Kuraray Poval™
für Suspensionen
PVC

DeutschPVC-Zusatzstoffe von Kuraray

Kuraray Poval™
für Suspensionen
PVC
1. Einführung

2. Herstellung von PVC-Harz

Kuraray verfügt über große Erfahrung bei der Verwendung
von Suspensionsmitteln auf Basis von Polyvinylalkohol (PVA
oder PVOH) für die Bedürfnisse von PVC-Herstellern. In dieser Anwendung wird Polyvinylalkohol als Schutzkolloid für
die Polymerisation von PVC verwendet. Das Vinylchloridmonomer wird durch Rühren in Kombination mit einem Suspensionsmittel in Wasser suspendiert, damit die Polymerisationsreaktion ablaufen kann. Die physikalischen Eigenschaften desentstehenden PVC, einschließlich Größe, Form der Körner
und Schüttdichte, stehen in direktem Zusammenhang mit
dem Kornbildungsprozess während der Polymerisation. Die
primären und sekundären Suspensionsmittel von Kuraray
ermöglichen eine präzise Steuerung der Kornbildung und derdaraus resultierenden Struktur und Morphologie. Darüber hinaus kann die oberflächenaktive Leistung durch die Auswahl
einer geeigneten Kombination der Suspensionsmittel vonKuraray weitgehend optimiert werden. Diese Vielfalt ermöglicht es dem PVC-Hersteller, eine sehr vielseitige Palette von
PVC-Harzen herzustellen, die sich je nach der beabsichtigten
Endanwendung in Morphologie und K-Wert unterscheiden.

PVC kann auf verschiedene Weise hergestellt werden: durch
Suspensionspolymerisation, Emulsionspolymerisation undMassepolymerisation, wobei die Suspensionspolymerisation
am weitesten verbreitet ist. PVC-Harz wird mit einer mittleren
Korngröße von etwa 150 Mikron hergestellt, indem Wasser
und Suspensionsmittel, Polyvinylalkohol (PVOH), zusammen
mit flüssigem VCM-Monomer unter Druck in den Reaktor gegeben werden. Diese Mischung wird gerührt, um feine Tröpfchen zu erzeugen. Um diese Art von PVC-Harz zu erhalten,
muss eine Reihe von Parametern kontrolliert werden, darunter die Partikelgröße und -morphologie, die die Schüttdichte
und Porosität beeinflussen und die spätere Verarbeitung des
PVC-Harzes erleichtern.
Polyvinylalkohol ist ein wichtiger Zusatzstoff als Suspendiermittel in diesem Prozess, um die oben genannten Eigenschaften zu beeinflussen und die PVC-Qualität und technische
Leistung zu kontrollieren.
Die Eigenschaften von Kuraray Poval™ werden hauptsächlich
durch den Hydrolyse- und den Polymerisationsgrad gesteuert,
wie in Abb. 1 dargestellt. Bei der Suspensionspolymerisation
von PVC sind der Hydrolysegrad und der Polymerisationsgrad
wichtige Eigenschaften für die Oberflächenaktivität und die
Schutzkolloidalität im PVC-Polymerisationsprozess.

PVC-Harz kann in vielen Anwendungen verwendet werden,um Materialien wie Holz, Glas und einige Metalle zu ersetzen.
Dank seiner Wirtschaftlichkeit, Haltbarkeit und selbstverlöschenden Eigenschaften kann PVC für Wasserrohre, Elektrokabel und eine Vielzahl von Bauprodukten verwendet werden.
PVC wird auch für Tapeten und Fensterprofile, landwirtschaftliche und Automobilteile, Kunstleder und Verpackungsfolien verwendet. Aufgrund seiner vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten ist es ein Werkstoff, der in unserem täglichen
Leben präsent ist. Der größte Teil des PVC-Harzes wird durch
das Verfahren der Suspensionspolymerisation hergestellt.
Polyvinylalkohol ist ein wesentlicher Bestandteil dieses Prozesses, da er das wichtigste Suspensionsmittel ist.

2

Schützende Kolloidalität

Niedrig

Hoch

100

DH80%

DH70%-78%
L series

60

Oberflächenaktivität

Hydrolysegrad (Mol-%)

Niedrig

DH88%

80

Primäres Suspensionsmittel
DH35%-55%
LM series

20

Sekundäres
Suspensionsmittel

Hoch

40

0
250

550

1000

750

2000

2800

Degression der Polymerisation
Abb. 1 Die Rolle von Polyvinylalkohol für die PVC-Polymerisation und die Eigenschaften von PVC-Harz.

nächsten Phase unter 30 %, d. h. in dem Stadium, in dem die
PVC-Primärpartikel in den VCM-Monomertröpfchen erzeugt
werden. Die Polymerisation findet in jedem Monomertropfen
statt, und die PVC-Primärpartikel mit einer Größe von etwa 1
Mikron werden im Monomertropfen ausgefällt, da das PVCHarz nicht in VCM-Monomer löslich ist. Bei diesem Verfahren
agglomerieren die Primärpartikel im Monomertröpfchen undbilden aufgrund der häufigen Koaleszenz und Dispersion der
Monomertröpfchen eine Netzwerkstruktur. Dadurch wird die
innere Struktur des PVC-Harzes poröser, was die Aufnahme
von Weichmachern und Additiven erleichtert und die Verarbeitbarkeit des PVC-Harzes erhöht.

Die Rolle des Polyvinylalkohols bei der Suspensionspolymerisation ist je nach dem Grad der Umwandlung von VCM in PVC
unterschiedlich. Die erforderlichen Eigenschaften des Polyvinylalkohols für jede Stufe (<0,1 % im Vergleich zu 0,1 % bis<30 % im Vergleich zu >30 %) werden im Folgenden erläutert.
Abb. 2 zeigt den Polymerisationsmechanismus beginnend
mit einem Umsatz <0,1 %, d. h. dem Stadium, in dem derInitiator im gesamten VCM-Monomer dispergiert ist. Der
Initiator und das Monomer werden durch die Koaleszenz und
Dispersion der Monomertröpfchen gemischt, die durch das
Rühren im Reaktor verursacht werden. Wenn dieser Koaleszenz- und Dispersionsprozess schlecht ist, wird die erzielte
Umwandlung jedes Tröpfchen eine inhomogene Umsetzung.
PVC-Monomertröpfchen mit hohem Initiatorgehalt habeneinen hohen Umsatz, was zu Problemen mit Fischaugen bei
Dünnschichtanwendungen führen kann. Zur Verbesserung
dieses Koaleszenz- und Dispersionsverhalten, wird ein Polyvinylalkohol benötigt, der eine höhere Oberflächenaktivität
und eine geringere Schutzkolloidalität aufweist. Die am besten geeigneten Kuraray Poval™ Typen für das obige Verfahren
sind unsere L- und LM-Typen.

Wenn hingegen die Koaleszenz und Dispersion in dieser Phase
nicht effizient ist, weisen die Primärpartikel keine Netzwerkstruktur im Monomertropfen auf und das PVC-Harz wird
weniger porös, was zu einem schlecht verarbeitbaren Harz
führen würde. Zur Verbesserung des Koaleszenz- und Dispersionsverhaltens wird ein Polyvinylalkohol benötigt, der eine
höhere Oberflächenaktivität und eine geringere Schutzkolloidalität aufweist. Die am besten geeigneten Kuraray Poval™Typen für das obige Verfahren sind unsere L- und LM-Typen.

Wie in Abb. 2 auf Seite 4 dargestellt, liegt der Umsatz in der3Die letzte Phase der Umwandlung von mehr als 30 % ist die
Phase, wenn die PVC-Harzpartikel durch die Agglomeration
von Primärpartikeln gebildet werden, treten Koaleszenz
und Dispersion der Monomertröpfchen nicht mehr auf. Die
Schutzkolloidalität des Polyvinylalkohols kann diesen Agglomerationsprozess steuern. Eine geringere Schutzkolloidabilität kann zu einer zu starken Agglomeration führen und große
Partikel erzeugen. Große Partikel entstehen, und die Polymerisation wird instabil. Eine höhere Schutzkolloidabilität führt
zu einer ausgewogeneren Agglomeration und die Polymerisation wird stabil.

Polyvinylalkohole mit hoher Schutzkolloidabilität, die für die
Stabilität im Polymerisationsprozess erforderlich sind, werden als primäre Suspensionsmittel bezeichnet. Andererseits
werden Polyvinylalkohole mit höherer Oberflächenaktivität,
die für eine größere Porosität im Polymerisationsprozess erforderlich sind, als sekundäre Suspensionsmittel bezeichnet.
Die erforderliche Leistung eines Polyvinylalkohols als Suspensionsmittel ist für jede Polymerisationsstufe unterschiedlich,aber im eigentlichen Prozess werden alle Polyvinylalkohole
zur gleichen Zeit, zu Beginn des Prozesses, in den Reaktor
gegeben. Es ist wichtig, die Rezeptur unter Verwendung einer
Kombination geeigneter Polyvinylalkohole für jeden Teil desPolymerisationsprozesses zu entwerfen, wobei die Eigenschaften der verwendeten Ausrüstung zu berücksichtigen
sind in Bezug auf Rührwerk, Umlenkungen, Mantel oder Kondensator Kühlung sowie Reaktorgröße und -geometrie.

Für diese Phase wird ein Polyvinylalkohol mit höherer Schutzkolloidalität benötigt. Die am besten geeigneten Kuraray Poval™ Typen für das obige Verfahren sind Produkte mit einem
Hydrolysegrad von 80 mol% oder höher und unsere L-Typen.

Anfangsphase
Initiator wird homogenisiert
in VCM-Tropfen.

Koaleszenz

Dispergieren

VCM Conv < 30%
Struktur desNetzwerkes

Koaleszenz

VCM Conv > 30%
Strukturdes Netzwerkes

Dispergieren

Primärteilchen (-1µm)

Abb. 2: Der Polymerisationsmechanismus

Oberflächenaktivität

Schützende Kolloidalität

Hoch = kleine Monomertröpfchen

Hoch = weniger Agglomeration

Niedrig = große Monomertröpfchen

Niedrig = mehr Agglomeration

4

Primäre Partikelaggregation

Kuraray Poval™-Sortenliste fürPVC Suspensionspolymerisation
Sortenname Kuraray Poval™

Viskosität (1)Grad derNichtflüchti-

Asche(3)JIS K 6726 [mPa•s]

Hydrolyse [mol%]ger

Inhalt [%](2)

Anteil [%]pH

Primary Suspending Agent
32-80

29.0 - 35.0

79.0 - 81.0

97.5 ± 2.5≤ 0.4

5.0 - 7.0

35-80

32.0 - 38.0

79.0 - 81.0

97.5 ± 2.5≤ 0.4

5.0 - 7.040-80E

37.0 - 45.0

79.0 - 81.0

97.5 ± 2.5≤ 0.4

5.0 - 7.0

48-80

45.0 - 51.0

78.5 - 80.5

97.5 ± 2.5≤ 0.2

5.0 - 7.0L8

5.0 - 5.8

69.5 - 72.5

98.5 ± 1.5≤ 1.1

5.0 - 7.0

L9

5.5 - 6.1

69.5 - 72.5

98.5 ± 1.5≤ 1.1

5.0 - 7.0

L 9-78

6.0 - 6.7

76.5 - 79.0

98.5 ± 1.5≤ 1.2

5.0 - 7.0

L9P

6.2 - 7.2

71.5 - 73.5

97.5 ± 2.5≤ 0.5

5.0 - 7.0L 10

5.0 - 7.0

71.5 - 73.5

98.5 ± 1.5≤ 1.0

5.0 - 7.0

L 11

5.5 - 7.5

71.5 - 73.5

97.5 ± 2.5≤ 0.4

5.0 - 7.0

L 508W

6.0 - 7.0

71.5 - 73.5

97.5 ± 2.5≤ 0.4

5.0 - 7.0

44-88

40.0 - 48.0

87.0 - 89.0

97.5 ± 2.5≤ 0.4

5.0 - 7.0

49-88

45.0 - 52.0

87.0 - 89.0

97.5 ± 2.5≤ 0.4

5.0 - 7.0

55-95

50.0 - 60.0

95.0 - 96.0

97.5 ± 2.5≤ 0.4

5.0 - 7.0

1) einer 4 %igen Wasserlösung bei 20 °C DIN 53015 / JIS K 6726 (2) nach 3 Stunden Trocknung bei 105 °C DIN 53189 / JIS K 6726 (3) berechnet als Na2O

Viskosität (1)Grad derNichtflüchti-

Asche(3)JIS K 6726 [mPa•s]

Hydrolyse [mol%]ger

Inhalt [%]LM 10 HD

4.5 - 5.7

38.0 - 42.0

98.5 ± 1.5

≤ 0.6

NA

LM 20

3.0 - 4.0

38.0 - 42.0

98.5 ± 1.5

≤ 1.0

NA

LM 30

9.3 - 10.3(4)45.0 - 51.0

98.5 ± 1.5

≤ 0.6

NA

LM 40 HT

3.1 - 4.3

38.0 - 42.0

98.5 ± 1.5

≤ 1.5

NA

Sortenname Kuraray Poval™

(2)

Anteil [%]1) einer 4 %igen Wasserlösung bei 20 °C DIN 53015 / JIS K 6726
(2) nach 3 Stunden Trocknung bei 105 °C DIN 53189 / JIS K 6726
(3) berechnet als Na2O
(4) einer 10%igen Methanol/Wasser-Lösung (1/1) bei 20°C

5pH

Eigenschaften von Kuraray Poval™ für PVC-Suspension
Polymerisation Kuraray-Primärsuspendiermittel
Kuraray Poval™-Typen mit einem
Hydrolysegrad 80 mol%
Viskositäts-Konzentrations-Kurven

Diese Typen haben einen hohen Hydrolyse- und einen hohen
Polymerisationsgrad unter unseren primären Suspensionsmitteln. Mit diesen Typen kann die Suspensionspolymerisation stabil durchgeführt werden, insbesondere in Kombination mit einem sekundären Suspensionsmittel. Es ist möglich,
die PVC-Harz Teilchengröße zu stabilisieren.

32-80

48-80

35-80

40-80E

2.0

4.0

Viskosität (mPa•s)

1000.0Kuraray Poval™ L-Sorten
Diese Sorten haben einen geringen Hydrolyse- und Polymerisationsgrad unter unseren primären Suspensionsmitteln.
Im Vergleich zu unseren Typen mit einem Hydrolysegrad von
80 mol% können sie den Einsatz von Polyvinylalkohol in derRezeptur reduzieren. Sie können auch die PVC-Partikelgröße
leicht durch Anpassung der verwendeten Menge variieren.
Sie können PVC-Harz mit guter Porosität liefern unter Beibehaltung einer guten Schüttdichte. Weichmacher-Absorptionsgeschwindigkeit , Fischauge und VCM-Restgehalt werdenverbessert, was zu einem zu einer guten Ausgewogenheit
der Eigenschaften des hergestellten PVC-Rohstoffs führen.
Diese Sorten bieten auch eine enge Partikelgrößenverteilung
des PVC-Rohstoffs und eine verbesserte Morphologie mit
kugelförmigeren Partikel, werden verbessert, was zu einer
guten Ausgewogenheit der Eigenschaften des hergestellten
PVC-Rohstoffs führt.

100.0

10.0

0.0

6.0

Konzentration der PVOH-Lösung bei 20°C (%)

L-508W

L-11

L-9P

L-8

L-9

L-10

Viskosität (mPa•s)

L-9-78

Kuraray Poval™-Typen mit einem
Hydrolysegrad 88 mol% bis 95 mol%
Diese Sorten haben einen hohen Hydrolyse- und einen hohen
Polymerisationsgrad unter unseren primären Suspensionsmitteln. Kombiniert man diese Typen mit Typen mit einem Hydrolysegrad von 80 mol% ist es möglich, PVC-Harz mit hoher
Schüttdichte zu erhalten. Kuraray Poval™ 55-95 kann auchin Rezepturen verwendet werden, um die Schüttdichte des
PVC-Harzes zu erhöhen.

40.0

1.0
2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

Konzentration der PVOH-Lösung bei 20°C (%)

Kuraray Poval™ LM-Sorten
Kuraray Poval™ LM-Typen sind sekundäre Suspensionsmittel mit einem Hydrolysegrad unter 50 Mol-%. Sie bieten
hohe Porosität und ausgezeichnete Weichmacheraufnahme
für PVC-Harze bei gleichzeitiger Beibehaltung einer guten
Schüttdichte. Die Produkte werden als feste, trockene Pulver
geliefert, können aber in Wasser dispergiert werden, ohne
dass organische Lösungsmittel erforderlich sind.

6

49-88

44-88

55-95

1000.0LM-10HD

LM-20

2.0

6.0

LM-40HT512
Viskosität (mPa•s)

Viscosity (mPa•s)

256
100.0

10.0

128
64
32
16
8
4
2

1.0
1.0

2.0

1

3.0

Konzentration der PVOH-Lösung bei
20°C (%)

4.0

8.0

10.0

Konzentration der PVOH-Lösung bei 20°C (%)(Wasser-Methanol-Verhältnis 1:1)

LM-30

Viskosität (mPa•s)

12.0

8.0

4.0

0.0
1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

Konzentration der PVOH-Lösung bei 20°C (%)(Wasser-Methanol-Verhältnis 1:1)

Herstellung vonKuraray Poval™-LösungenMethode 1

Methode 2

Kuraray Poval™ L-Sorten werden als Polyvinylalkohole mit
mittlerer Hydrolyse eingestuft, deren Hydrolysegrad zwischen 69,5 und 73,5 Mol-% liegt. Als solche sind sie kaltwasserlöslich und Lösungen können entweder in kaltem oder in
heißem Wasser hergestellt werden. Schließlich wird Kuraray
Poval™ in einen Rührtank mit kaltem Wasser gegeben, um
Klumpenbildung zu vermeiden. Das Produkt kann durch ein
grobes Sieb (10 mesh) gegeben werden, um Fremdkörper aufzufangen, die in den Lösungsmischer fallen könnten. Nachdem die gesamte L-Sorte zugegeben wurde, wird das Gemischunter Rühren auf 70 bis 80 °C erhitzt. Das Rühren im Mischer
sollte ausreichend sein, um eine effiziente Auflösung zu gewährleisten, aber nicht zu intensiv, um eine Schaumbildung an
der Oberfläche zu verursachen. Man mischt 2 Stunden langoder bis die Lösung homogen ist. Die Lösung wird dann bis
unter den Trübungspunkt abgekühlt, um eine klare Lösung zu
erhalten. Die Konzentration der Lösung kann dann überprüftund kontrolliert werden. Vor dem Umpumpen in das Beschickungsgefäß oder den Reaktor wird die Lösung zur abschließenden "Reinigung" durch einen 200-Mikron-Filter geleitet.
L-Sorten weisen einen Trübungspunkt auf und die zubereiteten Lösungen müssen unterhalb des Trübungspunkts der
Produkte gelagert werden, um eine Entmischung während derLagerung zu vermeiden.

Kuraray Poval™ 80 mol% Hydrolyse-Typen werden als teilhydrolysierte Polyvinylalkohole eingestuft, deren Hydrolysegrad zwischen 76,5 und 81,0 mol% liegt. Als solche sind sie
nur in heißem Wasser löslich und Lösungen können nur mit
heißem Wasser hergestellt werden.
Das teilweise hydrolysierte Kuraray Poval™ wird langsam ineinen Rührtank mit kaltem Wasser gegeben, um Klumpenbildung zu vermeiden. Das Produkt kann durch ein grobes Sieb
(10 mesh) gegeben werden, um um Fremdkörper aufzufangen, die in die Lösung fallen könnten. Nachdem das gesamte
Kuraray Poval™ zugegeben wurde, wird die Mischung unter
Rühren auf 80 - 90 °C erhitzt. Das Rühren im Mischer sollte
ausreichend sein, um ein effizientes Auflösen zu ermöglichen,aber nicht so stark, dass zu intensiv ist, um Schaumbildung
an der Oberfläche zu verursachen. Mischen für 2 Stundenoder bis die Lösung homogen ist. Die Lösung wird dann bis
unter den Trübungspunkt abgekühlt, um eine klare Lösung zu
erhalten. Die Konzentration der Lösung kann dann überprüftund kontrolliert werden. Vor dem Umpumpen in den Beschickungsbehälter oder Reaktor wird die Lösung durch einen
200-Mikron-Filter geleitet, um sie abschließend zu "reinigen".

7

Methode 3

Methode 4

Kuraray Poval™ 88 mol% und 95 mol% Hydrolyse-Typen sindals Polyvinylalkohole mit hohem Hydrolysegrad eingestuft,
die in ihrem Hydrolysegrad von 87,0 bis 96,0 Mol-% variieren.
Als solche sind sie nur in heißem Wasser löslich, und Lösungen können nur unter Verwendung von heißem Wasser hergestellt werden.

Kuraray Poval™ LM-Typen sind feste Produkte und werden als
Polyvinylalkohole mit niedrigem Hydrolysegrad eingestuft,
wobei der Hydrolysegrad zwischen 40,0 und 50,0 Mol-% liegt.
Als solche sind sie nicht vollständig wasserlöslich, lassensich aber leicht in Wasser dispergieren. Der Kuraray Poval™
LM-Typ wird langsam in einen Rührtank mit kaltem Wasser
gegeben, um Klumpenbildung zu vermeiden. Das Produkt
kann durch ein grobes Sieb (10 mesh) gegeben werden, um
Fremdkörper, die in den Dispersionsmischer fallen könnten,
aufzufangen. Der Mischer sollte ausreichend gerührt werden, damit sich das Produkt gut auflöst, aber nicht so stark,dass sich an der Oberfläche Schaum bildet. Mischen Sie 1-2
Stunden lang oder bis die Dispersion homogen ist. Die Konzentration der Lösung kann dann überprüft und kontrolliert
werden. Für die Lagerung der wässrigen LM-Dispersion sollte
der Feststoffgehalt weniger als 5% betragen und die Temperatur unter 40°C liegen.

Das Kuraray Poval™ High Hydrolysis Grade wird langsam ineinen Rührtank mit kaltem Wasser gegeben, um Klumpenbildung zu vermeiden. Das Produkt kann durch ein grobes Sieb
(10 mesh) gegeben werden, um Fremdkörper aufzufangen, diein den Lösungsmischer fallen könnten. Nachdem das gesamte
Kuraray Poval™ zugegeben wurde, wird die Mischung unter
Rühren auf 90 bis 95 °C erhitzt. Das Rühren im Mischer sollte
ausreichend sein, um ein effizientes Auflösen zu ermöglichen,aber nicht zu intensiv, um eine Schaumbildung an der Oberfläche zu verursachen. Man mischt 2 Stunden lang oder bis
die Lösung homogen ist. Die Lösung wird dann unter den Trübungspunkt abgekühlt, um eine klare Lösung zu erhalten. Die
Konzentration der Lösung kann dann überprüft und kontrolliert werden. Vor dem Pumpen in das Beschickungsgefäß oderden Reaktor wird die Lösung durch einen 200-Mikron-Filter
geleitet, um sie abschließend zu "reinigen".

Methode 5
Kuraray Poval™ LM-30 wird langsam in einen gerührten Tank
mit einer Mischung aus kaltem Wasser und Methanol oder
Ethanol (50:50-Mischung) durch ein grobes Sieb (10 mesh)passieren, um Fremdkörper aufzufangen, die in den Lösungsmischer fallen könnten. Der Mischer sollte ausreichend
bewegt werden, für eine effiziente Auflösung, aber nicht sostark, dass sich Schaum an der Oberfläche bildet. Mischen
Sie 4 Stunden lang oder bis die Lösung homogen ist. Die Konzentration der Lösung kann dann überprüft und kontrolliert
werden. Lösungen von Kuraray Poval™ LM-30 sollten über die
VCM Ladeleitung oder eine spezielle Leitung geladen werden,
da sie in Wasser nur wenig löslich sind.

Typ

Methode

L-8

1

L-9

Empfohlene

Empfohlene

Typ

Methode4-6%

40-80E

2

4-5%

2

4-6%

48-80

2

4-5%

L-9P

1

4-6%

44-88

3

4-5%

L-9-78

2

4-6%

49-88

3

4-5%

L-10

1

4-6%

55-95

3

4-5%

L-11

1

4-6%

LM-10 HD4

2-4%

L-508W

1

4-6%

LM-20

4

3-7%

32-80

2

4-5%

LM-30

5

3-7%

35-80

2

4-5%

LM-40 HT4

2-5%

Konzentration

8

Konzentration

Wolkenpunkt
Der Trübungspunkt ist die Temperatur, bei der eine Polyvinylalkohollösung beginnt sich in Phasen mit niedrigerer undhöherer Konzentration aufzuteilen und die Lösung aufgrund
des unterschiedlichen Brechungsindex der beiden Phasen
trüb wird. Polyvinylalkohole mit niedrigem Hydrolysegradsind hydrophober und weisen Trübungspunkte bei niedrigeren
Temperaturen auf. Mit zunehmendem Hydrolysegrad eines
Polyvinylalkohols wird das Produkt weniger hydrophob undwird hydrophiler, so dass ihre Trübungspunkte tendenziell bei
höheren Temperaturen liegen.

Nachstehend sind die Trübungspunkte einiger unserer verschiedenen Hydrolysequalitäten aufgeführt. Wenn die Lösung
oberhalb ihres Trübungspunktes gelagert wird, kommt es zur
Sedimentation der höher konzentrierten Phase. Im Allgemeinen haben wässrige Lösungen von primären Suspensionsmitteln Trübungspunkte wie in den folgenden Diagrammen
dargestellt. Daher sollte die Lösung der DH 80 mol%-Qualität
unter 45°C gelagert werden und DH 70-72 mol%ige Sorten(L-Sorten) sollten unter 25-30°C gelagert werden, um Sedimentationsprobleme zu vermeiden.

1. UV-Spektralphotometer verwenden
2. Bereiten Sie eine PVOH-Lösung mit 5%iger Konzentration vor.
3. Gib die PVOH-Lösung in die Quarzküvette und stelle die Küvette in das UV-VIS-Spektrophotometer.
4. Erhöhen Sie die Temperatur um 1°C pro Minute.
5. Messen Sie T% (Transparenz) bei 660nm bei jeder Temperatur.
6. Der Trübungspunkt ist die Temperatur bei T=85%.
Kuraray Poval™ L-Sorte Cloud Point vs. Lösungskonzentration
80

70
L-8
Temperatur °C

60

L-9
L-9P

50

L-10
L-11

40

L-9-78
L-508 W

30

20
0.01

0.1

1

5

Konzentration der Lösung %Temperatur bei 85 %, Wellenlänge 660 nm. Y-Achse bei 5 % Lösungskonzentration

65

Temperatur °C

60

40-80E

55

32-80
35-80
50

48-80

45

40
0.01

0.1

1

5

Konzentration der Lösung %Temperatur bei 85 %, Wellenlänge 660 nm. Y-Achse bei 5 % Lösungskonzentration

9

Handhabung und Lagerung

Sicherheit

Kuraray Poval™ ist eine Industriechemikalie und als solche
sollte die erforderliche persönliche Schutzausrüstung (PSA)
für die Handhabung eines feinen Pulvers verwendet werden.
Vorsicht ist geboten, da aus Kunststoffverpackungen statische Ladungen erzeugt werden können. Es wird empfohlen,dass die Verpackung und Geräte geerdet werden, um statische Aufladung zu vermeiden. Kuraray Poval™ sollte untersauberen, trockenen Bedingungen gelagert werden und nichtüber längere Zeit Wasser oder hoher Luftfeuchtigkeit ausgesetzt werden. Kuraray Poval™-Lösungen sollten unter ihrem
Trübungspunkt in sauberen Gefäßen mit sanftem Rühren
oder Umwälzpumpen gelagert werden. Sie sollten vor biologischem Angriff durch Mikroorganismen geschützt werden.

Kuraray Poval™ ist nicht als gesundheitsgefährdend und nicht
als gefährlich für den Transport eingestuft.
Die Beschreibungen basieren auf Materialien, Informationen
und Daten, die zu diesem Zeitpunkt verfügbar sind, und wirübernehmen keine Garantie dafür, obwohl wir genau sind.
Die Hinweise sind für den normalen Gebrauch bestimmt undentsprechen nicht notwendigerweise allen Situationen, Verwendungen und Anwendungen. Legen Sie daher bitte sichere
Handhabungs- und Verwendungs Bedingungen, da diese inder Verantwortung des Benutzers liegen.
Ausführlichere Informationen finden Sie in unseren
Produkt Sicherheitsdatenblätter.

Ausführlichere Informationen finden Sie in unserer
Kuraray Poval™-Broschüre, die auf Anfrage erhältlich ist.

PVC-Polymerisation
Fischaugen
Faktoren, die helfen, Fischaugen zu reduzieren:▪ Alle Inhaltsstoffe sind frei von Verunreinigungen.
▪ Inline-Prozessfilter regelmäßig inspiziert und gereinigt.
▪ Reaktoren zwischen den Polymerisationen gut gewaschenoder gespült und das Waschwasser in den Abfluss leiten.
▪ Auch der Reinigung des Kondensators sollte Aufmerksamkeit geschenkt werden.
▪ Verwenden Sie ein gutes Antifouling-Mittel.
▪ Verwenden Sie ähnliche k-Werte für den gleichen Produktstrom.
▪ Dispergieren Sie den Initiator zu Beginn der Polymerisationgut.
▪ Verwenden Sie einen Polyvinylalkohol mit hoher Oberflächenaktivität.

Es gibt eine Reihe von Faktoren, die Fischaugen verursachen
können:▪ Kreuzkontamination von Harz mit niedrigem k-Wert mit
Harz mit hohem k-Wert.
▪ PVC-Harz mit geringer Porosität.
▪ Doppelt polymerisierte Körner aufgrund schlechter
Reaktorreinigung.
▪ Inhomogene Reaktionsbedingungen, die zu einerschlechten Verteilung des Initiators führen.
▪ Verwendung von Polyvinylalkohol mit hohem Hydrolysegrad oder HPMC.
▪ Häufiger Wechsel der Harzsorten mit unterschiedlichen
k-Werten.

SchäumendEs gibt zwei Arten von Schaum, die bei der Verwendung von
Polyvinylalkohol bei der Suspensionspolymerisation entstehen können. Die erste ist die Produktion von Nassschaum,wenn Polyvinylalkohol Lösungen hergestellt werden. Polyvinylalkohole werden aufgrund ihrer Beschaffenheit verwendet
die Oberflächenspannung von Wasser und Reaktorinhalt zu
verändern. Daher ist es nicht verwunderlich, dass sie schäumen, wenn sie in Lösung gegeben werden mit möglicherweise
schnellem Rühren. Es ist auch möglich, nassen Schaum zu
erhalten während des Beginns der PVC-Polymerisation, wenn
der Polyvinylalkohol im Wasser-VCM-Gemisch dispergiert
wird. Die andere Art von Schaum ist der Trockenschaum (oderkönnte auch als Nassschaum bezeichnet werden) ! Im Verlauf
der Suspensionsreaktionen entsteht Wärme, die VCM zum
Sieden bringt. Die VCM-Gasblasen steigen an die Oberfläche des Reaktors auf, um entweder im Raum darüber oderüber einen Kondensator abzukühlen. Wenn die Reaktionen
aufgrund schnellerer Initiatoren schneller ablaufen, muss
mehr Wärme aus dem Reaktor abgeführt werden und derEinsatz von von Kondensatoren wird zur Norm. Die kochenden VCM-Tröpfchen steigen zur Oberfläche des Reaktors
auf und können sich dort festsetzen und schäumend an den
PVC-Harzpartikel anlagern. Gleichzeitig nimmt die Viskosität der PVC-Harzaufschlämmung zu, so dass es schwieriger
wird VCM-Tropfen aus der Aufschlämmung freizusetzen, diewie ein Schaum / Creme am oberen Rand des Reaktorinhaltsbildet. Um die Schaumbildung zu reduzieren, benötigen Sieeine gute Durchmischung und eine gute Verwirbelung imoberen Bereich, um die PVC-Aufschlämmung zu benetzen.

Sie können das Wasser/Monomer-Verhältnis erhöhen, um die
Viskosität der Aufschlämmung zu verringern. Eine Injektion
von Wasser verringert ebenfalls die Viskosität und trägt auch
zur Kühlung bei. Die letzte Option ist die Verwendung eines
Antischaummittels. Dabei kann es sich um ein spezielles Antischaummittel oder Polyvinylalkohol handeln. Die Entscheidung über die Verwendung eines Antischaummittels hängt
von der Leistung und den Kosten, da Antischaummittel zwar
wirksamer, aber erheblich teurer sind als Polyvinylalkohole.
Wenn ein Polyvinylalkohol gewählt wurde, ist es besser, einen
Polyvinylalkohol mit einem hohen Molekulargewicht und mit
hohem Hydrolysegrad zu nehmen.

PVC-Harz-Weißgrad
▪ Der größte Einfluss auf die Farbe von PVC-Harz ist derInitiator▪ Initiatorreste können im PVC-Harzpartikel verbleiben.
▪ Die Initiatorrückstände zersetzen sich beim Trocknen undführen zur Bildung von farbigen Strukturen innerhalb derHarzkette Polymerkette▪ Peroxidkarbonat-Initiatoren sind die schlechtesten für die
Farb-Erzeugung.
▪ Per-Ester-Typen sind viel besser für die Farbe.
▪ Die nachträgliche Zugabe von Polyvinylalkohol verbessert
die Farbe.
10Sauerstoff
Die Wirkungen des Sauerstoffs sind
▪ Es ist ein starker Polymerisationsinhibitor.
▪ Es kann mit VCM instabile Zwischenpolymere(VCPP, Vinylchloridpolyperoxide) bilden. Diese können sichin zurückgewonnenen Monomeranlagen explosionsartig
zersetzen.
▪ Höhere Sauerstoffgehalte verringern die mittlere Korn
größe des PVC-Harzes. Der Sauerstoff erzeugt mehr
Veredelungspunkte bei der Kornbildung.
▪ Sauerstoff kann thermisch labile Gruppen einführen, die
Entfärbung bei der anschließenden Verarbeitung des PVCRohstoffs wirken können.
▪ Es verringert die Porosität des PVC-Harzes.
▪ Sauerstoffgehalte von mehr als 5 - 10 ppm sind problematisch.
▪ Der Einfluss von Sauerstoff ist umso wichtiger, je mehrder Hydrolysegrad zunimmt (die Zahl der pfropfbaren
Acetat Gruppen nimmt ab).

Bei der kommerziellen Suspensionspolymerisation von Vinylchlorid ist es fast immer erforderlich, dass der Reaktor ineinem bestimmten Stadium des Prozesses vor der Einleitung
des VCM mehrmals evakuiert wird, um den Sauerstoffgehalt
so weit wie möglich und auf eine konstante Menge zu reduzieren. Je höher der Sauerstoffgehalt in einem PVC-Reaktor ist,
desto feiner ist die Partikelgröße. Als die PVC-Hersteller vonder offenen Reaktortechnologie (bei der der Reaktor nach jeder Charge geöffnet und gereinigt wird) auf die geschlossene
Reaktortechnologie (nur alle 200 bis 300 Chargen geöffnetwird) änderten, stellten sie fest, dass sie mehr Suspensionsmittel benötigten, um die gleiche mittlere Korngröße zu
erreichen.
Quellen für Sauerstoff können sein:▪ Infiltration in das VCM-Lagersystem.
▪ Gelöst im Prozesswasser.
▪ In der Dampfphase.
▪ Durch Zersetzung des Peroxid-Initiators.
▪ Aus der Zersetzung von überschüssigem H2O2 (bei Verwendung zur in-situ-Initiator zu bilden).

Der Einfluss von VCM-Verunreinigungen auf die PVC-Eigenschaften
Die wichtigsten Verunreinigungen, die es in VCM zu vermeiden
gilt, sind "ungesättigte Verbindungen"; der Butadiengehalt
sollte unter 10 ppm liegen. Sie beeinträchtigen sowohl die
Reaktivität von Monomer und Initiator als auch die Granulation. Chlorierte Spezies haben trotz höherer Zugabemengen
weniger Einfluss. Bei allen Verunreinigungen/Verschmutzungen ist der wichtigste Faktor die Beständigkeit. Wenn die
Werte von Tag zu Tag schwanken, ist es sehr schwierig, sie ineiner Anlage zu kontrollieren. Es ist viel besser, hohe Verunreinigungswerte zu haben, wenn sie konstant hoch sind, als
ständige Schwankungen. Auch wenn das VCM aus der Monomeranlage zu 99,98 % rein ist, werden dem Reaktor immer
noch 0,02 %....200 ppm Verunreinigungen zugeführt. Wenn
man bedenkt, dass der Gehalt an Suspensionsmittel 800 bis
1.000 ppm betragen würde, ist der Anteil an Verunreinigungen für VCM sehr hoch.

▪ Zurückgewonnenes VCM sollte nicht in PVC-Harzen
verwendet werden, wenn Farbe wichtig ist.
▪ Buten-1 im rezyklierten Monomer erhöht die Porosität undverringert die mittlere Korngröße.
▪ Sauerstoff im recycelten Monomer erhöht die Porosität,
verringert die mittlere Korngröße und die Partikelgrößenverteilung.
▪ Eine Erhöhung des HCl-Gehalts verringert die Porosität
und mittlere Korngröße.
▪ Je höher der Anteil an rezykliertem Monomer in der Rezeptur, desto geringer ist die Porosität und desto feiner ist die
mittlere Korngröße.
▪ Jegliches angesammelte Wasser im VCM-Lager sollte abgelassen werden, da es Eisen (Fe) enthält, das die Farbe
des PVC Harzfarbe und Hitzestabilität beeinträchtigt. Der
Gehalt sollte weniger als 5 ppm liegen.
▪ Fe, Sauerstoff und Säure können zu Polyperoxiden führen.
▪ Sie können Radikalfänger verwenden, um die Bildung vonPolyperoxiden zu verhindern.
▪ Restmengen an Initiator können zu Fehlstellen führen
(schlechte Farbe).
▪ Wenn ein Antioxidans verwendet wird, muss sichergestellt
werden, dass es keine farbige Nebenprodukte bildet.
▪ Ein hoher pH-Wert kann Peroxidkatalysatoren deaktivieren.

Wege zur Erhöhung der Schüttdichte▪ Reduzieren Sie die Drehzahl des Rührwerks.
▪ Erhöhen Sie das Monomer-Wasser-Verhältnis.
▪ Zugabe eines Puffers / Kalzium-Ionen, 200 ppm Na2Co3▪ Verwenden Sie Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC).

11Wertschöpfung
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und der Tatsache, dass bei der Verbrennung keine Rückstände entstehen, vorteilhaft. Es ist inverschiedenen Partikelgrößen von Granulat bis hin zu feinen Pulvern erhältlich.
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und den USA. Das globale Produktions- und Servicenetz von Kuraray macht uns zu Ihrem bevorzugten Partner für innovative, hochwertige PVOH-Harze.
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03_2022