Sažetak: Primjena domaćihhidroksipropil metilcelulozaUmjesto uvozne, uvedena je proizvodnja PVC-a s visokim stupnjem polimerizacije. Istraženi su učinci dviju vrsta hidroksipropil metilceluloze na svojstva PVC-a s visokim stupnjem polimerizacije. Rezultati su pokazali da je izvedivo zamijeniti domaću hidroksipropil metilcelulozu uvoznom.
PVC smole visokog stupnja polimerizacije odnose se na PVC smole s prosječnim stupnjem polimerizacije većim od 1700 ili s blago umreženom strukturom između molekula, među kojima su najčešće PVC smole s prosječnim stupnjem polimerizacije od 2500 [1]. U usporedbi s običnom PVC smolom, PVC smola visokog stupnja polimerizacije ima visoku elastičnost, malu kompresijsku deformaciju, dobru otpornost na toplinu, otpornost na starenje, otpornost na umor i otpornost na habanje. Idealna je zamjena za gumu i može se koristiti u automobilskim brtvenim trakama, žicama i kabelima, medicinskim kateterima itd. [2].
Metoda proizvodnje PVC-a s visokim stupnjem polimerizacije uglavnom je suspenzijska polimerizacija [3-4]. U proizvodnji suspenzijskom metodom, disperzant je važno pomoćno sredstvo, a njegova vrsta i količina izravno će utjecati na oblik čestica, raspodjelu veličine čestica i apsorpciju plastifikatora u gotovoj PVC smoli. Uobičajeno korišteni disperzijski sustavi su sustavi polivinil alkohola i kompozitni disperzijski sustavi od hidroksipropil metilceluloze i polivinil alkohola, a domaći proizvođači uglavnom koriste potonje [5].
1 Glavne sirovine i specifikacije
Glavne sirovine i specifikacije korištene u ispitivanju prikazane su u Tablici 1. Iz Tablice 1 vidljivo je da je domaća hidroksipropil metilceluloza odabrana u ovom radu u skladu s uvezenom hidroksipropil metilcelulozom, što je preduvjet za ispitivanje zamjene u ovom radu.
2 Sadržaj testa
2.1 Priprema otopine hidroksipropil metilceluloze
Uzmite određenu količinu deionizirane vode, stavite je u posudu i zagrijte na 70°C te postupno dodajte hidroksipropil metilcelulozu uz stalno miješanje. Celuloza isprva pluta na vodi, a zatim se postupno dispergira dok se ravnomjerno ne izmiješa. Otopinu ohladite do volumena.
Tablica 1 Glavne sirovine i njihove specifikacije
| Naziv sirovine | Specifikacija |
| Monomer vinil klorida | Ocjena kvalitete ≥99,98% |
| Desalinizirana voda | Vodljivost ≤ 10,0 μs/cm, pH vrijednost 5,00 do 9,00 |
| Polivinil alkohol A | Stupanj alkoholize 78,5% do 81,5%, sadržaj pepela ≤ 0,5%, hlapljive tvari ≤ 5,0% |
| Polivinil alkohol B | Stupanj alkoholize 71,0% do 73,5%, viskoznost 4,5 do 6,5 mPa s, hlapljive tvari ≤ 5,0% |
| Polivinil alkohol C | Stupanj alkoholize 54,0% do 57,0%, viskoznost 800 ~ 1400 mPa s, sadržaj krutih tvari 39,5% do 40,5% |
| Uvezena hidroksipropil metilceluloza A | Viskoznost 40 ~ 60 mPa s, maseni udio metoksila 28% ~ 30%, maseni udio hidroksipropila 7% ~ 12%, vlaga ≤5,0% |
| Domaća hidroksipropil metilceluloza B | Viskoznost 40 ~ 60 mPa s, maseni udio metoksila 28% ~ 30%, maseni udio hidroksipropila 7% ~ 12%, vlaga ≤5,0% |
| Bis(2-etilheksil peroksidikarbonat) | Maseni udio [(45 ~ 50) ± 1] % |
2.2 Metoda ispitivanja
Na malom ispitnom uređaju od 10 L, upotrijebite uvoznu hidroksipropil metil celulozu za provođenje referentnih testova kako biste odredili osnovnu formulu malog testa; upotrijebite domaću hidroksipropil metil celulozu kao zamjenu za uvoznu hidroksipropil metil celulozu za testiranje; uspoređeni su PVC proizvodi od smole proizvedeni od različitih vrsta hidroksipropil metil celuloze kako bi se proučila izvedivost zamjene domaće hidroksipropil metil celuloze. Prema rezultatima malog testa provodi se proizvodni test.
2. 3 koraka testiranja
Prije reakcije, očistite polimerizacijski kotao, zatvorite donji ventil, dodajte određenu količinu desalinizirane vode, a zatim dodajte disperzant; zatvorite poklopac kotla, vakuumirajte nakon što prođete test tlaka dušika, a zatim dodajte monomer vinil klorida; nakon hladnog miješanja dodajte inicijator; koristite cirkulirajuću vodu za podizanje temperature u kotlu do temperature reakcije i pravovremeno dodajte otopinu amonijevog bikarbonata tijekom ovog procesa kako biste prilagodili pH vrijednost reakcijskog sustava; kada reakcijski tlak padne na tlak naveden u formuli, dodajte sredstvo za završetak reakcije i sredstvo za uklanjanje pjene te ispustite. Gotov proizvod PVC smole dobiven je centrifugiranjem i sušenjem te uzorkovan za analizu.
2. 4 Metode analize
Prema relevantnim metodama ispitivanja u poslovnom standardu Q31/0116000823C002-2018, testirani su i analizirani viskozni broj, prividna gustoća, hlapljive tvari (uključujući vodu) i apsorpcija plastifikatora 100 g PVC smole gotove PVC smole; testirana je prosječna veličina čestica PVC smole; morfologija čestica PVC smole promatrana je pomoću skenirajućeg elektronskog mikroskopa.
3 Rezultati i rasprava
3.1 Komparativna analiza kvalitete različitih serija PVC smole u polimerizaciji malog obima
Pritisnite 2. Prema metodi ispitivanja opisanoj u 4, ispitana je svaka serija gotove PVC smole malog obima, a rezultati su prikazani u Tablici 2.
Tablica 2 rezultati različitih serija malog testa
| Serija | Hidroksipropil metilceluloza | Prividna gustoća/(g/mL) | Prosječna veličina čestica/μm | Viskoznost/(mL/g) | Apsorpcija plastifikatora od 100 g PVC smole/g | Hlapljive tvari/% |
| 1# | Uvoz | 0,36 | 180 | 196 | 42 | 0,16 |
| 2# | Uvoz | 0,36 | 175 | 196 | 42 | 0,20 |
| 3# | Uvoz | 0,36 | 182 | 195 | 43 | 0,20 |
| 4# | Domaće | 0,37 | 165 | 194 | 41 | 0,08 |
| 5# | Domaće | 0,38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Domaće | 0,36 | 167 | 194 | 43 | 0,22 |
Iz Tablice 2 može se vidjeti: Prividna gustoća, viskozni broj i apsorpcija plastifikatora dobivene PVC smole relativno su bliski korištenjem različitih vrsta celuloze za malo ispitivanje; proizvod smole dobiven korištenjem domaće formule hidroksipropil metilceluloze Prosječna veličina čestica je nešto manja.
Slika 1 prikazuje SEM slike PVC smolnih proizvoda dobivenih korištenjem različitih vrsta hidroksipropil metilceluloze.
(1)—Uvezena hidroksipropil metilceluloza
(2) - Domaća hidroksipropil metilceluloza
Sl. 1 SEM smola proizvedenih u 10-L polimerizatoru u prisutnosti različitih hidroksipropil metil celuloze
Iz slike 1 može se vidjeti da su površinske strukture čestica PVC smole proizvedenih različitim disperzantima celuloze relativno slične.
Ukratko, može se vidjeti da domaća hidroksipropil metilceluloza testirana u ovom radu ima izvedivost zamjene uvozne hidroksipropil metilceluloze.
3. 2 Komparativna analiza kvalitete PVC smole s visokim stupnjem polimerizacije u proizvodnom ispitivanju
Zbog visokih troškova i rizika proizvodnog ispitivanja, potpuna shema zamjene malog ispitivanja ne može se izravno primijeniti. Stoga je usvojena shema postupnog povećanja udjela domaće hidroksipropil metilceluloze u formuli. Rezultati ispitivanja svake serije prikazani su u Tablici 3.
Tablica 3 Rezultati ispitivanja različitih proizvodnih serija
| Serija | M (domaća hidroksipropil metil celuloza): M (uvezena hidroksipropil metil celuloza) | Prividna gustoća/(g/mL) | Viskozni broj/(mL/g) | Apsorpcija plastifikatora od 100 g PVC smole/g | Hlapljive tvari/% |
| 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 |
Iz Tablice 3 može se vidjeti da se upotreba domaće hidroksipropil metilceluloze postupno povećavala sve dok sve serije domaće hidroksipropil metilceluloze nisu zamijenile uvoznu hidroksipropil metilcelulozu. Glavni pokazatelji poput apsorpcije plastifikatora i prividne gustoće nisu značajno varirali, što ukazuje na to da domaća hidroksipropil metilceluloza odabrana u ovom radu može zamijeniti uvoznu hidroksipropil metilcelulozu u proizvodnji.
4 Zaključak
Test domaćeghidroksipropil metilcelulozaNa malom ispitnom uređaju od 10 L pokazuje se da ima izvedivost zamjene uvozne hidroksipropil metil celuloze; rezultati ispitivanja zamjene proizvodnje pokazuju da se domaća hidroksipropil metil celuloza koristi za proizvodnju PVC smole, glavni pokazatelji kvalitete gotove PVC smole i uvozne hidroksipropil metil celuloze nemaju značajne razlike. Trenutno je cijena domaće celuloze na tržištu niža od cijene uvozne celuloze. Stoga, ako se domaća celuloza koristi u proizvodnji, troškovi pomoćnih sredstava u proizvodnji mogu se značajno smanjiti.
Vrijeme objave: 25. travnja 2024.