反应釜中的粘釜物是怎么形成的

粘釜现象一直是影响反应釜安全有效运行的一个主要问题。反应釜在正常工作状况下，任何一种工艺的聚合反应中只要有单体接触的地方都不可避免地会产生聚合塑化物的沉积或粘附，而聚合产物粘附在器壁上会造成粘釜问题，因此必须进行定期清釜。一下我们来分析下反应釜中的粘釜物是怎么形成的。
 
一、工艺条件

反应釜粘釜物形成的影响因素有工艺条件、釜表面材料及搅拌釜中的物料量等。工艺条件包括温度变化范围、搅拌速度、反应时间和反应釜内壁光洁度。

由于温度发生变化时，气相、液相的相对体积也会发生改变，在气相、液相的交界面处由于釜壁的高温加快了引发剂分解自由基的速度，所以产生的大量自由基会吸附在釜壁上，从而形成粘釜物。温度变化范围越大，相交界面的变化区间越大，粘釜物的面积也越大。当搅拌速度较慢时，离心力较小，导致聚合物在釜内壁上吸附形成粘釜物的机率增大，因此在满足生产工艺的前提下，提高搅拌速度可以减少粘釜物的形成。其次，经过研究无挡板和有挡板条件下搅拌釜内粘垢的产生及其分布规律，发现在相同搅拌功率下，平桨、三叶后掠式桨的粘釜量最少，且桨叶安装高度对总粘釜量无明显影响。粘釜物随着反应时间的增加而增多，反应刚开始时没有粘釜物产生，反应初期开始产生粘釜物并随着时间的增加在反应中期达到最大值，后期将不再产生粘釜物。同时，由于反应釜材料固有属性导致加工过程中不可避免地会在釜壁表面产生缺陷，而且在清洗反应釜的过程中也容易留下刮痕，这些均会影响反应釜内壁表面的光洁度，而在这些表面缺陷处均有催化作用，会在一定程度上促进粘釜物的生长。通过实验发现，粘釜物形成影响因素是工艺条件和粘釜物微观结构，并从粘釜物的生长机理角度出发总结了减少粘釜物生长的措施，即控制反应温度范围，采用上抬式搅拌桨，提高釜壁表面光洁度，改善搅拌产生的剪切力。

二、粘釜物微观结构

通过透射电镜观察对比粘釜物和PVC的微观结构，我们发现粘釜物的微观结构有明显的拉丝状空洞，而PVC的微观结构均匀连续；粘釜物的生长过程与剪切作用有关，由于釜壁处的物料液滴所受搅拌剪切力较小，只能停留在受拉变形阶段，所以粘釜物便逐渐堆积生长。

三、釜表面材料

釜表面材料是影响粘釜程度的一个重要因素，不锈钢与镀锡铁的粘釜情况较严重，铅表面不粘釜，其他表面材料粘釜情况较轻。这是因为金属材料釜壁存在自由电子和瞬时正离子，会生成络合键并产生络合粘釜反应，所以粘釜严重；而对于硅酸盐结构、高分子结构等非金属材料，由于其表面无自由电子和瞬时正离子，因此粘釜较轻。

四、搅拌釜物料量

聚合釜中的物料量对粘釜也有一定影响，即当釜内液面发生变化时，粘釜量也会有明显变化。搅拌程度越好，粘釜物越多；搅拌程度越差，粘釜物越少，但物料混合效果越差，越不利于聚合反应。
 
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