Емульсійний ПВХ виходить як безперервним, так і періодичним методами. Кожен з цих способів має свої переваги і недоліки. Безперервні метод виробництва економічніший і дозволяє організувати великотоннажне виробництво полімеру з меншими матеріальними і енергетичними затратами. Однак при періодичному способі легше регулювати умови полімеризації і отримувати полімер з заданими властивостями. Латекси ПВХ, синтезовані періодичним методом, як правило, більш стійкі, і для їх стабілізації потрібні менші кількості емульгатора в порівнянні з латексу, які отримуються за безперервною схемою виробництва. У разі періодичного процесу можна дуже легко (без втрат продукту) переходити від виробництва однієї марки полімеру в інший утворюється велика кількість проміжних фракцій ПВХ [6].
Виробництво емульсійного ПВХ зазвичай включає наступні стадії:
приготування емульсійної води і розчину ініціатора;
виділення порошку ПВХ з латексу.
Полімеризації автоклави виготовляють зі сталі спеціальних марок або покривають емаллю. Автоклав для безперервної полімеризації є вертикальною ємність циліндричної форми, обладнаної у верхній частині мішалкою (швидкість обертання зазвичай близько 60-70 об / хв). В такому автоклаві процес полімеризації по суті поділяється на дві стадії:
у верхній частині автоклава відбувається змішання подаються вихідних компонентів з реакційним середовищем і починається реакція полімеризації;
у другій частині автоклава процес полімеризації проходить до більш глибоких ступенів перетворення (без перемішування).
Полімеризація при безперервному меоде триває від десяти суотк до місяця, потім процес припиняють для чищення автоклава, стінки якого покриваються кіркою полімеру, що погіршує знімання і призводить до порушення режиму полімеризації. Ступінь конверсії мономера зазвичай становить 90-95%. Для підвищення ступеня конверсії мономера полімеризацію проводять ступінчасто в двох послідовно встановлених автоклавах. При цьому процес регулюється так, що в першому автоклаві полимеризуется лише близько 1/3 від загального завантаження мономера. Отриманий в першому автоклаві латекс з додатковою кількістю мономера і емульгатора подається в другій автоклав, де і закінчується полімеризація. У деяких випадках для збільшення швидкості полімеризації у другому автоклаві підтримують більш високу температуру в порівнянні з першим автоклавом. При ступінчастому веденні процесу полімеризації вінілхлориду ступінь конверсії мономера досягає 95% і вище [8].
Емульсійну полімеризацію періодичним методом можна проводити в горизонтальних автоклавах циліндричної форми з перегородками до половини довжини автоклава або в вертикальних автоклавах, обладнаних мішалками.
Залишки мономера з латексу видаляються шляхом вакуумування. Цю операцію проводять в дегазатор, що представляють собою апарати, виготовлені зі спеціальних марок і розділені в середині увігнутим днищем на дві половини. У верхній половині дегазатор розміщуються полиці, за якими латекс стікає вниз. В апараті створюється вакуум (залишковий тиск 140-160 мм рт. Ст.) І латекс в міру проходження по полицях звільняється від розчиненого в ньому вінілхлориду. Непрореагіровавшій вінілхлорид вловлюють так само, як і у виробництві суспензійного ПВХ, і після ректифікації повертають на полімеризацію.
Перед сушінням розпиленням в латекси вводять з'єднання, що запобігають виділення газоподібного хлористого водню з ПВХ. В якості таких з'єднань використовують карбонат і бікарбонат натрію, двозаміщений фосфорнокислий натрій. При переробці ПВХ, одержуваного в промисловості з використанням карбонату натрію (в кількості 0,2-0,4; від ваги ПВХ в перерахунку на їдкий натр), виділяються гази. Тому в готових виробах можуть міститися бульбашки, внаслідок чого ці вироби недостатньо прозорі. Цей недолік можна усунути шляхом використання замість соди фталатів одно- і двовалентних металів, які рекомендується додавати як в готовий латекс, так і в реакційну суміш перед полімеризацією в кількості 1-2% від маси мономера.
Розпилювальна сушка емульсійного ПВХ здійснюється безперервним методом. Застосовуються розпилювальні сушарки різних типів: з механічним, пневматичним розпиленням або з розпиленням за допомогою обертових дисків і ін. В сушилку одночасно подаються нагріте повітря і краплі розпорошеного латексу ПВХ. Під дією гарячого повітря відбувається випаровування води з крапель латексу. Відділення сухого полімеру від повітря відбувається спочатку в циклонах, в яких осідає основна частина полімеру (близько 80%), і потім в рукавних фільтрах, де відділяється інша частина ПВХ. Матеріалом для рукавних фільтрів можуть служити бельтинг, лавсан або шерсть. Режим сушіння (температура повітря на вході в сушарку і на виході з неї, концентрація подається на сушку латексу, швидкість подачі латексу і теплоносія) залежить від конструкції форсунок, розміру полімерних частинок і заданих властивостей ПВХ [11].
Для коагуляції ПВХ з латексу можна застосовувати водні розчини солей (сірчанокислого алюмінію, хлористого натрію, хлористого і сірчанокислого магнію, азотнокислого і хлористого кальцію та ін.), Азотну, соляну, сірчану, оцтову та інші кислоти.
Основними показниками, що характеризують якість емульсійного ПВХ, є:
ступінь полімеризації (оцінюється константою Фікентчера);
пастообразующіх властивості [9].
Важливими характеристиками, особливо для пастообразующіх марок ПВХ, є розмір і будова полімерних зерен, гранулометричний склад порошку і визначається ними насипна маса полімеру.
Фізичні властивості порошкоподібного ПВХ дуже сильно залежать від гранулометричного складу порошку.
При суспензійний полімеризації розмір часток і їх розподіл визначаються такими факторами, як природа і концентрація захисного колоїду, умовами перемішування тощо і, в меншій мірі, також наступною обробкою полімеру (наприклад, особливостями його виділення з суспензії). У разі емульсійної полімеризації гранулометричний склад визначається властивостями латексу і умовами сушки, при блокової полімеризації - апаратурним оформленням процесу і т.п. Однак, незважаючи на таке різноманіття способів отримання полімеру, можна відзначити певну тенденцію в отриманні ПВХ, що володіє таким гранулометричним складом, який забезпечує необхідні для того чи іншого способу переробки фізичні властивості порошку.