उच्च बहुलकीकरण डिग्री वाले पॉलीविनाइल क्लोराइड के उत्पादन में घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज का अनुप्रयोग

सारांश: घरेलू अनुप्रयोगहायड्रोक्सीप्रोपायल मिथायलसेलुलॉजउच्च बहुलकीकरण डिग्री वाले पीवीसी के उत्पादन में आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज के स्थान पर घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज का प्रयोग शुरू किया गया। उच्च बहुलकीकरण डिग्री वाले पीवीसी के गुणों पर दो प्रकार के हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज के प्रभावों का अध्ययन किया गया। परिणामों से पता चला कि आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज के स्थान पर घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज का उपयोग करना संभव है।

उच्च-पॉलिमरीकरण डिग्री वाले पीवीसी रेजिन से तात्पर्य उन पीवीसी रेजिन से है जिनकी औसत पॉलिमरीकरण डिग्री 1,700 से अधिक होती है या जिनके अणुओं के बीच थोड़ी क्रॉस-लिंक्ड संरचना होती है, जिनमें सबसे आम 2,500 की औसत पॉलिमरीकरण डिग्री वाले पीवीसी रेजिन हैं [1]। साधारण पीवीसी रेजिन की तुलना में, उच्च-पॉलिमरीकरण वाले पीवीसी रेजिन में उच्च लचीलापन, कम संपीड़न सेट, अच्छा ताप प्रतिरोध, उम्र बढ़ने का प्रतिरोध, थकान प्रतिरोध और घिसाव प्रतिरोध होता है। यह रबर का एक आदर्श विकल्प है और इसका उपयोग ऑटोमोबाइल सीलिंग स्ट्रिप्स, तारों और केबलों, मेडिकल कैथेटर आदि में किया जा सकता है [2]।

उच्च बहुलकीकरण वाले पीवीसी के उत्पादन की विधि मुख्य रूप से निलंबन बहुलकीकरण है [3-4]। निलंबन विधि के उत्पादन में, प्रकीर्णक एक महत्वपूर्ण सहायक कारक है, और इसका प्रकार और मात्रा तैयार पीवीसी राल के कण आकार, कण आकार वितरण और प्लास्टिसाइज़र अवशोषण को सीधे प्रभावित करती है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले प्रकीर्णन प्रणालियाँ पॉलीविनाइल अल्कोहल प्रणालियाँ और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज और पॉलीविनाइल अल्कोहल मिश्रित प्रकीर्णन प्रणालियाँ हैं, और घरेलू निर्माता अधिकतर बाद वाली प्रणाली का उपयोग करते हैं [5]।

1. मुख्य कच्चा माल और विशिष्टताएँ

परीक्षण में प्रयुक्त मुख्य कच्चे माल और विशिष्टताओं को तालिका 1 में दर्शाया गया है। तालिका 1 से यह देखा जा सकता है कि इस शोधपत्र में चयनित घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज के अनुरूप है, जो इस शोधपत्र में प्रतिस्थापन परीक्षण के लिए एक पूर्वापेक्षा प्रदान करता है।

2 परीक्षण सामग्री

2.1 हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज विलयन की तैयारी

एक निश्चित मात्रा में विआयनीकृत जल लें, उसे एक पात्र में डालें और 70°C तक गर्म करें। फिर लगातार हिलाते हुए धीरे-धीरे उसमें हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज मिलाएं। सेलुलोज पहले पानी पर तैरता है, और फिर धीरे-धीरे घुल जाता है जब तक कि वह समान रूप से मिल न जाए। घोल को आयतन के अनुसार ठंडा करें।

तालिका 1 मुख्य कच्चे माल और उनके विनिर्देश

कच्चे माल का नाम

विनिर्देश

विनाइल क्लोराइड मोनोमर

गुणवत्ता स्कोर ≥99.98%

विलवणीकृत जल

चालकता ≤10.0 μs/cm, pH मान 5.00 से 9.00

पॉलीविनाइल अल्कोहल ए

अल्कोहलिसिस की मात्रा 78.5% से 81.5%, राख की मात्रा ≤0.5%, वाष्पशील पदार्थ ≤5.0%

पॉलीविनाइल अल्कोहल बी

अल्कोहल अपघटन की मात्रा 71.0% से 73.5%, श्यानता 4.5 से 6.5 mPa s, वाष्पशील पदार्थ ≤5.0%

पॉलीविनाइल अल्कोहल सी

अल्कोहलिसिस की डिग्री 54.0% से 57.0%, श्यानता 800 ~ 1400 एमपीए/सेकंड, ठोस पदार्थ की मात्रा 39.5% से 40.5%

आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज ए

श्यानता 40 ~ 60 mPa s, मेथॉक्सिल द्रव्यमान अंश 28% ~ 30%, हाइड्रॉक्सीप्रोपिल द्रव्यमान अंश 7% ~ 12%, नमी ≤5.0%

घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज बी

श्यानता 40 ~ 60 mPa s, मेथॉक्सिल द्रव्यमान अंश 28% ~ 30%, हाइड्रॉक्सीप्रोपिल द्रव्यमान अंश 7% ~ 12%, नमी ≤5.0%

बिस (2-एथिलहेक्सिल पेरोक्सीडिकार्बोनेट)

द्रव्यमान अंश [ (45 ~ 50) ± 1] %

2. 2 परीक्षण विधि

10 लीटर के एक छोटे परीक्षण उपकरण पर, आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज का उपयोग करके मानक परीक्षण किए गए ताकि छोटे परीक्षण का मूल सूत्र निर्धारित किया जा सके; परीक्षण के लिए आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज के स्थान पर घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज का उपयोग किया गया; विभिन्न हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज से उत्पादित पीवीसी राल उत्पादों की तुलना करके घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज के प्रतिस्थापन की व्यवहार्यता का अध्ययन किया गया। छोटे परीक्षण के परिणामों के आधार पर, उत्पादन परीक्षण किया गया।

2. 3 परीक्षण चरण

अभिक्रिया से पहले, पॉलीमराइजेशन केतली को साफ करें, नीचे का वाल्व बंद करें, एक निश्चित मात्रा में विलवणीकृत जल डालें, और फिर डिस्पर्सेन्ट डालें; केतली का ढक्कन बंद करें, नाइट्रोजन दाब परीक्षण पास करने के बाद वैक्यूम करें, और फिर विनाइल क्लोराइड मोनोमर डालें; ठंडी अवस्था में हिलाने के बाद, इनिशिएटर डालें; केतली में तापमान को अभिक्रिया तापमान तक बढ़ाने के लिए परिसंचारी जल का उपयोग करें, और इस प्रक्रिया के दौरान अभिक्रिया प्रणाली के पीएच मान को समायोजित करने के लिए समय-समय पर अमोनियम बाइकार्बोनेट घोल डालें; जब अभिक्रिया दाब सूत्र में निर्दिष्ट दाब तक गिर जाए, तो टर्मिनेटिंग एजेंट और डिफोमिंग एजेंट डालें, और तैयार पीवीसी राल को सेंट्रीफ्यूगेशन और सुखाने से प्राप्त करें, और विश्लेषण के लिए नमूने लें।

2.4 विश्लेषण विधियाँ

उद्यम मानक Q31/0116000823C002-2018 में उल्लिखित प्रासंगिक परीक्षण विधियों के अनुसार, तैयार पीवीसी राल के 100 ग्राम के श्यानता मान, आभासी घनत्व, वाष्पशील पदार्थ (पानी सहित) और प्लास्टिसाइज़र अवशोषण का परीक्षण और विश्लेषण किया गया; पीवीसी राल के कणों के औसत आकार का परीक्षण किया गया; स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके पीवीसी राल के कणों की आकृति का अवलोकन किया गया।

3) परिणाम और चर्चा

3.1 लघु पैमाने पर बहुलकीकरण में पीवीसी राल के विभिन्न बैचों की गुणवत्ता का तुलनात्मक विश्लेषण

प्रेस 2. 4 में वर्णित परीक्षण विधि के अनुसार, छोटे पैमाने पर तैयार पीवीसी राल के प्रत्येक बैच का परीक्षण किया गया, और परिणाम तालिका 2 में दिखाए गए हैं।

तालिका 2 में छोटे परीक्षणों के विभिन्न बैचों के परिणाम दिए गए हैं।

बैच

हायड्रोक्सीप्रोपायल मिथायलसेलुलॉज

स्पष्ट घनत्व/(ग्राम/मिलीलीटर)

औसत कण आकार/μm

श्यानता/(मिलीलीटर/ग्राम)

100 ग्राम पीवीसी राल/ग्राम का प्लास्टिसाइज़र अवशोषण

परिवर्तनशील वस्तु/%

1#

आयात

0.36

180

196

42

0.16

2#

आयात

0.36

175

196

42

0.20

3#

आयात

0.36

182

195

43

0.20

4#

घरेलू

0.37

165

194

41

0.08

5#

घरेलू

0.38

164

194

41

0.24

6#

घरेलू

0.36

167

194

43

0.22

तालिका 2 से देखा जा सकता है कि विभिन्न सेल्युलोज का उपयोग करके किए गए छोटे परीक्षणों में प्राप्त पीवीसी राल का स्पष्ट घनत्व, श्यानता संख्या और प्लास्टिसाइज़र अवशोषण अपेक्षाकृत समान हैं; घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज सूत्र का उपयोग करके प्राप्त राल उत्पाद का औसत कण आकार थोड़ा छोटा है।

चित्र 1 में विभिन्न प्रकार के हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज का उपयोग करके प्राप्त पीवीसी राल उत्पादों की एसईएम छवियां दिखाई गई हैं।

मिथाइलसेलुलोज1(1)—आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मेथिलसेलुलोज

मिथाइलसेलुलोज2(2)—घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज

चित्र 1. विभिन्न हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज की उपस्थिति में 10-लीटर पॉलीमराइज़र में उत्पादित रेजिन का एसईएम।

चित्र 1 से यह देखा जा सकता है कि विभिन्न सेल्युलोज फैलाने वाले पदार्थों द्वारा उत्पादित पीवीसी राल कणों की सतह संरचनाएं अपेक्षाकृत समान हैं।

संक्षेप में, यह देखा जा सकता है कि इस शोध पत्र में परीक्षण किए गए घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज में आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज को प्रतिस्थापित करने की व्यवहार्यता है।

3.2 उत्पादन परीक्षण में उच्च बहुलकीकरण डिग्री वाले पीवीसी राल की गुणवत्ता का तुलनात्मक विश्लेषण

उत्पादन परीक्षण की उच्च लागत और जोखिम के कारण, छोटे परीक्षण की पूर्ण प्रतिस्थापन योजना को सीधे लागू नहीं किया जा सकता है। इसलिए, फॉर्मूले में घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज के अनुपात को धीरे-धीरे बढ़ाने की योजना अपनाई गई है। प्रत्येक बैच के परीक्षण परिणाम तालिका 3 में दर्शाए गए हैं।

तालिका 3 विभिन्न उत्पादन बैचों के परीक्षण परिणाम

बैच

 एम (घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज): एम (आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज)

स्पष्ट घनत्व/(ग्राम/मिलीलीटर)

श्यानता संख्या/(मिलीलीटर/ग्राम)

100 ग्राम पीवीसी राल/ग्राम का प्लास्टिसाइज़र अवशोषण

परिवर्तनशील वस्तु/%

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

तालिका 3 से यह देखा जा सकता है कि घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज का उपयोग धीरे-धीरे बढ़ता गया, यहाँ तक कि सभी बैचों में आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की जगह घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज का उपयोग होने लगा। प्लास्टिसाइज़र अवशोषण और स्पष्ट घनत्व जैसे मुख्य संकेतकों में कोई खास उतार-चढ़ाव नहीं आया, जिससे यह स्पष्ट होता है कि इस शोधपत्र में चयनित घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज उत्पादन में आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की जगह ले सकता है।

4 निष्कर्ष

घरेलू परीक्षणहायड्रोक्सीप्रोपायल मिथायलसेलुलॉज10 लीटर के एक छोटे परीक्षण उपकरण पर किए गए परीक्षण से पता चलता है कि आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज को प्रतिस्थापित करना संभव है। उत्पादन प्रतिस्थापन परीक्षण के परिणामों से पता चलता है कि पीवीसी राल उत्पादन में घरेलू हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज का उपयोग करने पर, तैयार पीवीसी राल और आयातित हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज के मुख्य गुणवत्ता संकेतकों में कोई खास अंतर नहीं है। वर्तमान में, बाजार में घरेलू सेलुलोज की कीमत आयातित सेलुलोज से कम है। इसलिए, उत्पादन में घरेलू सेलुलोज का उपयोग करने से उत्पादन सहायक सामग्रियों की लागत में काफी कमी आ सकती है।

पोस्ट करने का समय: 25 अप्रैल 2024