Notkun innlends hýdroxýprópýl metýl sellulósa við framleiðslu á pólývínýlklóríði með mikilli fjölliðunargráðu

Ágrip: Notkun innlendrahýdroxýprópýl metýlsellulósiÍ stað innflutts var kynnt til sögunnar framleiðslu á PVC með mikilli fjölliðunargráðu. Áhrif tveggja gerða af hýdroxýprópýlmetýlsellulósa á eiginleika PVC með mikilli fjölliðunargráðu voru rannsökuð. Niðurstöðurnar sýndu að það væri mögulegt að skipta út innlendum hýdroxýprópýlmetýlsellulósa fyrir innfluttan.

PVC-plastefni með mikilli fjölliðunargráðu vísa til PVC-plastefna með meðalfjölliðunargráðu meira en 1.700 eða með örlítið þverbundinni uppbyggingu milli sameinda, þar á meðal algengustu eru PVC-plastefni með meðalfjölliðunargráðu 2.500 [1]. Í samanburði við venjulegt PVC-plastefni hefur PVC-plastefni með mikilli fjölliðunargráðu mikla seiglu, litla þjöppunarstöðu, góða hitaþol, öldrunarþol, þreytuþol og slitþol. Það er tilvalinn gúmmístaðgengill og hægt er að nota það í þéttiefni fyrir bíla, víra og kapla, lækningakatetra o.s.frv. [2].

Framleiðsluaðferðin fyrir PVC með mikilli fjölliðun er aðallega sviflausnarfjölliðun [3-4]. Í framleiðslu sviflausnaraðferðarinnar er dreifiefnið mikilvægt hjálparefni og tegund þess og magn hefur bein áhrif á lögun agna, dreifingu agnastærðar og frásog mýkingarefnis í fullunnu PVC plastefni. Algengustu dreifikerfin eru pólývínýlalkóhólkerfi og hýdroxýprópýl metýlsellulósi og pólývínýlalkóhól samsett dreifikerfi, og innlendir framleiðendur nota aðallega hið síðarnefnda [5].

1 Helstu hráefni og forskriftir

Helstu hráefni og forskriftir sem notaðar voru í prófuninni eru sýndar í töflu 1. Af töflu 1 má sjá að innlenda hýdroxýprópýlmetýlsellulósinn sem valinn var í þessari grein er í samræmi við innflutta hýdroxýprópýlmetýlsellulósa, sem er forsenda fyrir staðgönguprófuninni í þessari grein.

2 Prófunarefni

2. 1 Undirbúningur hýdroxýprópýlmetýlsellulósalausnar

Takið ákveðið magn af afjónuðu vatni, setjið það í ílát og hitið það í 70°C, bætið síðan smám saman við hýdroxýprópýlmetýlsellulósa undir stöðugri hræringu. Sellulósinn flýtur fyrst á vatninu og dreifist síðan smám saman þar til hann er jafnblandaður. Kælið lausnina að rúmmáli.

Tafla 1 Helstu hráefni og forskriftir þeirra

2. 2 Prófunaraðferð

Í litlum 10 lítra prófunarbúnaði er notaður innfluttur hýdroxýprópýl metýlsellulósi til að framkvæma viðmiðunarprófanir til að ákvarða grunnformúlu litla prófunarinnar; innlendur hýdroxýprópýl metýlsellulósi er notaður í stað innflutts hýdroxýprópýl metýlsellulósa til prófunar; PVC plastefni sem framleidd eru með mismunandi hýdroxýprópýl metýlsellulósa voru borin saman til að kanna hvort mögulegt sé að skipta út innlendum hýdroxýprópýl metýlsellulósa. Framleiðsluprófun er framkvæmd samkvæmt niðurstöðum litla prófunarinnar.

2. 3 prófunarskref

Áður en viðbrögðin hefjast skal þrífa fjölliðunarketilinn, loka botnlokanum, bæta við ákveðnu magni af afsöltuðu vatni og síðan bæta við dreifiefninu; lokaðu lokinu á ketilnum, lofttæmdu eftir að hafa staðist köfnunarefnisþrýstingsprófið og bættu síðan við vínýlklóríðmónómerinu; bættu við frumkvöðlinum eftir kalda hræringu; notaðu vatn í hringrás til að hækka hitastigið í ketilnum upp að viðbragðshita og bættu við ammoníumbíkarbónatlausn tímanlega meðan á þessu ferli stendur til að stilla pH gildi viðbragðskerfisins; þegar viðbragðsþrýstingurinn lækkar niður í þrýstinginn sem tilgreindur er í formúlunni skal bæta við lokunarefni og froðueyðandi efni og losa það. Fullunnin PVC plastefni var fengin með skilvindu og þurrkun og sýni tekin til greiningar.

2. 4 Greiningaraðferðir

Samkvæmt viðeigandi prófunaraðferðum í fyrirtækjastaðlinum Q31/0116000823C002-2018 var seigjutala, eðlisþyngd, rokgjörn efni (þ.m.t. vatn) og frásog mýkingarefnis í 100 g af fullunnu PVC plastefni prófað og greind; Meðal agnastærð PVC plastefnisins var prófuð; formgerð PVC plastefnisagnanna var skoðuð með rafeindasmásjá.

3 Niðurstöður og umræða

3. 1 Samanburðargreining á gæðum mismunandi lotna af PVC plastefni í litlum fjölliðun

Ýttu á 2. Samkvæmt prófunaraðferðinni sem lýst er í 4 var hver lota af smáum, fullunnu PVC-plasti prófað og niðurstöðurnar eru sýndar í töflu 2.

Tafla 2 niðurstöður úr mismunandi lotum af litlum prófunum

Það má sjá í töflu 2: Sýnileg eðlisþyngd, seigjutala og frásog mýkingarefnis í PVC-plastefninu sem fæst eru tiltölulega svipuð með því að nota mismunandi sellulósa í litlum prófunum; Meðal agnastærð plastefnisins sem fæst með því að nota innlenda hýdroxýprópýl metýlsellulósaformúlu er örlítið minni.

Mynd 1 sýnir SEM myndir af PVC plastefni sem fengnar voru með því að nota mismunandi hýdroxýprópýl metýlsellulósa.

(1)—Innflutt hýdroxýprópýl metýlsellulósi

(2) — Innlend hýdroxýprópýl metýlsellulósi

Mynd 1. SEM af plastefnum framleiddum í 10-L fjölliðunartæki í viðurvist mismunandi hýdroxýprópýl metýlsellulósa.

Á mynd 1 má sjá að yfirborðsbygging PVC-plastagnanna sem framleiddar eru með mismunandi sellulósadreifiefnum er tiltölulega svipuð.

Í stuttu máli má sjá að innlenda hýdroxýprópýl metýlsellulósan sem prófuð er í þessari grein hefur þann möguleika að koma í stað innfluttrar hýdroxýprópýl metýlsellulósa.

3. 2 Samanburðargreining á gæðum PVC plastefnis með mikilli fjölliðunargráðu í framleiðsluprófi

Vegna mikils kostnaðar og áhættu við framleiðsluprófanir er ekki hægt að beita heildarútgáfu litlu prófanna beint. Þess vegna er notuð sú aðferð að auka smám saman hlutfall innlends hýdroxýprópýl metýlsellulósa í formúlunni. Niðurstöður prófunarinnar fyrir hverja lotu eru sýndar í töflu 3.

Tafla 3 Niðurstöður prófana á mismunandi framleiðslulotum

Af töflu 3 má sjá að notkun innlends hýdroxýprópýl metýlsellulósa jókst smám saman þar til allar framleiðslulotur af innlendum hýdroxýprópýl metýlsellulósa komu í stað innflutts hýdroxýprópýl metýlsellulósa. Helstu vísbendingar eins og frásog mýkingarefnis og sýnilegur eðlisþyngd sveifluðust ekki verulega, sem bendir til þess að innlenda hýdroxýprópýl metýlsellulósið sem valið er í þessari grein geti komið í stað innflutts hýdroxýprópýl metýlsellulósa í framleiðslu.

4 Niðurstaða

Prófið á innlendumhýdroxýprópýl metýlsellulósiÍ litlum 10 lítra prófunarbúnaði er sýnt fram á að það er mögulegt að skipta út innfluttum hýdroxýprópýl metýlsellulósa; niðurstöður framleiðslustaðgengisprófana sýna að innlend hýdroxýprópýl metýlsellulósi er notuð til framleiðslu á PVC plastefni, og að helstu gæðavísar fullunninna PVC plastefna og innfluttra hýdroxýprópýl metýlsellulósa eru ekki marktækur munur. Eins og er er verð á innlendum sellulósa á markaðnum lægra en verð á innfluttum sellulósa. Þess vegna, ef innlend sellulósi er notuð í framleiðslu, er hægt að lækka kostnað við framleiðsluhjálparefni verulega.