擇分散劑的品種、牌號(hào)及其用量,是控制PVC樹(shù)脂顆粒特性的最關(guān)鍵的呵變因素。
PVC懸浮聚合所使用的分散劑有水溶性有機(jī)高分子和非水溶性無(wú)機(jī)固體粉末兩大類(lèi),常采用水溶性有機(jī)高分子分散劑。為了制備顆粒形態(tài)適宜的樹(shù)脂,要求它們兼具水溶性和親油性、分散能力優(yōu)異、同時(shí)又具有適度的保膠能力。目前可供選擇的分散劑(如明膠,聚乙烯醇類(lèi),纖維素醚類(lèi),苯乙烯類(lèi)共聚物等)很難同時(shí)兼?zhèn)渖鲜龆喾矫嫘阅芤蟆R虼?,往往需要選擇兩種或者多種分散劑組成復(fù)合分散體系,以達(dá)到最佳匹配。有時(shí)還需要添加助分散劑,例如添加少量的油溶性表面活性劑以增加樹(shù)脂的疏松程序,添加少量的陰離子表面活性劑以進(jìn)一步降低單體的表面張力。
各國(guó)的聚氯乙烯樹(shù)脂生產(chǎn)中采用的分散劑品種,根據(jù)其資源情況有一定的歷史淵源。五十年代以前,各國(guó)都采用明膠作分散劑,生產(chǎn)出來(lái)的樹(shù)脂呈緊密的乒乓球形態(tài)。后來(lái)改用聚乙烯醇作分散劑,樹(shù)脂呈不規(guī)則的棉花球形,比較容易加工。六七十年代,歐洲國(guó)家多用纖維素醚作分散劑,日本多用聚乙烯醇作分散劑。七八十年代開(kāi)始采用聚乙烯醇/羥丙基甲基纖維素復(fù)合分散體系,生產(chǎn)出來(lái)的樹(shù)脂呈比較規(guī)則的疏松形態(tài),樹(shù)脂質(zhì)量大大提高。九十年代以來(lái),各國(guó)采用的分散劑呈多樣化局面。日本的幾家公司以聚乙烯醇/羥丙基甲基纖維素多元復(fù)合俞散體系為主,歐美國(guó)家則以數(shù)種不同牌號(hào)。的聚乙烯醇復(fù)合為主,也有采用聚乙烯醇/羥丙基甲基纖維素多元復(fù)合分散體系的。有的生產(chǎn)通用型牌號(hào)時(shí)采用多元聚乙烯醇復(fù)合,生產(chǎn)特殊牌號(hào)時(shí)采用聚乙烯醇/羥丙基┃甲基纖維素多元復(fù)合。分散體系不同,聚氯乙烯樹(shù)脂顆粒形態(tài)不同,或者呈現(xiàn)比較規(guī)則的疏松形態(tài),或者呈現(xiàn)表觀密度和孔隙度雙高的規(guī)則圓球形態(tài)
我國(guó)的早期聚氯乙烯工業(yè),一直采用明膠分散劑生產(chǎn)緊密型樹(shù)脂。七十年代初,化工部錦西化工研究院首先研究采用甲基纖維素作分散劑,杭州電化廠采用明膠/表面活性劑分散體系,從此開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)疏松型PVC樹(shù)脂的生產(chǎn)局面。八十年代初,錦西化工研究院、北京化工二廠和上海天原化工廠消化吸收引進(jìn)技術(shù),采用聚乙烯醇/羥丙基甲基纖維素二元或者三元復(fù)合分散體系,并迅速在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用。目前,國(guó)內(nèi)樹(shù)脂生產(chǎn)廠幾乎都采用這一類(lèi)分散體系,僅在品種牌號(hào)和配比上有所不同而已。近年來(lái),有些引裝置采用聚乙烯醇多元復(fù)合分散體系,不用或者少用羥丙基甲基纖維素。其原因主要 是價(jià)格問(wèn)題,羥丙基甲基纖維素的價(jià)格比聚乙烯醇貴一倍左右。但是,羥丙基甲基纖維素的分散性能比聚乙烯醇要好,并沒(méi)有失去它的市場(chǎng)
在聚氯乙烯樹(shù)脂的制造過(guò)程中做聚合或共聚的分散劑,改善PVC樹(shù)脂的顆粒形狀、顆粒度大小及其分布,使PVC樹(shù)脂呈疏松型,易加工,制品質(zhì)量高。標(biāo)準(zhǔn)要求黏度范圍在40-60之間,甲氧基含量在28.0-30.0%之間,羥丙氧基含量在7-10%之間,熾灼殘?jiān)?.0%以下。