□文 / 公安消防部隊(duì)昆明指揮學(xué)校訓(xùn)練部 范紅俊

合成高分子化合物是指由人工合成的相對分子質(zhì)量在1萬以上的大分子化合物。由于這些大分子化合物通常是由一種或幾種簡單的小分子化合物經(jīng)聚合反應(yīng)以共價(jià)鍵連接而成的，因此高分子化合物又叫高聚物。例如，聚氯乙烯就是由許多個(gè)氯乙烯分子經(jīng)聚合反應(yīng)，重復(fù)連接而成的：

因?yàn)榫酆线^程中，能發(fā)生猛烈的反應(yīng)，而且氯乙烯屬于易燃易爆的危險(xiǎn)品，該反應(yīng)又是放熱反應(yīng)，加上反應(yīng)是在高壓條件下進(jìn)行，更加劇了反應(yīng)過程的危險(xiǎn)性，如果反應(yīng)條件控制不好，極易發(fā)生事故。生產(chǎn)聚氯乙烯的流程

聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化劑經(jīng)取代反應(yīng)制成。由于其防火耐熱作用，聚氯乙烯被廣泛用于各行各業(yè)各式各樣產(chǎn)品： 電線外皮、光纖外皮、鞋、手袋、袋、飾物、招牌與廣告牌、建筑裝潢用品、家俱、掛飾、滾輪、喉管、玩具、門簾、卷門、輔助醫(yī)療用品、手套、某些食物的保鮮紙、某些時(shí)裝等。

生產(chǎn)聚氯乙烯的方法大體可分為懸浮聚合法、乳液聚合法、本體聚合法和溶液聚合法等。目前，以懸浮聚合法為主，約占PVC總產(chǎn)量的80%左右。此外，還有用微懸浮法生產(chǎn)PVC糊用樹脂，產(chǎn)品性能和成糊性均好。下面圖表列出這四種聚氯乙烯的基本特性：

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懸浮聚合法

使單體呈微滴狀懸浮分散于水相中，選用的油溶性引發(fā)劑則溶于單體中，聚合反應(yīng)就在這些微滴中進(jìn)行，聚合反應(yīng)熱及時(shí)被水吸收，為了保證這些微滴在水中呈珠狀分散，需要加入懸浮穩(wěn)定劑，如明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素、羥乙基纖維素等。引發(fā)劑多采用有機(jī)過氧化物和偶氮化合物，如過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環(huán)己酯、過氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二異庚腈、偶氮二異丁腈等。聚合是在帶有攪拌器的聚合釜中進(jìn)行的。聚合后，物料流入單體回收罐或汽提塔內(nèi)回收單體。然后流入混合釜，水洗再離心脫水、干燥即得樹脂成品。氯乙烯單體應(yīng)盡可能從樹脂中抽除。作食品包裝用的 PVC，游離單體含量應(yīng)控制在1ppm以下。聚合時(shí)為保證獲得規(guī)定的分子量和分子量分布范圍的樹脂并防止爆聚，必須控制好聚合過程的溫度和壓力。樹脂的粒度和粒度分布則由攪拌速度和懸浮穩(wěn)定劑的選擇與用量控制。樹脂的質(zhì)量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表觀密度、孔隙度、魚眼、熱穩(wěn)定性、色澤、雜質(zhì)含量及粉末自由流動(dòng)性等性能來表征。聚合反應(yīng)釜是主要設(shè)備，由鋼制釜體內(nèi)襯不銹鋼或搪瓷制成，裝有攪拌器和控制溫度的傳熱夾套，或內(nèi)冷排管、回流冷凝器等。為了降低生產(chǎn)成本，反應(yīng)釜的容積已由幾立方米、十幾立方米逐漸向大型化發(fā)展，最大已達(dá)到200m3。聚合釜經(jīng)多次使用后要除垢。以聚乙烯醇和纖維素醚類等為懸浮穩(wěn)定劑制得的PVC一般較疏松，孔隙多，表面積大，容易吸收增塑劑和塑化。

乳液聚合法

最早的工業(yè)生產(chǎn) PVC的一種方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯單體外，還要加入烷基磺酸鈉等表面活性劑作乳化劑，使單體分散于水相中而成乳液狀，以水溶性過硫酸鉀或過硫酸銨為引發(fā)劑，還可以采用“氧化—還原”引發(fā)體系，聚合歷程和懸浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化穩(wěn)定劑，十二烷基硫醇作調(diào)節(jié)劑，碳酸氫鈉作緩沖劑的。聚合方法有間歇法、半連續(xù)法和連續(xù)法三種。聚合產(chǎn)物為乳膠狀，乳液粒徑0.05～2μm，可以直接應(yīng)用或經(jīng)噴霧干燥成粉狀樹脂。乳液聚合法的聚合周期短，較易控制，得到的樹脂分子量高，聚合度較均勻，適用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸漬制品。乳液法聚合的配方復(fù)雜，產(chǎn)品雜質(zhì)含量較高。

本體聚合法

聚合裝置比較特殊，主要由立式預(yù)聚合釜和帶框式攪拌器的臥式聚合釜構(gòu)成，聚合分兩段進(jìn)行。單體和引發(fā)劑先在預(yù)聚合釜中預(yù)聚1h，生成種子粒子，這時(shí)轉(zhuǎn)化率達(dá)8%～10%，然后流入第二段聚合釜中，補(bǔ)加與預(yù)聚物等量的單體，繼續(xù)聚合。待轉(zhuǎn)化率達(dá)85%～90%時(shí)，排出殘余單體，再經(jīng)粉碎、過篩即得成品。樹脂的粒徑與粒形由攪拌速度控制，反應(yīng)熱由單體回流冷凝帶出。此法生產(chǎn)過程簡單，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本也較低。生產(chǎn)中的危險(xiǎn)性分析

第一，聚氯乙烯生產(chǎn)過程接觸到的有害物質(zhì)有氯乙烯、二氯乙烷、氯氣等，其中尤以氯乙烯、二氯乙烷更具危險(xiǎn)性，如果發(fā)生突然泄漏或操作失控情況，會(huì)發(fā)生火災(zāi)爆炸和人員中毒事故。

第二，氯乙烯聚合屬于連鎖聚合反應(yīng)，通常分為鏈的引發(fā)、鏈的增長、鏈的終止三個(gè)階段，其中第一階段是吸熱反應(yīng)，需要加熱，而鏈的增長階段是劇烈的放熱反應(yīng)，需要不斷將釜內(nèi)產(chǎn)生的熱量及時(shí)移出，如果控制不當(dāng)，就會(huì)引發(fā)燃燒爆炸事故。

第三，反應(yīng)釜的攪拌機(jī)穿出釜體，很容易造成反應(yīng)釜內(nèi)物料泄漏，從而引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。

第四，與聚合釜相關(guān)的附屬裝置有串入氯乙烯等可燃?xì)怏w的可能，如果處置不當(dāng)，也會(huì)引發(fā)爆炸事故。

第五，聚合物的粘壁和間歇操作上造成聚合崗位毒物危害的最大問題，目前一般都采用人工清理方法，這種方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作時(shí)間長，而且在清理過程中會(huì)對釜體造成損害，給下次清理帶來更大的困難，如此形成惡性循環(huán)，不可避免地埋下事故的隱患。安全防范措施

加強(qiáng)對聚合釜反應(yīng)溫度的嚴(yán)格控制。在反應(yīng)釜的側(cè)面設(shè)置加熱蒸汽管和冷卻水的進(jìn)出口管，可以根據(jù)反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)溫度情況分別向夾套內(nèi)通入加熱蒸汽或冷卻水，溫度控制采用串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為了移走反應(yīng)熱，還應(yīng)該設(shè)置可靠的攪拌系統(tǒng)。

設(shè)置溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。按照釜內(nèi)溫度情況自動(dòng)調(diào)節(jié)冷水和蒸汽流量，以控制聚合溫度，并根據(jù)冷卻水溫度變化和因結(jié)垢影響傳熱系數(shù)的變化，以及由此引起的反應(yīng)加速情況作相應(yīng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，確保聚合反應(yīng)在受控狀態(tài)下安全運(yùn)行。

防止裝置泄漏。針對攪拌機(jī)穿出釜體外易發(fā)生泄漏情況，應(yīng)設(shè)置可靠的密封裝置。一般應(yīng)該采取具有水封的填料函密封和機(jī)械密封裝置。

加強(qiáng)設(shè)備的維修及檢測。聚合釜及相關(guān)裝置的檢修，在施工前應(yīng)該對檢修裝置進(jìn)行徹底置換，經(jīng)分析檢測合格后，方可進(jìn)行施工作業(yè)。

改善和提高設(shè)備安全。對聚合物的粘壁問題，應(yīng)從各個(gè)方面進(jìn)行研究探索，加強(qiáng)日常檢查，對檢查出的隱患進(jìn)行原因分析，制定相應(yīng)的整改措施并及時(shí)處理。

完善安全生產(chǎn)制度。建立和落實(shí)安全生產(chǎn)制度至關(guān)重要，制定安全生產(chǎn)操作規(guī)程，要求職工嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，堅(jiān)決杜絕違章操作現(xiàn)象。加強(qiáng)對職工的安全教育，提高安全業(yè)務(wù)素質(zhì)。一要加強(qiáng)中層干部的安全培訓(xùn)，實(shí)行資格認(rèn)證；二要抓好職工轉(zhuǎn)崗及崗位安全培訓(xùn)，使職工上標(biāo)準(zhǔn)崗、干標(biāo)準(zhǔn)活，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化作業(yè)；三是嚴(yán)格“三級安全”教育管理，必須保證教育時(shí)間和教育效果，嚴(yán)防走過場，切實(shí)提高職工的自我保護(hù)意識和防范化解事故的能力。

總之，對于工業(yè)合成聚氯乙烯應(yīng)遵紀(jì)遵章文明生產(chǎn)，充分認(rèn)識其危險(xiǎn)特性，加強(qiáng)安全生產(chǎn)意識，同時(shí)要建立健全應(yīng)急救援技能培訓(xùn)。按國家有關(guān)規(guī)定，配備足夠的應(yīng)急救援器材，并保持完好；組織從業(yè)人員進(jìn)行應(yīng)急救援預(yù)案的培訓(xùn)，定期演練，評價(jià)演練效果。還應(yīng)建立定期的培訓(xùn)和考核機(jī)制，以達(dá)到不斷更新從業(yè)人員的危險(xiǎn)化學(xué)品知識，提高作業(yè)技能的目的，從而降低危險(xiǎn)化學(xué)品因人為因素發(fā)生事故的概率。