某医用硬质透明PVC粒料生产厂在使用S一1000型PVC树脂生产医用PVC粒料时，发现如下问题：第815批次PVC树脂粉料色泽较差，用该批料生产的医用PVC粒料颜色较黄；而使用第812批次、第816批次PVC树脂粉料生产时则颜色正常；使用第814批次也能正常生产，但色泽比第812批次、第816批次稍差，好于第815批次。肉眼观察这4个批次的粉料，可以明显看出第815批次料色泽较差，而第812批次、第814批次、第815批次料颜色差别不大。笔者对这4个批次料进行了分析，现总结如下，供同行参考。

原因分析：

一.白度、老化白度及热稳定时间分析
4个批次料的白度、老化白度及热稳定时间的测试结果如表1所示。

由表1可知：第815批次料无论自度还是老化白度均明显低于其他3个批次，且老化白度略低于GB／T 5761-2006中SG5型树脂优级品指标(≥78％)，其余3个批次料的白度和老化白度相差不大；另外，第815批次料的热稳定时间较短。由此可知，色泽较差的第815批次料老化白度较低、热稳定时间较短，其质量存在问题。

二. 光学性能分析
光学性能是透明制品的重要指标之一。PVC树脂的透光率、雾度和黄色指数等性能指标受产品配方和加工工艺的影响较大，所以实验室测试的结果与实际生产存在一定差距。笔者采用与厂家相同的工艺条件，经混料、双辊开炼、模压制片制得透明片材，测得的光学性能见表2。

由表2可知：第815批次料的光学性能明显比第812批次、第816批次差，尤其是黄色指数和雾度大大高于后者；而色泽稍差的第814批次料的雾度高于第812批次、第816批次，但低于第815批次。

黄色指数与PVC树脂的热稳定性有对应关系。PVC树脂热稳定性差、老化白度低会造成黄色指数高。表2的测试结果与表1相符。通过对表1、表2的分析可知，使用第815批次料生产的医用PVC粒料颜色发黄的原因，是第815批次料存在着质量问题造成的。笔者对此作了进一步分析。

三.分子质量及其分布
PVC树脂的分子质量及其分布是影响加工性能和使用特性的基本因素之一，也是划分PVC树脂型号和用途的主要依据。凝胶渗透色谱法(GPC)是测定高聚物分子质量及其分布常用的方法，具有准确度高、速度快、用样量少等优点。采用该方法测试这4个批次PVC树脂的分子质量及其分布，结果如表3所示。

由表3可知：4个批次样品的分子质量接近，分子质量分布基本一致，没有明显差异。由此可知，第815批次料色泽较差与分子质量及其分布无关。

四.金属离子含量分析
在聚合过程中，VCM 含有的杂质(尤其是铁离子和氢离子)进人聚合釜后，在较高的温度下对PVC大分子降解有催化作用，增加PVC分子脱氯化氢的速率；同时，氯化氢含量增加后，反应体系的pH值进一步降低，大大提高了脱氯化氢的速率，从而增大了PVC大分子形成双键的概率，使PVC的热稳定性和外观色泽变差。测试4个批次料中铁离子含量的结果为：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，老化白度较差的第815批次料中的铁离子含量明显高于其他3个批次，而第814批次料中铁离子含量略高于第812批次、第816批次。可见，第815批次料色泽较差与其铁离子含量偏高有一定关系。

据报道，单体中的杂质(如醛类、乙炔和铁离子等)是造成PVC热稳定性下降的主要因素r1]，重金属离子可以催化PVC分子链降解。因此，笔者认为铁离子含量偏高是造成第815批次料热稳定性差、色泽较差的主要原因。

五.饱和双键分析
PVC树脂很不稳定，在150 oC左右即发生脱氯化氢等反应。研究发现，PVC 模拟化合物——2，4一二氯戊烷及2，4，6一三氯己烷在200 摄氏度左右还很稳定，因此认为PVC树脂的正常链结构很稳定，而分子链中的异常结构才是PVC不稳定的根源。研究发现，PVC中的不稳定异常结构比PS及PMMA等多。这是由于非共轭的VCM 反应活性低，而链增长时自由基反应活性高，所以反应选择性差；多种基本反应相竞争，则容易形成异常结构。
共轭双键是PVC分子中的异常结构之一，该结构在加工初期的PVC分子中很少。资料显示，PVC树脂的初期着色性和长期热稳定性并没有直接的关系。PVC树脂在加工期间的初期着色行为与其分子链中共轭双键的含量有关，而孤立双键的含量对树脂的长期热稳定性有着重要的影响口]。共轭双键链段的长度超过7个时，其吸收电子能级接近可见光区域，产生颜色，在加工初期就会使PVC树脂着色。而孤立双键只是一个活性中心，其吸收电子能级在远紫外区，随着PVC树脂的老化，孤立双键逐渐变成共轭双键，所以影响PVC树脂的长期热稳定性。因此，有必要检测PVC树脂中的不饱和双键含量。测试试样是在室温下用粉末冷压成片的，卸压后，随着放置时间的延长，其中的应力逐渐释放，试样渐渐变厚，并趋于恒定。为了消除厚度的微小差异对不饱和双键吸收峰积分面积的影响，提高测试的重复性，笔者采用了内标峰法，即用不饱和双键吸收峰与内标峰的积分面积之比代表不饱和双键的含量，结果见表4。

由表4可知，色泽较差的第815批次PVC树脂中共轭双键、羰基、孤立双键含量比第812批次、第816批次高，这与表1中的老化白度、热稳定时间的结果具有很好的一致性，双键含量越高的PVC树脂，其老化白度越低，热稳定性越差。虽然第814批次料的老化白度较高，但其分子内部不饱和双键含量比第812批次、第816批次高，比第815批次低，这也是用户反映第814批次料质量中等的原因。可见，PVC树脂分子中不饱和双键含量偏高是引起医用PVC粒料颜色发黄的内在原因。在PVC生产过程中，除了从根本上改变聚合助剂体系外，还应采用改善树脂的干燥工艺、降低聚合助剂残留量等手段，减小PVC树脂分子内部不饱和双键的含量，提高PVC树脂的老化白度和热稳定性。

六． 结 论
(1)色泽较差的第815批次料的老化白度低、热稳定时间短，其试样的透光率、雾度较差，黄色指数较高。
(2)第815批次料质量较差与分子质量及其分布无关。
(3)第815批次料的铁离子含量偏高是医用PVC粒料颜色发黄的主要原因，因为铁离子含量偏高会导致分子内部不饱和双键含量偏高，使得PVC树脂质量较差。

七． 建 议
PVC树脂质量不稳定会影响医用PVC粒料及硬质透明PVC制品的品质，因而生产硬质透明PVC粒料制品等高端产品的企业应采用质量相对较稳定的PVC树脂，并制定企业采购原材料的标准，对采购的不同批次的树脂进行检测，以保证质量。

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