Abstrak: Penerapan dalam negerihidroksipropil metilselulosaSebagai pengganti PVC impor, diperkenalkan PVC dengan derajat polimerisasi tinggi. Pengaruh dua jenis hidroksipropil metilselulosa terhadap sifat-sifat PVC dengan derajat polimerisasi tinggi diteliti. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggantian hidroksipropil metilselulosa impor dengan yang diproduksi di dalam negeri adalah hal yang layak.
Resin PVC dengan derajat polimerisasi tinggi mengacu pada resin PVC dengan derajat polimerisasi rata-rata lebih dari 1.700 atau dengan struktur ikatan silang yang sedikit antar molekul, di mana yang paling umum adalah resin PVC dengan derajat polimerisasi rata-rata 2.500 [1]. Dibandingkan dengan resin PVC biasa, resin PVC dengan polimerisasi tinggi memiliki daya lentur yang tinggi, deformasi kompresi yang kecil, ketahanan panas yang baik, ketahanan terhadap penuaan, ketahanan terhadap kelelahan, dan ketahanan terhadap keausan. Ini merupakan pengganti karet yang ideal dan dapat digunakan pada strip penyegel mobil, kabel dan kawat, kateter medis, dll. [2].
Metode produksi PVC dengan derajat polimerisasi tinggi terutama menggunakan polimerisasi suspensi [3-4]. Dalam produksi metode suspensi, dispersan merupakan zat pembantu yang penting, dan jenis serta jumlahnya akan secara langsung mempengaruhi bentuk partikel, distribusi ukuran partikel, dan penyerapan plasticizer dari resin PVC jadi. Sistem dispersi yang umum digunakan adalah sistem polivinil alkohol dan sistem dispersi komposit hidroksipropil metilselulosa dan polivinil alkohol, dan produsen dalam negeri sebagian besar menggunakan yang terakhir [5].
1. Bahan baku utama dan spesifikasi
Bahan baku utama dan spesifikasi yang digunakan dalam pengujian ditunjukkan pada Tabel 1. Dapat dilihat dari Tabel 1 bahwa hidroksipropil metilselulosa domestik yang dipilih dalam penelitian ini konsisten dengan hidroksipropil metilselulosa impor, yang memberikan prasyarat untuk uji substitusi dalam penelitian ini.
2. Isi Tes
2.1 Pembuatan larutan hidroksipropil metilselulosa
Ambil sejumlah air deionisasi, masukkan ke dalam wadah dan panaskan hingga 70°C, lalu tambahkan hidroksipropil metilselulosa secara bertahap sambil terus diaduk. Selulosa akan mengapung di atas air terlebih dahulu, kemudian secara bertahap terdispersi hingga tercampur rata. Dinginkan larutan hingga mencapai volume yang diinginkan.
Tabel 1 Bahan baku utama dan spesifikasinya
| Nama bahan baku | Spesifikasi |
| Monomer vinil klorida | Skor kualitas ≥99,98% |
| Air hasil desalinasi | Konduktivitas ≤ 10,0 μs/cm, nilai pH 5,00 hingga 9,00 |
| Polivinil alkohol A | Derajat alkoholisis 78,5% hingga 81,5%, kadar abu ≤ 0,5%, zat mudah menguap ≤ 5,0% |
| Polivinil alkohol B | Derajat alkoholisis 71,0% hingga 73,5%, viskositas 4,5 hingga 6,5 mPa s, zat mudah menguap ≤ 5,0% |
| Polivinil alkohol C | Derajat alkoholisis 54,0% hingga 57,0%, viskositas 800 ~ 1400 mPa s, kadar padatan 39,5% hingga 40,5% |
| Hidroksipropil metilselulosa A impor | Viskositas 40 ~ 60 mPa s, fraksi massa metoksil 28% ~ 30%, fraksi massa hidroksipropil 7% ~ 12%, kadar air ≤5,0% |
| Hidroksipropil metilselulosa B domestik | Viskositas 40 ~ 60 mPa s, fraksi massa metoksil 28% ~ 30%, fraksi massa hidroksipropil 7% ~ 12%, kadar air ≤5,0% |
| Bis (2-etilheksil peroksidikarbonat) | Fraksi massa [ (45 ~ 50) ± 1] % |
2.2 Metode pengujian
Pada perangkat uji kecil berkapasitas 10 L, digunakan hidroksipropil metil selulosa impor untuk melakukan uji acuan guna menentukan formula dasar uji kecil tersebut; digunakan hidroksipropil metil selulosa domestik untuk menggantikan hidroksipropil metil selulosa impor dalam pengujian; produk resin PVC yang dihasilkan oleh berbagai hidroksipropil metil selulosa dibandingkan untuk mempelajari kelayakan penggantian hidroksipropil metil selulosa domestik. Berdasarkan hasil uji kecil tersebut, uji produksi dilakukan.
2.3 Langkah-langkah pengujian
Sebelum reaksi dimulai, bersihkan ketel polimerisasi, tutup katup bawah, tambahkan sejumlah air yang telah dihilangkan garamnya, lalu tambahkan zat pendispersi; tutup penutup ketel, vakum setelah melewati uji tekanan nitrogen, lalu tambahkan monomer vinil klorida; setelah diaduk dingin, tambahkan inisiator; gunakan air sirkulasi untuk menaikkan suhu dalam ketel hingga suhu reaksi, dan tambahkan larutan amonium bikarbonat secara tepat waktu selama proses ini untuk menyesuaikan nilai pH sistem reaksi; ketika tekanan reaksi turun ke tekanan yang ditentukan dalam formula, tambahkan zat penghenti reaksi dan zat penghilang busa, lalu keluarkan produk jadi resin PVC yang diperoleh dengan sentrifugasi dan pengeringan, dan diambil sampelnya untuk analisis.
2.4 Metode analisis
Sesuai dengan metode pengujian yang relevan dalam standar perusahaan Q31/0116000823C002-2018, angka viskositas, densitas semu, zat mudah menguap (termasuk air) dan penyerapan plasticizer dari 100 g resin PVC jadi diuji dan dianalisis; ukuran partikel rata-rata resin PVC diuji; morfologi partikel resin PVC diamati menggunakan mikroskop elektron pemindai.
3. Hasil dan Diskusi
3.1 Analisis perbandingan kualitas berbagai batch resin PVC dalam polimerisasi skala kecil
Tekan 2. Sesuai dengan metode pengujian yang dijelaskan pada poin 4, setiap batch resin PVC jadi skala kecil diuji, dan hasilnya ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2 hasil dari berbagai kelompok uji kecil
| Kelompok | Hidroksipropil metil selulosa | Kepadatan semu/(g/mL) | Ukuran partikel rata-rata/μm | Viskositas/(mL/g) | Penyerapan plasticizer dari 100 g resin PVC/g | Zat mudah menguap/% |
| 1# | Impor | 0,36 | 180 | 196 | 42 | 0,16 |
| 2# | Impor | 0,36 | 175 | 196 | 42 | 0,20 |
| 3# | Impor | 0,36 | 182 | 195 | 43 | 0,20 |
| 4# | Domestik | 0,37 | 165 | 194 | 41 | 0,08 |
| 5# | Domestik | 0,38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Domestik | 0,36 | 167 | 194 | 43 | 0,22 |
Dari Tabel 2 dapat dilihat: Kepadatan semu, angka viskositas, dan penyerapan plasticizer dari resin PVC yang diperoleh relatif berdekatan dengan menggunakan selulosa yang berbeda untuk pengujian kecil; produk resin yang diperoleh dengan menggunakan formula hidroksipropil metilselulosa dalam negeri memiliki ukuran partikel rata-rata yang sedikit lebih kecil.
Gambar 1 menunjukkan citra SEM dari produk resin PVC yang diperoleh dengan menggunakan hidroksipropil metilselulosa yang berbeda.
(1)—Hidroksipropil metilselulosa impor
(2)—Hidroksipropil metilselulosa domestik
Gambar 1. SEM resin yang dihasilkan dalam polimerizer 10-L dengan adanya hidroksipropil metil selulosa yang berbeda.
Dari Gambar 1 dapat dilihat bahwa struktur permukaan partikel resin PVC yang dihasilkan oleh dispersan selulosa yang berbeda relatif serupa.
Kesimpulannya, dapat dilihat bahwa hidroksipropil metilselulosa domestik yang diuji dalam penelitian ini memiliki kelayakan untuk menggantikan hidroksipropil metilselulosa impor.
3.2 Analisis perbandingan kualitas resin PVC dengan derajat polimerisasi tinggi dalam uji produksi
Karena biaya dan risiko pengujian produksi yang tinggi, skema penggantian lengkap untuk pengujian skala kecil tidak dapat diterapkan secara langsung. Oleh karena itu, skema peningkatan bertahap proporsi hidroksipropil metilselulosa domestik dalam formula diadopsi. Hasil pengujian setiap batch ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3 Hasil pengujian dari berbagai batch produksi
| Kelompok | M (hidroksipropil metil selulosa domestik):M (hidroksipropil metil selulosa impor) | Kepadatan semu/(g/mL) | Angka viskositas/(mL/g) | Penyerapan plasticizer dari 100 g resin PVC/g | Zat mudah menguap/% |
| 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 |
Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa penggunaan hidroksipropil metilselulosa domestik secara bertahap meningkat hingga semua batch hidroksipropil metilselulosa domestik menggantikan hidroksipropil metilselulosa impor. Indikator utama seperti penyerapan plasticizer dan densitas tampak tidak berfluktuasi secara signifikan, menunjukkan bahwa hidroksipropil metilselulosa domestik yang dipilih dalam penelitian ini dapat menggantikan hidroksipropil metilselulosa impor dalam produksi.
4 Kesimpulan
Uji coba domestikhidroksipropil metil selulosaPada perangkat uji kecil berkapasitas 10 L, menunjukkan bahwa selulosa metil hidroksipropil impor memiliki kelayakan; hasil uji substitusi produksi menunjukkan bahwa penggunaan selulosa metil hidroksipropil domestik untuk produksi resin PVC tidak menunjukkan perbedaan signifikan pada indikator kualitas utama resin PVC jadi dibandingkan dengan selulosa metil hidroksipropil impor. Saat ini, harga selulosa domestik di pasaran lebih rendah daripada selulosa impor. Oleh karena itu, jika selulosa domestik digunakan dalam produksi, biaya bahan pembantu produksi dapat dikurangi secara signifikan.
Waktu posting: 25 April 2024