Рэзюмэ: Ужыванне айчынныхгідраксіпрапілметылцэлюлозазамест імпартнай у вытворчасць ПВХ з высокай ступенню палімерызацыі была ўведзена тэхналогія. Быў даследаваны ўплыў двух відаў гідраксіпрапілметылцэлюлозы на ўласцівасці ПВХ з высокай ступенню палімерызацыі. Вынікі паказалі магчымасць замены імпартнай айчыннай гідраксіпрапілметылцэлюлозы.
Высокапалімерызацыйныя ПВХ-смола адносіцца да ПВХ-смола з сярэдняй ступенню палімерызацыі больш за 1700 або са слаба зшытай структурай паміж малекуламі, сярод якіх найбольш распаўсюджаныя ПВХ-смола з сярэдняй ступенню палімерызацыі 2500 [1]. У параўнанні са звычайнай ПВХ-смолай, высокапалімерызацыйная ПВХ-смола мае высокую пругкасць, малую дэфармацыю пры сцісканні, добрую цеплаўстойлівасць, устойлівасць да старэння, устойлівасць да стомленасці і зносаўстойлівасць. Яна з'яўляецца ідэальным заменнікам гумы і можа выкарыстоўвацца ў аўтамабільных герметычных палосках, правадах і кабелях, медыцынскіх катетарах і г.д. [2].
Метад вытворчасці ПВХ з высокай ступенню палімерызацыі - гэта ў асноўным суспензійная палімерызацыя [3-4]. Пры вытворчасці суспензійным метадам дысперсант з'яўляецца важным дапаможным агентам, і яго тып і колькасць непасрэдна ўплываюць на форму часціц, размеркаванне памераў часціц і паглынанне пластыфікатара гатовай ПВХ-смалай. Найбольш распаўсюджанымі дысперсійнымі сістэмамі з'яўляюцца полівінілавы спірт, гідраксіпрапілметылцэлюлоза і кампазітныя дысперсійныя сістэмы на аснове полівінілавага спірту, прычым айчынныя вытворцы ў асноўным выкарыстоўваюць апошнія [5].
1 Асноўная сыравіна і спецыфікацыі
Асноўная сыравіна і спецыфікацыі, якія выкарыстоўваліся ў тэсце, паказаны ў табліцы 1. З табліцы 1 відаць, што айчынная гідраксіпрапілметылцэлюлоза, абраная ў гэтай працы, адпавядае імпартнай гідраксіпрапілметылцэлюлозе, што з'яўляецца перадумовай для тэсту на замяшчэнне ў гэтай працы.
2 Змест тэсту
2.1 Прыгатаванне раствора гідраксіпрапілметылцэлюлозы
Вазьміце пэўную колькасць дэіянізаванай вады, пераліце яе ў ёмістасць і нагрэйце да 70°C, паступова дадавайце гідраксіпрапілметылцэлюлозу пры пастаянным памешванні. Цэлюлоза спачатку плавае на вадзе, а затым паступова рассейваецца да аднастайнай масы. Астудзіце раствор да патрэбнага аб'ёму.
Табліца 1 Асноўная сыравіна і яе характарыстыкі
| Назва сыравіны | Спецыфікацыя |
| Манамер вінілхларыду | Паказчык якасці ≥99,98% |
| Апраснёная вада | Праводнасць ≤10,0 мкс/см, значэнне pH ад 5,00 да 9,00 |
| Полівінілавы спірт А | Ступень алкаголізу ад 78,5% да 81,5%, утрыманне попелу ≤ 0,5%, лятучыя рэчывы ≤ 5,0% |
| Полівінілавы спірт B | Ступень алкаголізу ад 71,0% да 73,5%, глейкасць ад 4,5 да 6,5 мПа·с, лятучыя рэчывы ≤ 5,0% |
| Полівінілавы спірт C | Ступень алкаголізу ад 54,0% да 57,0%, глейкасць 800 ~ 1400 мПа·с, утрыманне цвёрдых рэчываў ад 39,5% да 40,5%. |
| Імпартная гідраксіпрапілметылцэлюлоза А | Вязкасць 40 ~ 60 мПа·с, масавая доля метоксілу 28% ~ 30%, масавая доля гідраксіпрапілу 7% ~ 12%, вільготнасць ≤5,0% |
| Айчынная гідраксіпрапілметылцэлюлоза B | Вязкасць 40 ~ 60 мПа·с, масавая доля метоксілу 28% ~ 30%, масавая доля гідраксіпрапілу 7% ~ 12%, вільготнасць ≤5,0% |
| Біс(2-этылгексілпероксідыкарбанат) | Масавая доля [(45 ~ 50) ± 1] % |
2.2 Метад выпрабавання
На невялікай выпрабавальнай прыладзе аб'ёмам 10 літраў выкарыстоўвайце імпартную гідраксіпрапілметылцэлюлозу для правядзення эталонных выпрабаванняў, каб вызначыць асноўную формулу невялікага тэсту; выкарыстоўвайце айчынную гідраксіпрапілметылцэлюлозу для замены імпартнай гідраксіпрапілметылцэлюлозы для выпрабаванняў; параўноўвайце прадукты з ПВХ-смалоды, вырабленыя з розных гідраксіпрапілметылцэлюлоз, каб вывучыць магчымасць замены айчыннай гідраксіпрапілметылцэлюлозы. Па выніках невялікага тэсту праводзяцца вытворчыя выпрабаванні.
2. 3 Этапы тэставання
Перад рэакцыяй ачысціце палімерызацыйны катёл, зачыніце ніжні клапан, дадайце пэўную колькасць апраснёнай вады, а затым дадайце дыспергатар; зачыніце вечка катла, пасля праходжання выпрабавання азотам пад ціскам прапыласосьце, а затым дадайце манамер вінілхларыду; пасля халоднага перамешвання дадайце ініцыятар; выкарыстоўвайце цыркуляцыйную ваду для павышэння тэмпературы ў катле да тэмпературы рэакцыі і своечасова дадавайце раствор бікарбанату амонія падчас гэтага працэсу для рэгулявання значэння pH рэакцыйнай сістэмы; калі ціск рэакцыі знізіцца да ціску, указанага ў формуле, дадайце агент, які спыняе рэакцыю, і пенагаснік, і выліце. Гатовы прадукт з ПВХ-смалы атрымлівалі шляхам цэнтрыфугавання і сушкі, і адбіралі пробы для аналізу.
2.4 Метады аналізу
Згодна з адпаведнымі метадамі выпрабаванняў, выкладзенымі ў карпаратыўным стандарце Q31/0116000823C002-2018, былі пратэставаны і прааналізаваны паказчык глейкасці, бачная шчыльнасць, колькасць лятучых рэчываў (у тым ліку вады) і паглынанне пластыфікатара 100 г гатовай ПВХ-смалы; быў правераны сярэдні памер часціц ПВХ-смалы; марфалогія часціц ПВХ-смалы назіралася з дапамогай сканіруючага электроннага мікраскопа.
3 Вынікі і абмеркаванне
3.1 Параўнальны аналіз якасці розных партый ПВХ-смалы пры палімерызацыі ў малых маштабах
Націсніце 2. Згодна з метадам выпрабаванняў, апісаным у пункце 4, была пратэставана кожная партыя дробнамаштабнай гатовай ПВХ-смалы, і вынікі паказаны ў табліцы 2.
Табліца 2 Вынікі розных партый невялікіх выпрабаванняў
| Пакет | Гідраксіпрапілметылцэлюлоза | Бачная шчыльнасць/(г/мл) | Сярэдні памер часціц/мкм | Вязкасць/(мл/г) | Паглынанне пластыфікатара 100 г ПВХ-смалы/г | Лятучыя рэчывы/% |
| 1# | Імпарт | 0,36 | 180 | 196 | 42 | 0,16 |
| 2# | Імпарт | 0,36 | 175 | 196 | 42 | 0,20 |
| 3# | Імпарт | 0,36 | 182 | 195 | 43 | 0,20 |
| 4# | Унутраныя | 0,37 | 165 | 194 | 41 | 0,08 |
| 5# | Унутраныя | 0,38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Унутраныя | 0,36 | 167 | 194 | 43 | 0,22 |
З табліцы 2 відаць: бачная шчыльнасць, глейкасць і паглынанне пластыфікатара атрыманай ПВХ-смалы адносна блізкія пры выкарыстанні рознай цэлюлозы для невялікіх выпрабаванняў; прадукт смалы, атрыманы з выкарыстаннем айчыннай формулы гідраксіпрапілметылцэлюлозы, мае сярэдні памер часціц крыху меншы.
На малюнку 1 паказаны SEM-выявы прадуктаў з ПВХ-смалоды, атрыманых з выкарыстаннем рознай гідраксіпрапілметылцэлюлозы.
(1) — Імпартная гідраксіпрапілметылцэлюлоза
(2) — айчынная гідраксіпрапілметылцэлюлоза
Мал. 1 СЭМ смол, атрыманых у 10-літровым палімерызатары ў прысутнасці розных відаў гідраксіпрапілметылцэлюлозы
З малюнка 1 відаць, што паверхневыя структуры часціц ПВХ-смалы, атрыманых з розных дысперсантаў цэлюлозы, адносна падобныя.
Падсумоўваючы, можна заўважыць, што айчынная гідраксіпрапілметылцэлюлоза, пратэставаная ў гэтай працы, мае магчымасць замяніць імпартную гідраксіпрапілметылцэлюлозу.
3. 2 Параўнальны аналіз якасці ПВХ-смалы з высокай ступенню палімерызацыі ў вытворчых выпрабаваннях
З-за высокага кошту і рызыкі вытворчых выпрабаванняў, схема поўнай замены невялікіх выпрабаванняў не можа быць непасрэдна ўжыта. Таму прынята схема паступовага павелічэння долі айчыннай гідраксіпрапілметылцэлюлозы ў формуле. Вынікі выпрабаванняў кожнай партыі паказаны ў табліцы 3.
Табліца 3 Вынікі выпрабаванняў розных вытворчых партый
| Пакет | М (гідраксіпрапілметылцэлюлоза айчыннай вытворчасці): М (імпартная гідраксіпрапілметылцэлюлоза) | Бачная шчыльнасць/(г/мл) | Вязкасць (мл/г) | Паглынанне пластыфікатара 100 г ПВХ-смалы/г | Лятучыя рэчывы/% |
| 0# | 0:100 | 0,45 | 196 | 36 | 0,12 |
| 1# | 1,25:1 | 0,45 | 196 | 36 | 0,11 |
| 2# | 1,25:1 | 0,45 | 196 | 36 | 0,13 |
| 3# | 1,25:1 | 0,45 | 196 | 36 | 0,10 |
| 4# | 2,50:1 | 0,45 | 196 | 36 | 0,12 |
| 5# | 2,50:1 | 0,45 | 196 | 36 | 0,14 |
| 6# | 2,50:1 | 0,45 | 196 | 36 | 0,18 |
| 7# | 100:0 | 0,45 | 196 | 36 | 0,11 |
| 8# | 100:0 | 0,45 | 196 | 36 | 0,17 |
| 9# | 100:0 | 0,45 | 196 | 36 | 0,14 |
З табліцы 3 відаць, што выкарыстанне айчыннай гідраксіпрапілметылцэлюлозы паступова павялічвалася, пакуль усе партыі айчыннай гідраксіпрапілметылцэлюлозы не замянілі імпартную гідраксіпрапілметылцэлюлозу. Асноўныя паказчыкі, такія як паглынанне пластыфікатара і бачная шчыльнасць, істотна не вагаліся, што сведчыць аб тым, што айчынная гідраксіпрапілметылцэлюлоза, абраная ў гэтай працы, можа замяніць імпартную гідраксіпрапілметылцэлюлозу ў вытворчасці.
4 Выснова
Выпрабаванне айчынныхгідраксіпрапілметылцэлюлозаВыпрабаванні на невялікім прыборы аб'ёмам 10 літраў паказалі магчымасць замены імпартнай гідраксіпрапілметылцэлюлозы; вынікі выпрабаванняў на замяшчэнне прадукцыі паказваюць, што для вытворчасці ПВХ-смол выкарыстоўваецца айчынная гідраксіпрапілметылцэлюлоза, асноўныя паказчыкі якасці гатовай ПВХ-смол і імпартнай гідраксіпрапілметылцэлюлозы істотна не адрозніваюцца. У цяперашні час цана айчыннай цэлюлозы на рынку ніжэйшая за цану імпартнай цэлюлозы. Такім чынам, выкарыстанне ў вытворчасці айчыннай цэлюлозы дазваляе значна знізіць кошт дапаможных сродкаў.
Час публікацыі: 25 красавіка 2024 г.