某醫用硬質透明PVC粒料生產廠在使用S一1000型PVC樹脂生產醫用PVC粒料時，發現如下問題：第815批次PVC樹脂粉料色澤較差，用該批料生產的醫用PVC粒料顏色較黃；而使用第812批次、第816批次PVC樹脂粉料生產時則顏色正常；使用第814批次也能正常生產，但色澤比第812批次、第816批次稍差，好于第815批次。肉眼觀察這4個批次的粉料，可以明顯看出第815批次料色澤較差，而第812批次、第814批次、第815批次料顏色差別不大。筆者對這4個批次料進行了分析，現總結如下，供同行參考。

原因分析：

一.白度、老化白度及熱穩定時間分析
4個批次料的白度、老化白度及熱穩定時間的測試結果如表1所示。

由表1可知：第815批次料無論自度還是老化白度均明顯低于其他3個批次，且老化白度略低于GB／T 5761-2006中SG5型樹脂優級品指標(≥78％)，其余3個批次料的白度和老化白度相差不大；另外，第815批次料的熱穩定時間較短。由此可知，色澤較差的第815批次料老化白度較低、熱穩定時間較短，其質量存在問題。

二. 光學性能分析
光學性能是透明制品的重要指標之一。PVC樹脂的透光率、霧度和黃色指數等性能指標受產品配方和加工工藝的影響較大，所以實驗室測試的結果與實際生產存在一定差距。筆者采用與廠家相同的工藝條件，經混料、雙輥開煉、模壓制片制得透明片材，測得的光學性能見表2。

由表2可知：第815批次料的光學性能明顯比第812批次、第816批次差，尤其是黃色指數和霧度大大高于后者；而色澤稍差的第814批次料的霧度高于第812批次、第816批次，但低于第815批次。

黃色指數與PVC樹脂的熱穩定性有對應關系。PVC樹脂熱穩定性差、老化白度低會造成黃色指數高。表2的測試結果與表1相符。通過對表1、表2的分析可知，使用第815批次料生產的醫用PVC粒料顏色發黃的原因，是第815批次料存在著質量問題造成的。筆者對此作了進一步分析。

三.分子質量及其分布
PVC樹脂的分子質量及其分布是影響加工性能和使用特性的基本因素之一，也是劃分PVC樹脂型號和用途的主要依據。凝膠滲透色譜法(GPC)是測定高聚物分子質量及其分布常用的方法，具有準確度高、速度快、用樣量少等優點。采用該方法測試這4個批次PVC樹脂的分子質量及其分布，結果如表3所示。

由表3可知：4個批次樣品的分子質量接近，分子質量分布基本一致，沒有明顯差異。由此可知，第815批次料色澤較差與分子質量及其分布無關。

四.金屬離子含量分析
在聚合過程中，VCM 含有的雜質(尤其是鐵離子和氫離子)進人聚合釜后，在較高的溫度下對PVC大分子降解有催化作用，增加PVC分子脫氯化氫的速率；同時，氯化氫含量增加后，反應體系的pH值進一步降低，大大提高了脫氯化氫的速率，從而增大了PVC大分子形成雙鍵的概率，使PVC的熱穩定性和外觀色澤變差。測試4個批次料中鐵離子含量的結果為：第812批次2.9μg／g，第814批次3.6μg／g，第815批次13.0 μg／g，第816批次1.2μg／g。可以看出，老化白度較差的第815批次料中的鐵離子含量明顯高于其他3個批次，而第814批次料中鐵離子含量略高于第812批次、第816批次。可見，第815批次料色澤較差與其鐵離子含量偏高有一定關系。

據報道，單體中的雜質(如醛類、乙炔和鐵離子等)是造成PVC熱穩定性下降的主要因素r1]，重金屬離子可以催化PVC分子鏈降解。因此，筆者認為鐵離子含量偏高是造成第815批次料熱穩定性差、色澤較差的主要原因。

五.飽和雙鍵分析
PVC樹脂很不穩定，在150 oC左右即發生脫氯化氫等反應。研究發現，PVC 模擬化合物——2，4一二氯戊烷及2，4，6一三氯己烷在200 攝氏度左右還很穩定，因此認為PVC樹脂的正常鏈結構很穩定，而分子鏈中的異常結構才是PVC不穩定的根源。研究發現，PVC中的不穩定異常結構比PS及PMMA等多。這是由于非共軛的VCM 反應活性低，而鏈增長時自由基反應活性高，所以反應選擇性差；多種基本反應相競爭，則容易形成異常結構。
共軛雙鍵是PVC分子中的異常結構之一，該結構在加工初期的PVC分子中很少。資料顯示，PVC樹脂的初期著色性和長期熱穩定性并沒有直接的關系。PVC樹脂在加工期間的初期著色行為與其分子鏈中共軛雙鍵的含量有關，而孤立雙鍵的含量對樹脂的長期熱穩定性有著重要的影響口]。共軛雙鍵鏈段的長度超過7個時，其吸收電子能級接近可見光區域，產生顏色，在加工初期就會使PVC樹脂著色。而孤立雙鍵只是一個活性中心，其吸收電子能級在遠紫外區，隨著PVC樹脂的老化，孤立雙鍵逐漸變成共軛雙鍵，所以影響PVC樹脂的長期熱穩定性。因此，有必要檢測PVC樹脂中的不飽和雙鍵含量。測試試樣是在室溫下用粉末冷壓成片的，卸壓后，隨著放置時間的延長，其中的應力逐漸釋放，試樣漸漸變厚，并趨于恒定。為了消除厚度的微小差異對不飽和雙鍵吸收峰積分面積的影響，提高測試的重復性，筆者采用了內標峰法，即用不飽和雙鍵吸收峰與內標峰的積分面積之比代表不飽和雙鍵的含量，結果見表4。

由表4可知，色澤較差的第815批次PVC樹脂中共軛雙鍵、羰基、孤立雙鍵含量比第812批次、第816批次高，這與表1中的老化白度、熱穩定時間的結果具有很好的一致性，雙鍵含量越高的PVC樹脂，其老化白度越低，熱穩定性越差。雖然第814批次料的老化白度較高，但其分子內部不飽和雙鍵含量比第812批次、第816批次高，比第815批次低，這也是用戶反映第814批次料質量中等的原因。可見，PVC樹脂分子中不飽和雙鍵含量偏高是引起醫用PVC粒料顏色發黃的內在原因。在PVC生產過程中，除了從根本上改變聚合助劑體系外，還應采用改善樹脂的干燥工藝、降低聚合助劑殘留量等手段，減小PVC樹脂分子內部不飽和雙鍵的含量，提高PVC樹脂的老化白度和熱穩定性。

六． 結 論
(1)色澤較差的第815批次料的老化白度低、熱穩定時間短，其試樣的透光率、霧度較差，黃色指數較高。
(2)第815批次料質量較差與分子質量及其分布無關。
(3)第815批次料的鐵離子含量偏高是醫用PVC粒料顏色發黃的主要原因，因為鐵離子含量偏高會導致分子內部不飽和雙鍵含量偏高，使得PVC樹脂質量較差。

七． 建 議
PVC樹脂質量不穩定會影響醫用PVC粒料及硬質透明PVC制品的品質，因而生產硬質透明PVC粒料制品等高端產品的企業應采用質量相對較穩定的PVC樹脂，并制定企業采購原材料的標準，對采購的不同批次的樹脂進行檢測，以保證質量。

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