Absztrakt: A hazai alkalmazásahidroxipropil-metilcellulózA magas polimerizációs fokú PVC gyártását az import helyett bevezették. Kétféle hidroxipropil-metil-cellulóz hatását vizsgálták a magas polimerizációs fokú PVC tulajdonságaira. Az eredmények azt mutatták, hogy a hazai hidroxipropil-metil-cellulóz helyettesíthető az importáltal.
A nagy polimerizációs fokú PVC-gyanták olyan PVC-gyantákra vonatkoznak, amelyek átlagos polimerizációs foka meghaladja az 1700-at, vagy amelyek molekulái között enyhén térhálós szerkezet található, amelyek közül a leggyakoribbak a 2500 átlagos polimerizációs fokú PVC-gyanták [1]. A hagyományos PVC-gyantákkal összehasonlítva a nagy polimerizációs fokú PVC-gyanta nagy rugalmassággal, kis nyomófeszültséggel, jó hőállósággal, öregedésállósággal, fáradásállósággal és kopásállósággal rendelkezik. Ideális gumihelyettesítő, és autóipari tömítőszalagokban, vezetékekben és kábelekben, orvosi katéterekben stb. használható [2].
A magas polimerizációs fokú PVC előállítási módszere főként a szuszpenziós polimerizáció [3-4]. A szuszpenziós módszer előállításánál a diszpergálószer fontos segédanyag, amelynek típusa és mennyisége közvetlenül befolyásolja a kész PVC-gyanta részecskealakot, részecskeméret-eloszlását és lágyítószer-felvételét. A gyakran használt diszperziós rendszerek a polivinil-alkohol rendszerek és a hidroxi-propil-metilcellulóz és polivinil-alkohol kompozit diszperziós rendszerek, a hazai gyártók pedig többnyire az utóbbit használják [5].
1 Fő nyersanyagok és specifikációk
A vizsgálatban használt fő nyersanyagokat és specifikációkat az 1. táblázat mutatja. Az 1. táblázatból látható, hogy az ebben a cikkben kiválasztott hazai hidroxipropil-metilcellulóz összhangban van az importált hidroxipropil-metilcellulózzal, ami előfeltétele a jelen cikkben szereplő helyettesítési vizsgálatnak.
2 Teszt tartalma
2. 1 Hidroxipropil-metilcellulóz oldat elkészítése
Vegyünk egy bizonyos mennyiségű ioncserélt vizet, öntsünk egy edénybe, melegítsük 70°C-ra, és fokozatosan, folyamatos keverés mellett adjuk hozzá a hidroxipropil-metilcellulózt. A cellulóz először úszik a víz felszínén, majd fokozatosan diszpergáljuk, amíg egyenletes nem lesz. Hűtsük le az oldatot a jelig.
1. táblázat Fő nyersanyagok és azok specifikációi
| Nyersanyag neve | Specifikáció |
| Vinil-klorid monomer | Minőségi pontszám ≥99,98% |
| Sótalanított víz | Vezetőképesség ≤10,0 μs/cm, pH-érték 5,00 és 9,00 között |
| Polivinil-alkohol A | Alkoholizmus foka 78,5% - 81,5%, hamutartalom ≤0,5%, illékony anyag ≤5,0% |
| Polivinil-alkohol B | Alkoholizációs fok 71,0% - 73,5%, viszkozitás 4,5 - 6,5 mPa·s, illékony anyag ≤5,0% |
| Polivinil-alkohol C | Alkoholízis foka 54,0% - 57,0%, viszkozitás 800 ~ 1400 mPa·s, szilárdanyag-tartalom 39,5% - 40,5% |
| Importált hidroxipropil-metilcellulóz A | Viszkozitás 40 ~ 60 mPa·s, metoxil tömegarány 28% ~ 30%, hidroxipropil tömegarány 7% ~ 12%, nedvességtartalom ≤5,0% |
| Belföldi hidroxipropil-metilcellulóz B | Viszkozitás 40 ~ 60 mPa·s, metoxil tömegarány 28% ~ 30%, hidroxipropil tömegarány 7% ~ 12%, nedvességtartalom ≤5,0% |
| Bisz(2-etilhexil-peroxi-dikarbonát) | Tömegszázalékarány [ (45 ~ 50) ± 1] % |
2. 2 Vizsgálati módszer
Egy 10 literes kisméretű tesztberendezésen importált hidroxipropil-metil-cellulózzal végeznek benchmark teszteket a kisméretű teszt alapképletének meghatározása érdekében; hazai hidroxipropil-metil-cellulózzal helyettesítik az importált hidroxipropil-metil-cellulózt a teszteléshez; A különböző hidroxipropil-metil-cellulózokból előállított PVC-gyanta termékeket összehasonlították a hazai hidroxipropil-metil-cellulóz helyettesítésének megvalósíthatóságának vizsgálata érdekében. A kisméretű teszt eredményei alapján elvégezték a gyártási tesztet.
2. 3 Tesztelési lépések
A reakció megkezdése előtt tisztítsa meg a polimerizációs üstöt, zárja le az alsó szelepet, adjon hozzá egy bizonyos mennyiségű sótalanított vizet, majd adja hozzá a diszpergálószert; zárja le a üst fedelét, a nitrogénnyomás-próba után vákuumozza, majd adja hozzá a vinil-klorid monomert; hideg keverés után adja hozzá az iniciátort; keringtetett vízzel emelje a üst hőmérsékletét a reakcióhőmérsékletre, és a folyamat során időben ammónium-hidrogén-karbonát oldatot adjon hozzá a reakciórendszer pH-értékének beállításához; amikor a reakciónyomás a képletben megadott nyomásra csökken, adjon hozzá egy befejező szert és egy habzásgátló szert, majd ürítse ki. A PVC-gyanta késztermékét centrifugálással és szárítással nyerték, és mintát vettek elemzésre.
2. 4 Elemzési módszerek
A Q31/0116000823C002-2018 vállalati szabvány vonatkozó vizsgálati módszerei szerint 100 g kész PVC gyanta viszkozitási számát, látszólagos sűrűségét, illékony anyagát (beleértve a vizet) és lágyítószer-abszorpcióját vizsgálták és elemezték; a PVC gyanta átlagos részecskeméretét tesztelték; a PVC gyanta részecskék morfológiáját pásztázó elektronmikroszkóppal figyelték meg.
3 Eredmények és megbeszélés
3. 1 Különböző PVC-gyanta tételek minőségének összehasonlító elemzése kisléptékű polimerizációban
2. gomb. A 4. pontban leírt vizsgálati módszer szerint minden egyes kisméretű kész PVC-gyanta tételt teszteltek, az eredményeket a 2. táblázat mutatja.
2. táblázat: Különböző kisméretű tesztsorozatok eredményei
| Köteg | Hidroxipropil-metil-cellulóz | Látszólagos sűrűség/(g/ml) | Átlagos részecskeméret/μm | Viszkozitás/(ml/g) | 100 g PVC-gyanta lágyító abszorpciója/g | Illékony anyag/% |
| 1# | Importálás | 0,36 | 180 | 196 | 42 | 0,16 |
| 2# | Importálás | 0,36 | 175 | 196 | 42 | 0,20 |
| 3# | Importálás | 0,36 | 182 | 195 | 43 | 0,20 |
| 4# | Háztartási | 0,37 | 165 | 194 | 41 | 0,08 |
| 5# | Háztartási | 0,38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Háztartási | 0,36 | 167 | 194 | 43 | 0,22 |
A 2. táblázatból látható: A kapott PVC-gyanta látszólagos sűrűsége, viszkozitási száma és lágyítószer-abszorpciója viszonylag közel áll egymáshoz, ha különböző cellulózokat használunk kis kísérletekben; a hazai hidroxipropil-metilcellulóz formulával kapott gyantatermék átlagos részecskemérete valamivel kisebb.
Az 1. ábra különböző hidroxipropil-metilcellulóz felhasználásával előállított PVC gyantatermékek SEM képeit mutatja.
(1)—Importált hidroxipropil-metilcellulóz
(2)—Házi hidroxipropil-metilcellulóz
1. ábra: 10 literes polimerizálóban különböző hidroxipropil-metil-cellulóz jelenlétében előállított gyanták SEM-felvétele
Az 1. ábrán látható, hogy a különböző cellulóz diszpergálószerekkel előállított PVC gyanta részecskék felületi szerkezete viszonylag hasonló.
Összefoglalva, látható, hogy az ebben a tanulmányban vizsgált hazai hidroxipropil-metilcellulóz képes helyettesíteni az importált hidroxipropil-metilcellulózt.
3. 2 A magas polimerizációs fokú PVC-gyanta minőségének összehasonlító elemzése gyártási tesztben
A gyártási tesztek magas költsége és kockázata miatt a kisméretű tesztek teljes helyettesítési sémája nem alkalmazható közvetlenül. Ezért a hazai hidroxipropil-metilcellulóz arányának fokozatos növelésének sémáját alkalmazták a receptben. Az egyes tételek teszteredményeit a 3. táblázat mutatja.
3. táblázat Különböző gyártási tételek vizsgálati eredményei
| Köteg | M (hazai hidroxipropil-metil-cellulóz): M (importált hidroxipropil-metil-cellulóz) | Látszólagos sűrűség/(g/ml) | Viszkozitási szám/(ml/g) | 100 g PVC-gyanta lágyító abszorpciója/g | Illékony anyag/% |
| 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 |
A 3. táblázatból látható, hogy a hazai hidroxipropil-metilcellulóz felhasználása fokozatosan nőtt, amíg a hazai hidroxipropil-metilcellulóz összes tétele felváltotta az importált hidroxipropil-metilcellulózt. A főbb mutatók, mint például a lágyítószer-abszorpció és a látszólagos sűrűség, nem ingadoztak jelentősen, ami azt jelzi, hogy az ebben a tanulmányban kiválasztott hazai hidroxipropil-metilcellulóz képes helyettesíteni az importált hidroxipropil-metilcellulózt a gyártásban.
4 Következtetés
A hazai teszthidroxipropil-metil-cellulózEgy 10 literes kisméretű tesztberendezésen végzett vizsgálat azt mutatja, hogy megvalósítható az importált hidroxipropil-metil-cellulóz helyettesítése; a termeléshelyettesítési teszt eredményei azt mutatják, hogy a PVC-gyanta gyártásához hazai hidroxipropil-metil-cellulózt használnak, a kész PVC-gyanta és az importált hidroxipropil-metil-cellulóz fő minőségi mutatói között nincs jelentős különbség. Jelenleg a hazai cellulóz ára a piacon alacsonyabb, mint az importált cellulóné. Ezért, ha hazai cellulózt használnak a termelésben, a termelési segédanyagok költsége jelentősen csökkenthető.
Közzététel ideje: 2024. április 25.