יישום של הידרוקסיפרופיל מתיל תאית מקומית בייצור דרגת פילמור גבוהה של פוליוויניל כלוריד

תקציר: היישום של ביתיהידרוקסיפרופיל מתילצלולוזהבמקום מיובא הוכנס לייצור PVC בדרגת פילמור גבוהה. נחקרו ההשפעות של שני סוגים של מתיל צלולוז הידרוקסיפרופיל על המאפיינים של PVC עם דרגת פילמור גבוהה. התוצאות הראו כי ניתן להחליף את הידרוקסיפרופיל מתיל תאית מקומית ביבוא מיובא.

שרפי PVC בדרגת פילמור גבוהה מתייחסים לשרף PVC בעלי דרגת פילמור ממוצעת של יותר מ-1,700 או בעלי מבנה מעט צולב בין מולקולות, ביניהם הנפוצים ביותר הם שרפי PVC בעלי דרגת פילמור ממוצעת של 2,500 [1]. בהשוואה לשרף PVC רגיל, לשרף PVC בעל פילמור גבוה יש גמישות גבוהה, סט דחיסה קטן, עמידות בחום טובה, עמידות להזדקנות, עמידות בפני עייפות ועמידות בפני שחיקה. זהו תחליף גומי אידיאלי וניתן להשתמש בו ברצועות איטום לרכב, חוטים וכבלים, צנתרים רפואיים וכו' [2].

שיטת הייצור של PVC בדרגת פילמור גבוהה היא בעיקר פילמור השעיה [3-4]. בייצור שיטת ההשעיה, המפיץ הוא חומר עזר חשוב, וסוגו וכמותו ישפיעו באופן ישיר על צורת החלקיקים, חלוקת גודל החלקיקים וספיגת החומר הפלסטיקאי של שרף ה-PVC המוגמר. מערכות הפיזור הנפוצות הן מערכות פוליוויניל אלכוהול ומערכות פיזור מרוכבות של מתיל hydroxypropyl ופוליויניל אלכוהול, ויצרנים מקומיים משתמשים בעיקר באחרון [5].

1 חומרי גלם ומפרטים עיקריים

חומרי הגלם והמפרטים העיקריים ששימשו בבדיקה מוצגים בטבלה 1. ניתן לראות מטבלה 1 כי ההידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה המקומי שנבחר במאמר זה תואם את המתילצלולוזה ההידרוקסיפרופיל המיובאת, המהווה תנאי מוקדם למבחן ההחלפה במאמר זה.

2 בדיקת תוכן

2. 1 הכנת תמיסת hydroxypropyl methylcellulose

קח כמות מסוימת של מים דה-יונים, הכניסו אותה למיכל וחממו אותה ל-70 מעלות צלזיוס, והוסיפו בהדרגה הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז תוך ערבוב מתמיד. התאית צפה על המים בהתחלה, ולאחר מכן מתפזרת בהדרגה עד שהיא מתערבבת באופן אחיד. מצננים את התמיסה לנפח.

טבלה 1 חומרי גלם עיקריים ומפרטיהם

2. 2 שיטת בדיקה

על מכשיר בדיקה קטן של 10 ליטר, השתמש בהידרוקסיפרופיל מתיל תאית מיובאת כדי לערוך בדיקות בנצ'מרק כדי לקבוע את הנוסחה הבסיסית של הבדיקה הקטנה; להשתמש בהידרוקסיפרופיל מתיל תאית מקומית כדי להחליף תאית הידרוקסיפרופיל מתיל מיובא לבדיקה; מוצרי שרף PVC המיוצרים על ידי תאית מתיל הידרוקסיפרופיל שונה הושוו כדי לחקור את היתכנות ההחלפה של תאית מתיל הידרוקסיפרופיל ביתית. על פי תוצאות הבדיקה הקטנה מתבצעת בדיקת הייצור.

2. 3 שלבי בדיקה

לפני התגובה, נקה את קומקום הפילמור, סגור את השסתום התחתון, הוסף כמות מסוימת של מים מותפלים ולאחר מכן הוסף את חומר הפיזור; סגור את מכסה הקומקום, שואב אבק לאחר שעבר את בדיקת לחץ החנקן, ולאחר מכן הוסף מונומר ויניל כלוריד; לאחר ערבוב קר, מוסיפים את היוזם; השתמש במים במחזור כדי להעלות את הטמפרטורה בקומקום לטמפרטורת התגובה, והוסף תמיסת אמוניום ביקרבונט בזמן תהליך זה כדי להתאים את ערך ה-pH של מערכת התגובה; כאשר לחץ התגובה יורד ללחץ המצוין בנוסחה, הוסף חומר מסיים וחומר מסיר קצף, ופרוק המוצר המוגמר של שרף PVC הושג בצנטריפוגה וייבוש, ונדגמו לניתוח.

2. 4 שיטות ניתוח

על פי שיטות הבדיקה הרלוונטיות בתקן הארגוני Q31/0116000823C002-2018, נבדקו ונותחו מספר הצמיגות, צפיפות לכאורה, חומרים נדיפים (כולל מים) וספיגת פלסטין של 100 גרם שרף PVC של שרף PVC מוגמר; גודל החלקיקים הממוצע של שרף ה-PVC נבדק; המורפולוגיה של חלקיקי שרף ה-PVC נצפתה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני סורק.

3 תוצאות ודיון

3. 1 ניתוח השוואתי של איכות קבוצות שונות של שרף PVC בפילמור בקנה מידה קטן

הקש 2. לפי שיטת הבדיקה המתוארת ב-4, נבדקה כל אצווה של שרף PVC מוגמר בקנה מידה קטן, והתוצאות מוצגות בטבלה 2.

טבלה 2 תוצאות של קבוצות שונות של בדיקה קטנה

ניתן לראות מטבלה 2: הצפיפות הנראית לעין, מספר הצמיגות וספיגת הפלטה של ​​שרף ה-PVC המתקבל קרובים יחסית על ידי שימוש בתאית שונה לבדיקה קטנה; מוצר השרף המתקבל באמצעות הנוסחה המקומית של הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז גודל החלקיקים הממוצע קטן מעט יותר.

איור 1 מציג את תמונות SEM של מוצרי שרף PVC המתקבלים על ידי שימוש במתילצלולוזה של הידרוקסיפרופיל שונה.

(1)-הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה מיובא

(2)-הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז ביתי

תְאֵנָה. 1 SEM של שרפים המיוצרים בפולימר 10 ליטר בנוכחות תאית מתיל הידרוקסיפרופיל שונה

ניתן לראות באיור 1 שמבני פני השטח של חלקיקי שרף ה-PVC המיוצרים על ידי חומרי מפזר תאית שונים דומים יחסית.

לסיכום, ניתן לראות שלמתיל-צלולוזה של הידרוקסיפרופיל המקומי שנבדק במאמר זה יש את היתכנות להחליף את ההידרוקסיפרופיל-מתיל-צלולוזה המיובאת.

3. 2 ניתוח השוואתי של איכות שרף PVC עם דרגת פילמור גבוהה במבחן ייצור

בשל העלות הגבוהה והסיכון של בדיקת הייצור, לא ניתן ליישם ישירות את ערכת ההחלפה המלאה של בדיקה קטנה. לכן, הסכימה של הגדלת השיעור של מתיל צלולוז הידרוקסיפרופיל המקומי בנוסחה מאומצת. תוצאות הבדיקה של כל אצווה מוצגות בטבלה 3. מוצגות.

טבלה 3 תוצאות בדיקה של קבוצות ייצור שונות

ניתן לראות מטבלה 3 שהשימוש בהידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה ביתי גדל בהדרגה עד שכל קבוצות ההידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה המקומית החליפו את ההידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה המיובאת. האינדיקטורים העיקריים כגון ספיגת פלסטין וצפיפות לכאורה לא השתנו באופן משמעותי, מה שמצביע על כך שהמתילצלולוזה ההידרוקסיפרופיל המקומי שנבחר במאמר זה יכול להחליף את המתילצלולוזה ההידרוקסיפרופיל המיובאת בייצור.

4 מסקנה

מבחן הביתהידרוקסיפרופיל מתיל תאיתעל מכשיר בדיקה קטן בנפח 10 ליטר מראה שיש לו את היתכנות להחליף תאית hydroxypropyl methyl מיובא; תוצאות בדיקת החלפת הייצור מראות כי תאית הידרוקסיפרופיל מתיל מקומית משמשת לייצור שרף PVC, לאינדיקטורים האיכותיים העיקריים של שרף PVC מוגמר ושל תאית מתיל הידרוקסיפרופיל מיובאת אין הבדל משמעותי. נכון להיום, המחיר של תאית מקומית בשוק נמוך מזה של תאית מיובאת. לכן, אם נעשה שימוש בתאית מקומית בייצור, ניתן להוזיל באופן משמעותי את עלות עזרי הייצור.