HAMMADDE KAYNAKLAR!
PVC'nin tek hammaddesi VCM, endüstriyel olarak iki ana reaksiyonla üretilir:
1) Asetilenin hidroklorinasyonu,
2) Etilenin direk klorlama veya oksikiorlanması ile üretilen 1,2-dikloroetanın ısısal parçalanması ile. Günümüzde, VCM'in %90'ı bu prosesle üretilmektedir [7].
PVC ÜRETİMİ
Dünya PVC üretimi 1996 yılı için yaklaşık 25 milyon tondur [10]. Ticari olarak PVC üretimi için, süspansiyon (dünya üretiminin %80'i), emülsiyon (%12) ve kütle (%8) olmak üzere üç ana proses vardır [9],[7].
VinilKSorür Süspansiyon Polimerizasyonu
Tipik bir süspansiyon PVC ünitesinin basit akım şeması Şekil 4.1'de verilmektedir. Süspansiyon polimerizasyon prosesi temel olarak, milyonlarca küçük reaktörlerde (damlalarda) yürütülen bir kütle polimerizasyonu prosesidir. Basınç altındaki sıvı VCM, şiddetli karıştırma yolu ile 14-150 m3 kapasiteli reaktörlerde su içinde dağıtılır. Oluşan ortalama 30-40 mikron çaplı damlalar, bir veya daha fazla koruyucu kolloid (süspansiyon ajanı) ile kararlı hale getirilirler. Diğer bir temel komponent ise monomerde çözünen bir serbest-radikal başlatıcısıdır. PVC üretiminde kullanılan tipik bir formül (reçete) aşağıda örnek verilebilir.
Kimyasal Miktar (Kısım)
VCM 100
Su 90-130
Koruyucu kolloid 0,05-0,130
Başlatıcı 0,03-0,08
Bu miktarlar PVC'nin türüne, reaktör büyüklüğüne ve ünite tipine bağlı olarak değişir. Polimerleşme reçetesinde belirtilenler yüklendikten sonra reaktör içeriği reaksiyon sıcaklığına (45-75°C) ısıtılır. Bu basamakta reaktörler %80-95 doluluktadır. İsı, başlatıcmın serbest radikal olarak bozulmasına yol açar ve damlalardaki monomerler polimerleşmeye başlar. Kuvvetli ekzotermik reaksiyon (1540 kJ/kg), reaktör ceketi ve/veya "reflux condenser" yolu ile kontrol edilir.
PVC kendi monomerinde çözünmediğinden, oluşan polimer ağırlıkça %27 VCM içinde şişer. Dönüşüm %70 civarında iken serbest sıvı monomer tamamen harcandıktan sonra reaktördeki basınç düşmeye başlar. Reaksiyon belirlenen bir basamakta, bir zincir sonlandırıcısı ilavesi veya reaksiyona girmemiş monomerin geri kazanma ünitesine salıverilmesi ile sonlandırılır. Degazörde ve/veya monomer sıyırma kolonunda kalan %2-3 VCM de uzaklaştırılır. Santrifüjden geçirilen "slurry"den su uzaklaştırılır ve ıslak ürün ("kek") bir kurutucuda kurutularak silo ve/veya paketleme ünitesine gönderilir.
Morfoloji
Her bir PVC tanesinin morfolojisinin kontrolü PVC reçinesinin kalite kontrolünde ana parametredir. Bu konu, ortalama tane büyüklüğü, tane çapı dağılımı ve hepsinden önemlisi gözeneklilik ve birbiri ile yakın alakalı olan kütle yoğunluğunu kapsar [8].
Tane Büyüklüğü Kontrolü
Polimerleşme başlangıcında, suda çözünen koruyucu kolloid ve karıştırıcı etkisi ile vinil klorür fazı 30-40 mikron ebatlı damlalara bölünür. Polimerleşme ilerledikçe PVC ile
|