Kokkuvõte: Kodumajapidamiste rakendaminehüdroksüpropüülmetüültselluloosImporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloosi asemel hakati tootma kõrge polümerisatsiooniastmega PVC-d. Uuriti kahe tüüpi hüdroksüpropüülmetüültselluloosi mõju kõrge polümerisatsiooniastmega PVC omadustele. Tulemused näitasid, et imporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloosi asendamine kodumaise hüdroksüpropüülmetüültselluloosiga on teostatav.
Kõrge polümerisatsiooniastmega PVC-vaigud viitavad PVC-vaikudele, mille keskmine polümerisatsiooniaste on üle 1700 või mille molekulide vahel on kergelt ristseotud struktuur, mille hulgas on kõige levinumad PVC-vaigud, mille keskmine polümerisatsiooniaste on 2500 [1]. Võrreldes tavalise PVC-vaiguga on kõrge polümerisatsiooniastmega PVC-vaigul suur vastupidavus, väike survedeformatsioon, hea kuumakindlus, vananemiskindlus, väsimuskindlus ja kulumiskindlus. See on ideaalne kummi asendaja ja seda saab kasutada autode tihendusribades, juhtmetes ja kaablites, meditsiinilistes kateetrites jne [2].
Kõrge polümerisatsiooniastmega PVC tootmismeetod on peamiselt suspensioonpolümerisatsioon [3-4]. Suspensioonmeetodi tootmisel on dispergeeriv aine oluline abiaine ning selle tüüp ja kogus mõjutavad otseselt osakeste kuju, osakeste suurusjaotust ja plastifikaatori imendumist valmis PVC-vaigus. Tavaliselt kasutatavad dispersioonsüsteemid on polüvinüülalkoholi süsteemid ja hüdroksüpropüülmetüültselluloosi ja polüvinüülalkoholi komposiitdispersioonsüsteemid ning kodumaised tootjad kasutavad enamasti viimast [5].
1 Peamised toorained ja spetsifikatsioonid
Katses kasutatud peamised toorained ja spetsifikatsioonid on esitatud tabelis 1. Tabelist 1 on näha, et käesolevas artiklis valitud kodumaine hüdroksüpropüülmetüültselluloos on kooskõlas imporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloosiga, mis on käesolevas artiklis esitatud asenduskatse eelduseks.
2 Testi sisu
2.1 Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi lahuse valmistamine
Võtke teatud kogus deioniseeritud vett, valage see anumasse, kuumutage temperatuurini 70 °C ja lisage järk-järgult, pidevalt segades, hüdroksüpropüülmetüültselluloos. Tselluloos jääb algul veepinnale hõljuma ja seejärel hajub järk-järgult, kuni see on ühtlaselt segunenud. Jahutage lahus märgini.
Tabel 1 Peamised toorained ja nende spetsifikatsioonid
| Tooraine nimetus | Spetsifikatsioon |
| Vinüülkloriidi monomeer | Kvaliteediskoor ≥99,98% |
| Magestatud vesi | Juhtivus ≤10,0 μs/cm, pH väärtus 5,00 kuni 9,00 |
| Polüvinüülalkohol A | Alkoholisisaldus 78,5% kuni 81,5%, tuhasisaldus ≤0,5%, lenduvate ainete sisaldus ≤5,0% |
| Polüvinüülalkohol B | Alkoholisisaldus 71,0% kuni 73,5%, viskoossus 4,5–6,5 mPa·s, lenduvate ainete sisaldus ≤ 5,0% |
| Polüvinüülalkohol C | Alkoholisisaldus 54,0–57,0%, viskoossus 800–1400 mPa·s, tahke aine sisaldus 39,5–40,5%. |
| Imporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloos A | Viskoossus 40 ~ 60 mPa·s, metoksüüli massifraktsioon 28% ~ 30%, hüdroksüpropüüli massifraktsioon 7% ~ 12%, niiskus ≤5,0% |
| Kodumaine hüdroksüpropüülmetüültselluloos B | Viskoossus 40 ~ 60 mPa·s, metoksüüli massifraktsioon 28% ~ 30%, hüdroksüpropüüli massifraktsioon 7% ~ 12%, niiskus ≤5,0% |
| Bis(2-etüülheksüülperoksüdikarbonaat) | Massifraktsioon [(45 ~ 50) ± 1]% |
2.2 Katsemeetod
10-liitrisel väikesel katseseadmel kasutatakse imporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloosi võrdlustestide tegemiseks, et määrata väikekatse põhivalem; testimiseks kasutatakse imporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloosi asendamiseks kodumaist hüdroksüpropüülmetüültselluloosi; erinevatest hüdroksüpropüülmetüültselluloosist toodetud PVC-vaigutooteid võrreldi, et uurida kodumaise hüdroksüpropüülmetüültselluloosi asendamise teostatavust. Väikekatse tulemuste põhjal viiakse läbi tootmistest.
2. 3 testimisetappi
Enne reaktsiooni puhastage polümerisatsioonikann, sulgege põhjaventiil, lisage teatud kogus magestatud vett ja seejärel lisage dispergeeriv aine; sulgege kannu kaas, pärast lämmastikurõhukatse läbimist vaakumistage ja lisage seejärel vinüülkloriidmonomeer; pärast külma segamist lisage initsiaator; kasutage tsirkuleerivat vett, et tõsta kannu temperatuur reaktsioonitemperatuurini, ja lisage selle protsessi käigus õigeaegselt ammooniumvesinikkarbonaadi lahust, et reguleerida reaktsioonisüsteemi pH väärtust; kui reaktsioonirõhk langeb valemis määratud rõhuni, lisage lõpetav aine ja vahutamisvastane aine ning tühjendage PVC-vaigu valmistoode tsentrifuugimise ja kuivatamise teel ning sellest võeti analüüsimiseks proov.
2.4 Analüüsimeetodid
Ettevõtte standardi Q31/0116000823C002-2018 asjakohaste katsemeetodite kohaselt testiti ja analüüsiti 100 g valmis PVC-vaigu viskoossusarvu, näivtihedust, lenduvate ainete (sh vee) ja plastifikaatori imendumist; testiti PVC-vaigu keskmist osakeste suurust; PVC-vaigu osakeste morfoloogiat jälgiti skaneeriva elektronmikroskoobi abil.
3 Tulemused ja arutelu
3. 1 Väikesemahulise polümerisatsiooni käigus saadud PVC-vaigu erinevate partiide kvaliteedi võrdlev analüüs
Vajutage 2. Punktis 4 kirjeldatud katsemeetodi kohaselt testiti iga väikesemahulise valmis PVC-vaigu partiid ja tulemused on esitatud tabelis 2.
Tabel 2. Väikeste testide erinevate partiide tulemused
| Partii | Hüdroksüpropüülmetüültselluloos | Näiv tihedus / (g/ml) | Keskmine osakeste suurus/μm | Viskoossus/(ml/g) | 100 g PVC-vaigu plastifikaatori imendumine/g | Lenduvate ainete sisaldus/% |
| 1# | Import | 0,36 | 180 | 196 | 42 | 0,16 |
| 2# | Import | 0,36 | 175 | 196 | 42 | 0,20 |
| 3# | Import | 0,36 | 182 | 195 | 43 | 0,20 |
| 4# | Kodumaine | 0,37 | 165 | 194 | 41 | 0,08 |
| 5# | Kodumaine | 0,38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Kodumaine | 0,36 | 167 | 194 | 43 | 0,22 |
Tabelist 2 on näha: saadud PVC-vaigu näivtihedus, viskoossusarv ja plastifikaatori imendumine on väikese katse puhul erinevat tselluloosi kasutades suhteliselt sarnased; kodumaise hüdroksüpropüülmetüültselluloosi valemi abil saadud vaiguprodukti keskmine osakeste suurus on veidi väiksem.
Joonis 1 näitab erineva hüdroksüpropüülmetüültselluloosi abil saadud PVC-vaigutoodete SEM-pilte.
(1) — Imporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloos
(2) — Kodumaine hüdroksüpropüülmetüültselluloos
Joon. 1. 10-liitrises polümerisaatoris erinevate hüdroksüpropüülmetüültselluloosi ühendite juuresolekul toodetud vaikude SEM-pilt.
Jooniselt 1 on näha, et erinevate tselluloosdispergeerivate ainete abil toodetud PVC-vaigu osakeste pinnastruktuurid on suhteliselt sarnased.
Kokkuvõttes võib öelda, et käesolevas artiklis testitud kodumaisel hüdroksüpropüülmetüültselluloosil on imporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloosi asendamise teostatavus.
3.2 Kõrge polümerisatsiooniastmega PVC-vaigu kvaliteedi võrdlev analüüs tootmiskatses
Tootmistesti kõrge hinna ja riski tõttu ei saa väikesemahuliste testide täielikku asendamist otse rakendada. Seetõttu kasutatakse kodumaise hüdroksüpropüülmetüültselluloosi osakaalu järkjärgulise suurendamise skeemi valemis. Iga partii testi tulemused on esitatud tabelis 3.
Tabel 3 Erinevate tootmispartiide katsetulemused
| Partii | M (kodumaine hüdroksüpropüülmetüültselluloos): M (imporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloos) | Näiv tihedus / (g/ml) | Viskoossusarv / (ml/g) | 100 g PVC-vaigu plastifikaatori imendumine/g | Lenduvate ainete sisaldus/% |
| 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 |
Tabelist 3 on näha, et kodumaise hüdroksüpropüülmetüültselluloosi kasutamist suurendati järk-järgult, kuni kõik kodumaise hüdroksüpropüülmetüültselluloosi partiid asendasid imporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloosi. Peamised näitajad, nagu plastifikaatori imendumine ja näivtihedus, ei kõikunud oluliselt, mis näitab, et käesolevas artiklis valitud kodumaine hüdroksüpropüülmetüültselluloos suudab tootmises asendada imporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloosi.
4 Kokkuvõte
Kodumaise testhüdroksüpropüülmetüültselluloos10-liitrisel väikesel katseseadmel tehtud uuring näitab, et imporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloosi asendamine on teostatav; tootmise asendamise testi tulemused näitavad, et PVC-vaigu tootmiseks kasutatakse kodumaist hüdroksüpropüülmetüültselluloosi ning valmis PVC-vaigu ja imporditud hüdroksüpropüülmetüültselluloosi peamised kvaliteedinäitajad ei erine oluliselt. Praegu on kodumaise tselluloosi hind turul madalam kui imporditud tselluloosil. Seega, kui tootmises kasutatakse kodumaist tselluloosi, saab tootmisabiainete kulusid oluliselt vähendada.
Postituse aeg: 25. aprill 2024