反應(yīng)釜中的粘釜物是怎么形成的

粘釜現(xiàn)象一直是影響反應(yīng)釜安全有效運(yùn)行的一個主要問題。反應(yīng)釜在正常工作狀況下，任何一種工藝的聚合反應(yīng)中只要有單體接觸的地方都不可避免地會產(chǎn)生聚合塑化物的沉積或粘附，而聚合產(chǎn)物粘附在器壁上會造成粘釜問題，因此必須進(jìn)行定期清釜。一下我們來分析下反應(yīng)釜中的粘釜物是怎么形成的。
 
一、工藝條件

反應(yīng)釜粘釜物形成的影響因素有工藝條件、釜表面材料及攪拌釜中的物料量等。工藝條件包括溫度變化范圍、攪拌速度、反應(yīng)時間和反應(yīng)釜內(nèi)壁光潔度。

由于溫度發(fā)生變化時，氣相、液相的相對體積也會發(fā)生改變，在氣相、液相的交界面處由于釜壁的高溫加快了引發(fā)劑分解自由基的速度，所以產(chǎn)生的大量自由基會吸附在釜壁上，從而形成粘釜物。溫度變化范圍越大，相交界面的變化區(qū)間越大，粘釜物的面積也越大。當(dāng)攪拌速度較慢時，離心力較小，導(dǎo)致聚合物在釜內(nèi)壁上吸附形成粘釜物的機(jī)率增大，因此在滿足生產(chǎn)工藝的前提下，提高攪拌速度可以減少粘釜物的形成。其次，經(jīng)過研究無擋板和有擋板條件下攪拌釜內(nèi)粘垢的產(chǎn)生及其分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在相同攪拌功率下，平槳、三葉后掠式槳的粘釜量最少，且槳葉安裝高度對總粘釜量無明顯影響。粘釜物隨著反應(yīng)時間的增加而增多，反應(yīng)剛開始時沒有粘釜物產(chǎn)生，反應(yīng)初期開始產(chǎn)生粘釜物并隨著時間的增加在反應(yīng)中期達(dá)到最大值，后期將不再產(chǎn)生粘釜物。同時，由于反應(yīng)釜材料固有屬性導(dǎo)致加工過程中不可避免地會在釜壁表面產(chǎn)生缺陷，而且在清洗反應(yīng)釜的過程中也容易留下刮痕，這些均會影響反應(yīng)釜內(nèi)壁表面的光潔度，而在這些表面缺陷處均有催化作用，會在一定程度上促進(jìn)粘釜物的生長。通過實驗發(fā)現(xiàn)，粘釜物形成影響因素是工藝條件和粘釜物微觀結(jié)構(gòu)，并從粘釜物的生長機(jī)理角度出發(fā)總結(jié)了減少粘釜物生長的措施，即控制反應(yīng)溫度范圍，采用上抬式攪拌槳，提高釜壁表面光潔度，改善攪拌產(chǎn)生的剪切力。

二、粘釜物微觀結(jié)構(gòu)

通過透射電鏡觀察對比粘釜物和PVC的微觀結(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)粘釜物的微觀結(jié)構(gòu)有明顯的拉絲狀空洞，而PVC的微觀結(jié)構(gòu)均勻連續(xù)；粘釜物的生長過程與剪切作用有關(guān)，由于釜壁處的物料液滴所受攪拌剪切力較小，只能停留在受拉變形階段，所以粘釜物便逐漸堆積生長。

三、釜表面材料

釜表面材料是影響粘釜程度的一個重要因素，不銹鋼與鍍錫鐵的粘釜情況較嚴(yán)重，鉛表面不粘釜，其他表面材料粘釜情況較輕。這是因為金屬材料釜壁存在自由電子和瞬時正離子，會生成絡(luò)合鍵并產(chǎn)生絡(luò)合粘釜反應(yīng)，所以粘釜嚴(yán)重；而對于硅酸鹽結(jié)構(gòu)、高分子結(jié)構(gòu)等非金屬材料，由于其表面無自由電子和瞬時正離子，因此粘釜較輕。

四、攪拌釜物料量

聚合釜中的物料量對粘釜也有一定影響，即當(dāng)釜內(nèi)液面發(fā)生變化時，粘釜量也會有明顯變化。攪拌程度越好，粘釜物越多；攪拌程度越差，粘釜物越少，但物料混合效果越差，越不利于聚合反應(yīng)。
 
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