Περίληψη: Η εφαρμογή της εγχώριαςυδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνηΑντί για εισαγόμενο, εισήχθη η παραγωγή PVC με υψηλό βαθμό πολυμερισμού. Διερευνήθηκαν οι επιδράσεις δύο ειδών υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης στις ιδιότητες του PVC με υψηλό βαθμό πολυμερισμού. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ήταν εφικτή η αντικατάσταση της εισαγόμενης με εγχώρια υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη.
Οι ρητίνες PVC υψηλού βαθμού πολυμερισμού αναφέρονται σε ρητίνες PVC με μέσο βαθμό πολυμερισμού άνω του 1.700 ή με ελαφρώς διασταυρούμενη δομή μεταξύ των μορίων, μεταξύ των οποίων οι πιο συνηθισμένες είναι οι ρητίνες PVC με μέσο βαθμό πολυμερισμού 2.500 [1]. Σε σύγκριση με την κοινή ρητίνη PVC, η ρητίνη PVC υψηλού πολυμερισμού έχει υψηλή ανθεκτικότητα, μικρή σκλήρυνση συμπίεσης, καλή αντοχή στη θερμότητα, αντοχή στη γήρανση, αντοχή στην κόπωση και αντοχή στη φθορά. Είναι ένα ιδανικό υποκατάστατο καουτσούκ και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ταινίες στεγανοποίησης αυτοκινήτων, σύρματα και καλώδια, ιατρικούς καθετήρες κ.λπ. [2].
Η μέθοδος παραγωγής PVC με υψηλό βαθμό πολυμερισμού είναι κυρίως ο πολυμερισμός σε εναιώρημα [3-4]. Στην παραγωγή της μεθόδου εναιώρησης, το διασπορέας είναι ένας σημαντικός βοηθητικός παράγοντας και ο τύπος και η ποσότητά του επηρεάζουν άμεσα το σχήμα των σωματιδίων, την κατανομή του μεγέθους των σωματιδίων και την απορρόφηση του πλαστικοποιητή της τελικής ρητίνης PVC. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα συστήματα διασποράς είναι τα συστήματα πολυβινυλικής αλκοόλης και τα συστήματα διασποράς υδροξυπροπυλικής μεθυλοκυτταρίνης και σύνθετων πολυβινυλικής αλκοόλης, και οι εγχώριοι κατασκευαστές χρησιμοποιούν κυρίως τα τελευταία [5].
1 Κύριες πρώτες ύλες και προδιαγραφές
Οι κύριες πρώτες ύλες και οι προδιαγραφές που χρησιμοποιήθηκαν στη δοκιμή παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Από τον Πίνακα 1 φαίνεται ότι η εγχώρια υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη που επιλέχθηκε σε αυτή την εργασία είναι σύμφωνη με την εισαγόμενη υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη, η οποία αποτελεί προϋπόθεση για τη δοκιμή υποκατάστασης στην παρούσα εργασία.
2 Περιεχόμενο δοκιμής
2. 1 Παρασκευή διαλύματος υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης
Πάρτε μια ορισμένη ποσότητα απιονισμένου νερού, βάλτε την σε ένα δοχείο και θερμάνετε το στους 70°C και προσθέστε σταδιακά υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη υπό συνεχή ανάδευση. Η κυτταρίνη επιπλέει στο νερό στην αρχή και στη συνέχεια διασπείρεται σταδιακά μέχρι να αναμειχθεί ομοιόμορφα. Ψύξτε το διάλυμα μέχρι να φτάσει στον όγκο.
Πίνακας 1 Κύριες πρώτες ύλες και οι προδιαγραφές τους
| Όνομα πρώτης ύλης | Προσδιορισμός |
| Μονομερές βινυλοχλωριδίου | Βαθμολογία ποιότητας ≥99,98% |
| Αφαλατωμένο νερό | Αγωγιμότητα ≤10,0 μs/cm, τιμή pH 5,00 έως 9,00 |
| Πολυβινυλική αλκοόλη Α | Βαθμός αλκοόλωσης 78,5% έως 81,5%, περιεκτικότητα σε τέφρα ≤0,5%, πτητική ύλη ≤5,0% |
| Πολυβινυλική αλκοόλη Β | Βαθμός αλκοόλυσης 71,0% έως 73,5%, ιξώδες 4,5 έως 6,5mPa s, πτητική ύλη ≤5,0% |
| Πολυβινυλική αλκοόλη C | Βαθμός αλκοόλυσης 54,0% έως 57,0%, ιξώδες 800 ~ 1400mPa s, περιεκτικότητα σε στερεά 39,5% έως 40,5% |
| Εισαγόμενη υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη Α | Ιξώδες 40 ~ 60 mPa s, κλάσμα μάζας μεθοξυλίου 28% ~ 30%, κλάσμα μάζας υδροξυπροπυλίου 7% ~ 12%, υγρασία ≤5,0% |
| Εγχώρια υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη Β | Ιξώδες 40 ~ 60 mPa s, κλάσμα μάζας μεθοξυλίου 28% ~ 30%, κλάσμα μάζας υδροξυπροπυλίου 7% ~ 12%, υγρασία ≤5,0% |
| Δις (2-αιθυλεξυλ υπεροξυδικαρβονικό) | Κλάσμα μάζας [(45 ~ 50) ± 1] % |
2. 2 Μέθοδος δοκιμής
Σε μια μικρή συσκευή δοκιμής 10 λίτρων, χρησιμοποιήστε εισαγόμενη υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη για τη διεξαγωγή δοκιμών αναφοράς για τον προσδιορισμό του βασικού τύπου της μικρής δοκιμής. Χρησιμοποιήστε εγχώρια υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη για την αντικατάσταση της εισαγόμενης υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης για δοκιμές. Τα προϊόντα ρητίνης PVC που παράγονται από διαφορετικές υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνες συγκρίθηκαν για να μελετηθεί η δυνατότητα αντικατάστασης της εγχώριας υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μικρής δοκιμής, πραγματοποιείται η δοκιμή παραγωγής.
2. 3 Βήματα δοκιμής
Πριν από την αντίδραση, καθαρίστε τον βραστήρα πολυμερισμού, κλείστε την κάτω βαλβίδα, προσθέστε μια ορισμένη ποσότητα αφαλατωμένου νερού και στη συνέχεια προσθέστε το διαλυτικό. Κλείστε το καπάκι του βραστήρα, υποβάλετε σε κενό αφού περάσετε τη δοκιμή πίεσης αζώτου και στη συνέχεια προσθέστε μονομερές βινυλοχλωριδίου. Μετά από ψυχρή ανάδευση, προσθέστε τον εκκινητή. Χρησιμοποιήστε κυκλοφορούν νερό για να αυξήσετε τη θερμοκρασία στον βραστήρα στη θερμοκρασία αντίδρασης και προσθέστε διάλυμα όξινου ανθρακικού αμμωνίου εγκαίρως κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας για να ρυθμίσετε την τιμή pH του συστήματος αντίδρασης. Όταν η πίεση αντίδρασης πέσει στην πίεση που καθορίζεται στον τύπο, προσθέστε έναν παράγοντα τερματισμού και έναν παράγοντα αποαφρίσεως και εκκενώστε. Το τελικό προϊόν ρητίνης PVC ελήφθη με φυγοκέντρηση και ξήρανση και ελήφθη δείγμα για ανάλυση.
2. 4 Μέθοδοι ανάλυσης
Σύμφωνα με τις σχετικές μεθόδους δοκιμών στο επιχειρηματικό πρότυπο Q31/0116000823C002-2018, ελέγχθηκαν και αναλύθηκαν ο αριθμός ιξώδους, η φαινομενική πυκνότητα, η πτητική ύλη (συμπεριλαμβανομένου του νερού) και η απορρόφηση πλαστικοποιητή 100 g ρητίνης PVC τελικής ρητίνης PVC. Εξετάστηκε το μέσο μέγεθος σωματιδίων της ρητίνης PVC. Η μορφολογία των σωματιδίων ρητίνης PVC παρατηρήθηκε χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης.
3 Αποτελέσματα και Συζήτηση
3. 1 Συγκριτική ανάλυση της ποιότητας διαφορετικών παρτίδων ρητίνης PVC σε πολυμερισμό μικρής κλίμακας
Πατήστε 2. Σύμφωνα με τη μέθοδο δοκιμής που περιγράφεται στο 4, δοκιμάστηκε κάθε παρτίδα ρητίνης PVC μικρής κλίμακας και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον Πίνακα 2.
Πίνακας 2 αποτελέσματα διαφορετικών παρτίδων μικρών δοκιμών
| Σύνολο παραγωγής | Υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη | Φαινομενική πυκνότητα/(g/mL) | Μέσο μέγεθος σωματιδίων/μm | Ιξώδες/(mL/g) | Απορρόφηση πλαστικοποιητή 100 g ρητίνης PVC/g | Πτητική ύλη/% |
| 1# | Εισαγωγή | 0,36 | 180 | 196 | 42 | 0,16 |
| 2# | Εισαγωγή | 0,36 | 175 | 196 | 42 | 0,20 |
| 3# | Εισαγωγή | 0,36 | 182 | 195 | 43 | 0,20 |
| 4# | Οικιακός | 0,37 | 165 | 194 | 41 | 0,08 |
| 5# | Οικιακός | 0,38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Οικιακός | 0,36 | 167 | 194 | 43 | 0,22 |
Από τον Πίνακα 2 φαίνεται: Η φαινομενική πυκνότητα, ο αριθμός ιξώδους και η απορρόφηση πλαστικοποιητή της ρητίνης PVC που λαμβάνεται είναι σχετικά κοντά χρησιμοποιώντας διαφορετική κυτταρίνη για μικρές δοκιμές. Το προϊόν ρητίνης που λαμβάνεται χρησιμοποιώντας τον εγχώριο τύπο υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης. Το μέσο μέγεθος σωματιδίων είναι ελαφρώς μικρότερο.
Το Σχήμα 1 δείχνει τις εικόνες SEM προϊόντων ρητίνης PVC που λαμβάνονται με τη χρήση διαφορετικής υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης.
(1)—Εισαγόμενη υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη
(2)—Εγχώρια υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη
Σχήμα 1 Ηλεκτρομαγνητική τομογραφία ρητινών που παράγονται σε πολυμεριστή 10 λίτρων παρουσία διαφορετικής υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης
Από το Σχήμα 1 φαίνεται ότι οι επιφανειακές δομές των σωματιδίων ρητίνης PVC που παράγονται από διαφορετικά διασπορείς κυτταρίνης είναι σχετικά παρόμοιες.
Συνοψίζοντας, μπορεί να φανεί ότι η εγχώρια υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη που δοκιμάστηκε σε αυτή την εργασία έχει τη δυνατότητα αντικατάστασης της εισαγόμενης υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης.
3. 2 Συγκριτική ανάλυση της ποιότητας ρητίνης PVC με υψηλό βαθμό πολυμερισμού σε δοκιμή παραγωγής
Λόγω του υψηλού κόστους και του κινδύνου της δοκιμής παραγωγής, το πλήρες σχήμα αντικατάστασης της μικρής δοκιμής δεν μπορεί να εφαρμοστεί άμεσα. Συνεπώς, υιοθετείται το σχήμα σταδιακής αύξησης της αναλογίας της εγχώριας υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης στον τύπο. Τα αποτελέσματα των δοκιμών κάθε παρτίδας παρουσιάζονται στον Πίνακα 3.
Πίνακας 3 Αποτελέσματα δοκιμών διαφορετικών παρτίδων παραγωγής
| Σύνολο παραγωγής | M (εγχώρια υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη): M (εισαγόμενη υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη) | Φαινομενική πυκνότητα/(g/mL) | Αριθμός ιξώδους/(mL/g) | Απορρόφηση πλαστικοποιητή 100 g ρητίνης PVC/g | Πτητική ύλη/% |
| 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 |
Από τον Πίνακα 3 φαίνεται ότι η χρήση εγχώριας υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης αυξήθηκε σταδιακά έως ότου όλες οι παρτίδες εγχώριας υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης αντικατέστησαν την εισαγόμενη υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη. Οι κύριοι δείκτες, όπως η απορρόφηση του πλαστικοποιητή και η φαινομενική πυκνότητα, δεν παρουσίασαν σημαντικές διακυμάνσεις, γεγονός που υποδηλώνει ότι η εγχώρια υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη που επιλέχθηκε σε αυτή την εργασία μπορεί να αντικαταστήσει την εισαγόμενη υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη στην παραγωγή.
4 Συμπέρασμα
Η δοκιμή της εγχώριαςυδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνηΣε μια μικρή συσκευή δοκιμής 10 λίτρων, φαίνεται ότι είναι εφικτό να αντικαταστήσει την εισαγόμενη υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη. Τα αποτελέσματα των δοκιμών υποκατάστασης παραγωγής δείχνουν ότι η εγχώρια υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη χρησιμοποιείται για την παραγωγή ρητίνης PVC, ενώ οι κύριοι δείκτες ποιότητας της τελικής ρητίνης PVC και της εισαγόμενης υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης δεν παρουσιάζουν σημαντική διαφορά. Προς το παρόν, η τιμή της εγχώριας κυτταρίνης στην αγορά είναι χαμηλότερη από την τιμή της εισαγόμενης κυτταρίνης. Επομένως, εάν χρησιμοποιηθεί εγχώρια κυτταρίνη στην παραγωγή, το κόστος των βοηθημάτων παραγωγής μπορεί να μειωθεί σημαντικά.
Ώρα δημοσίευσης: 25 Απριλίου 2024