Resumen: La aplicación de la legislación nacionalhidroxipropilmetilcelulosaSe introdujo en la producción de PVC con alto grado de polimerización el uso de hidroxipropilmetilcelulosa (hidroxipropilmetilcelulosa) en lugar de la importada. Se investigaron los efectos de dos tipos de hidroxipropilmetilcelulosa en las propiedades del PVC con alto grado de polimerización. Los resultados mostraron que era posible sustituir la hidroxipropilmetilcelulosa nacional por la importada.
Las resinas de PVC de alto grado de polimerización se refieren a resinas de PVC con un grado de polimerización promedio superior a 1700 o con una estructura ligeramente reticulada entre moléculas, entre las que las más comunes son las resinas de PVC con un grado de polimerización promedio de 2500 [1]. En comparación con la resina de PVC común, la resina de PVC de alto grado de polimerización presenta alta resiliencia, baja deformación permanente por compresión, buena resistencia al calor, al envejecimiento, a la fatiga y al desgaste. Es un sustituto ideal del caucho y se puede utilizar en tiras de sellado para automóviles, cables, catéteres médicos, etc. [2].
El método de producción de PVC con alto grado de polimerización es principalmente la polimerización en suspensión [3-4]. En la producción por suspensión, el dispersante es un agente auxiliar importante, y su tipo y cantidad afectan directamente la forma y distribución granulométrica de las partículas, así como la absorción del plastificante en la resina de PVC terminada. Los sistemas de dispersión más utilizados son los de alcohol polivinílico y los sistemas de dispersión compuestos de hidroxipropilmetilcelulosa y alcohol polivinílico, siendo estos últimos los más utilizados por los fabricantes nacionales [5].
1 Principales materias primas y especificaciones
Las principales materias primas y especificaciones utilizadas en la prueba se muestran en la Tabla 1. Se puede ver en la Tabla 1 que la hidroxipropilmetilcelulosa nacional seleccionada en este documento es consistente con la hidroxipropilmetilcelulosa importada, lo que proporciona un prerrequisito para la prueba de sustitución en este documento.
2 Contenido de la prueba
2. 1 Preparación de solución de hidroxipropilmetilcelulosa
Tome cierta cantidad de agua desionizada, póngala en un recipiente y caliéntela a 70 °C. Añada gradualmente hidroxipropilmetilcelulosa, revolviendo constantemente. La celulosa flota en el agua al principio y luego se dispersa gradualmente hasta que se mezcla uniformemente. Enfríe la solución hasta alcanzar su volumen.
Tabla 1 Principales materias primas y sus especificaciones
| Nombre de la materia prima | Especificación |
| Monómero de cloruro de vinilo | Puntuación de calidad ≥99,98% |
| Agua desalinizada | Conductividad ≤ 10,0 μs/cm, valor de pH 5,00 a 9,00 |
| Alcohol polivinílico A | Grado de alcoholisis 78,5% a 81,5%, contenido de cenizas ≤ 0,5%, materia volátil ≤ 5,0% |
| Alcohol polivinílico B | Grado de alcoholisis 71,0% a 73,5%, viscosidad 4,5 a 6,5 mPa·s, materia volátil ≤ 5,0% |
| Alcohol polivinílico C | Grado de alcoholisis 54,0% a 57,0%, viscosidad 800 ~ 1 400 mPa·s, contenido de sólidos 39,5% a 40,5%. |
| Hidroxipropilmetilcelulosa A importada | Viscosidad 40 ~ 60 mPa s, fracción de masa de metoxilo 28% ~ 30%, fracción de masa de hidroxipropilo 7% ~ 12%, humedad ≤5,0% |
| Hidroxipropilmetilcelulosa doméstica B | Viscosidad 40 ~ 60 mPa s, fracción de masa de metoxilo 28% ~ 30%, fracción de masa de hidroxipropilo 7% ~ 12%, humedad ≤5,0% |
| peroxidicarbonato de bis(2-etilhexilo) | Fracción de masa [ (45 ~ 50) ± 1] % |
2. 2 Método de prueba
En un dispositivo de prueba pequeño de 10 L, se utilizaron hidroxipropilmetilcelulosa importada para realizar pruebas de referencia y determinar la fórmula básica de la prueba pequeña. Se utilizó hidroxipropilmetilcelulosa nacional para reemplazar la hidroxipropilmetilcelulosa importada en las pruebas. Se compararon los productos de resina de PVC producidos con diferentes hidroxipropilmetilcelulosa para estudiar la viabilidad de reemplazar la hidroxipropilmetilcelulosa nacional. Según los resultados de la prueba pequeña, se realizó la prueba de producción.
2. 3 Pasos de prueba
Antes de la reacción, limpie el hervidor de polimerización, cierre la válvula inferior, agregue una cierta cantidad de agua desalinizada y luego agregue el dispersante; cierre la tapa del hervidor, haga vacío después de pasar la prueba de presión de nitrógeno y luego agregue el monómero de cloruro de vinilo; después de agitar en frío, agregue el iniciador; Use agua circulante para elevar la temperatura en el hervidor a la temperatura de reacción y agregue una solución de bicarbonato de amonio de manera oportuna durante este proceso para ajustar el valor de pH del sistema de reacción; cuando la presión de reacción caiga a la presión especificada en la fórmula, agregue un agente de terminación y un agente antiespumante y descargue El producto terminado de resina de PVC se obtuvo por centrifugación y secado, y se tomaron muestras para su análisis.
2. 4 Métodos de análisis
De acuerdo con los métodos de prueba pertinentes en la norma empresarial Q31/0116000823C002-2018, se probaron y analizaron el número de viscosidad, la densidad aparente, la materia volátil (incluida el agua) y la absorción de plastificante de 100 g de resina de PVC terminada; Se probó el tamaño de partícula promedio de la resina de PVC; se observó la morfología de las partículas de resina de PVC utilizando un microscopio electrónico de barrido.
3 Resultados y discusión
3. 1 Análisis comparativo de la calidad de diferentes lotes de resina de PVC en polimerización a pequeña escala
Presione 2. De acuerdo con el método de prueba descrito en 4, se probó cada lote de resina de PVC terminada a pequeña escala y los resultados se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2 Resultados de diferentes lotes de prueba pequeños
| Lote | Hidroxipropilmetilcelulosa | Densidad aparente/(g/mL) | Tamaño medio de partícula/μm | Viscosidad/(mL/g) | Absorción de plastificante de 100 g de resina de PVC/g | Materia volátil/% |
| 1# | Importar | 0.36 | 180 | 196 | 42 | 0.16 |
| 2# | Importar | 0.36 | 175 | 196 | 42 | 0,20 |
| 3# | Importar | 0.36 | 182 | 195 | 43 | 0,20 |
| 4# | Doméstico | 0.37 | 165 | 194 | 41 | 0.08 |
| 5# | Doméstico | 0.38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Doméstico | 0.36 | 167 | 194 | 43 | 0,22 |
Se puede ver en la Tabla 2: La densidad aparente, el número de viscosidad y la absorción de plastificante de la resina de PVC obtenida son relativamente cercanos al usar diferentes celulosas para pruebas pequeñas; el producto de resina obtenido al usar la fórmula doméstica de hidroxipropilmetilcelulosa, el tamaño de partícula promedio es ligeramente más pequeño.
La figura 1 muestra las imágenes SEM de productos de resina de PVC obtenidos utilizando diferentes hidroxipropilmetilcelulosa.
(1)—Hidroxipropilmetilcelulosa importada
(2)—Hidroxipropilmetilcelulosa doméstica
Fig. 1 SEM de resinas producidas en un polimerizador de 10 L en presencia de diferentes hidroxipropilmetilcelulosa
Se puede ver en la Figura 1 que las estructuras superficiales de las partículas de resina de PVC producidas por diferentes dispersantes de celulosa son relativamente similares.
En resumen, se puede ver que la hidroxipropilmetilcelulosa nacional probada en este documento tiene la viabilidad de reemplazar la hidroxipropilmetilcelulosa importada.
3. 2 Análisis comparativo de la calidad de la resina de PVC con alto grado de polimerización en pruebas de producción
Debido al alto costo y riesgo de las pruebas de producción, el esquema de reemplazo completo de pruebas pequeñas no puede aplicarse directamente. Por lo tanto, se adopta el esquema de aumento gradual de la proporción de hidroxipropilmetilcelulosa nacional en la fórmula. Los resultados de las pruebas de cada lote se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3 Resultados de pruebas de diferentes lotes de producción
| Lote | M (hidroxipropilmetilcelulosa nacional):M (hidroxipropilmetilcelulosa importada) | Densidad aparente/(g/mL) | Número de viscosidad/(mL/g) | Absorción de plastificante de 100 g de resina de PVC/g | Materia volátil/% |
| 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 |
La Tabla 3 muestra que el uso de hidroxipropilmetilcelulosa nacional se incrementó gradualmente hasta que todos los lotes de hidroxipropilmetilcelulosa nacional reemplazaron a la hidroxipropilmetilcelulosa importada. Los principales indicadores, como la absorción del plastificante y la densidad aparente, no fluctuaron significativamente, lo que indica que la hidroxipropilmetilcelulosa nacional seleccionada en este trabajo puede reemplazar a la hidroxipropilmetilcelulosa importada en la producción.
4 Conclusión
La prueba de lo domésticohidroxipropilmetilcelulosaUn pequeño dispositivo de prueba de 10 L muestra la viabilidad de reemplazar la hidroxipropilmetilcelulosa importada. Los resultados de la prueba de sustitución de la producción muestran que se utiliza hidroxipropilmetilcelulosa nacional para la producción de resina de PVC, y que los principales indicadores de calidad de la resina de PVC terminada y la hidroxipropilmetilcelulosa importada no presentan diferencias significativas. Actualmente, el precio de la celulosa nacional en el mercado es inferior al de la importada. Por lo tanto, el uso de celulosa nacional en la producción puede reducir significativamente el costo de los auxiliares de producción.
Hora de publicación: 25 de abril de 2024