Santrauka: Buitinių įrenginių taikymashidroksipropilmetilceliuliozėVietoj importuotos buvo pradėta gaminti aukštą polimerizacijos laipsnį turinti PVC. Buvo ištirtas dviejų rūšių hidroksipropilmetilceliuliozės poveikis aukšto polimerizacijos laipsnio PVC savybėms. Rezultatai parodė, kad importuotą hidroksipropilmetilceliuliozę įmanoma pakeisti vietine.
Didelio polimerizacijos laipsnio PVC dervos – tai PVC dervos, kurių vidutinis polimerizacijos laipsnis yra didesnis nei 1700 arba kurių molekulės yra šiek tiek susietos skersiniais ryšiais, iš kurių dažniausiai pasitaiko PVC dervos, kurių vidutinis polimerizacijos laipsnis yra 2500 [1]. Palyginti su įprasta PVC derva, didelio polimerizacijos laipsnio PVC derva pasižymi dideliu elastingumu, mažu suspaudimo deformacijos laipsniu, geru atsparumu karščiui, senėjimui, nuovargiui ir dilimui. Tai idealus gumos pakaitalas ir gali būti naudojamas automobilių sandarinimo juostelėse, laiduose ir kabeliuose, medicininiuose kateteriuose ir kt. [2].
PVC, pasižyminčio aukštu polimerizacijos laipsniu, gamybos būdas daugiausia yra suspensijos polimerizacija [3–4]. Gaminant suspensijos metodu, dispergentas yra svarbi pagalbinė medžiaga, kurios tipas ir kiekis tiesiogiai veikia gatavo PVC dervos dalelių formą, dalelių dydžio pasiskirstymą ir plastifikatoriaus absorbciją. Dažniausiai naudojamos dispersinės sistemos yra polivinilo alkoholio sistemos ir hidroksipropilmetilceliuliozės bei polivinilo alkoholio kompozicinės dispersinės sistemos, o vietiniai gamintojai dažniausiai naudoja pastarąsias [5].
1 Pagrindinės žaliavos ir specifikacijos
Pagrindinės bandyme naudotos žaliavos ir specifikacijos pateiktos 1 lentelėje. Iš 1 lentelės matyti, kad šiame darbe pasirinkta vietinė hidroksipropilmetilceliuliozė atitinka importuotą hidroksipropilmetilceliuliozės rūšį, kuri yra būtina sąlyga šiame darbe atliekamam pakeitimo bandymui.
2 Testo turinys
2. 1 Hidroksipropilmetilceliuliozės tirpalo paruošimas
Paimkite tam tikrą kiekį dejonizuoto vandens, supilkite jį į indą, pašildykite iki 70 °C ir palaipsniui, nuolat maišydami, suberkite hidroksipropilmetilceliuliozę. Celiuliozė iš pradžių plūduriuoja vandens paviršiuje, o tada palaipsniui disperguojama, kol tolygiai susimaišys. Tirpalą atvėsinkite iki žymės.
1 lentelė. Pagrindinės žaliavos ir jų specifikacijos.
| Žaliavos pavadinimas | Specifikacija |
| Vinilo chlorido monomeras | Kokybės balas ≥99,98 % |
| Gėlintas vanduo | Laidumas ≤10,0 μs/cm, pH vertė nuo 5,00 iki 9,00 |
| Polivinilo alkoholis A | Alkoholizės laipsnis 78,5–81,5 %, pelenų kiekis ≤0,5 %, lakiųjų medžiagų kiekis ≤5,0 % |
| Polivinilo alkoholis B | Alkoholizės laipsnis 71,0–73,5 %, klampumas 4,5–6,5 mPa·s, lakiųjų medžiagų kiekis ≤ 5,0 % |
| Polivinilo alkoholis C | Alkoholizės laipsnis 54,0–57,0 %, klampumas 800–1400 mPa·s, kietųjų dalelių kiekis 39,5–40,5 % |
| Importuota hidroksipropilmetilceliuliozė A | Klampumas 40 ~ 60 mPa·s, metoksilo masės dalis 28% ~ 30%, hidroksipropilo masės dalis 7% ~ 12%, drėgmė ≤5.0% |
| Vietinė hidroksipropilmetilceliuliozė B | Klampumas 40 ~ 60 mPa·s, metoksilo masės dalis 28% ~ 30%, hidroksipropilo masės dalis 7% ~ 12%, drėgmė ≤5.0% |
| Bis(2-etilheksilperoksidikarbonatas) | Masės dalis [(45 ~ 50) ± 1] % |
2.2 Bandymo metodas
10 l talpos mažame bandymo įrenginyje naudokite importuotą hidroksipropilmetilceliuliozę, kad atliktumėte etaloninius bandymus, kad nustatytumėte pagrindinę mažo bandymo formulę; bandymams naudokite vietinę hidroksipropilmetilceliuliozę, kad pakeistumėte importuotą hidroksipropilmetilceliuliozę; Palyginkite iš skirtingų hidroksipropilmetilceliuliozės pagamintus PVC dervos produktus, kad ištirtumėte vietinės hidroksipropilmetilceliuliozės pakeitimo galimybes. Remiantis mažo bandymo rezultatais, atliekamas gamybos bandymas.
2. 3 Bandymo etapai
Prieš reakciją išvalykite polimerizacijos virdulį, uždarykite apatinį vožtuvą, įpilkite tam tikrą kiekį gėlinto vandens ir įpilkite dispergento; uždarykite virdulio dangtį, po azoto slėgio bandymo vakuumuokite ir įpilkite vinilo chlorido monomero; po šalto maišymo įpilkite iniciatoriaus; cirkuliuojančiu vandeniu pakelkite virdulio temperatūrą iki reakcijos temperatūros ir šio proceso metu laiku įpilkite amonio bikarbonato tirpalo, kad sureguliuotumėte reakcijos sistemos pH vertę; kai reakcijos slėgis nukrenta iki formulėje nurodyto slėgio, įpilkite nutraukimo agento ir putojimo slopinimo agento ir išpilkite. Galutinis PVC dervos produktas buvo gautas centrifuguojant ir džiovinant, o mėginiai paimti analizei.
2.4 Analizės metodai
Pagal atitinkamus bandymų metodus, nurodytus įmonės standarte Q31/0116000823C002-2018, buvo išbandytas ir išanalizuotas 100 g gatavos PVC dervos klampumo skaičius, tariamasis tankis, lakiosios medžiagos (įskaitant vandenį) ir plastifikatoriaus absorbcija; buvo išbandytas vidutinis PVC dervos dalelių dydis; PVC dervos dalelių morfologija buvo stebima skenuojančiu elektroniniu mikroskopu.
3 Rezultatai ir aptarimas
3. 1 Mažos apimties polimerizacijos metu gautų skirtingų PVC dervos partijų kokybės lyginamoji analizė
Paspauskite 2. Pagal 4 punkte aprašytą bandymo metodą buvo išbandyta kiekviena nedidelio masto gatavos PVC dervos partija, o rezultatai pateikti 2 lentelėje.
2 lentelė. Skirtingų mažų bandymų partijų rezultatai.
| Partija | Hidroksipropilmetilceliuliozė | Tariamas tankis / (g/ml) | Vidutinis dalelių dydis/μm | Klampumas / (ml/g) | 100 g PVC dervos/g plastifikatoriaus absorbcija | Lakiosios medžiagos /% |
| 1# | Importuoti | 0,36 | 180 | 196 | 42 | 0,16 |
| 2# | Importuoti | 0,36 | 175 | 196 | 42 | 0,20 |
| 3# | Importuoti | 0,36 | 182 | 195 | 43 | 0,20 |
| 4# | Vietinis | 0,37 | 165 | 194 | 41 | 0,08 |
| 5# | Vietinis | 0,38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Vietinis | 0,36 | 167 | 194 | 43 | 0,22 |
Iš 2 lentelės matyti: gautos PVC dervos tariamasis tankis, klampos skaičius ir plastifikatoriaus absorbcija yra santykinai panašūs, naudojant skirtingas celiuliozes mažiems bandymams; dervos produktas, gautas naudojant buitinę hidroksipropilmetilceliuliozės formulę, turi šiek tiek mažesnį dalelių dydį.
1 paveiksle pateikti PVC dervos gaminių, gautų naudojant skirtingą hidroksipropilmetilceliuliozę, SEM vaizdai.
(1) – importuota hidroksipropilmetilceliuliozė
(2) – Vietinė hidroksipropilmetilceliuliozė
1 pav. 10 litrų polimerizatoriuje, esant skirtingoms hidroksipropilmetilceliuliozės dalims, pagamintų dervų SEM.
Iš 1 paveikslo matyti, kad skirtingų celiuliozės dispergentų pagamintų PVC dervos dalelių paviršiaus struktūros yra gana panašios.
Apibendrinant galima teigti, kad šiame darbe išbandyta vietinė hidroksipropilmetilceliuliozė gali pakeisti importuotą hidroksipropilmetilceliuliozę.
3. 2 PVC dervos, turinčios aukštą polimerizacijos laipsnį, kokybės lyginamoji analizė gamybos bandyme
Dėl didelių gamybos bandymų sąnaudų ir rizikos negalima tiesiogiai taikyti visiško mažų bandymų pakeitimo schemos. Todėl naudojama schema, pagal kurią palaipsniui didinama vietinės hidroksipropilmetilceliuliozės dalis formulėje. Kiekvienos partijos bandymų rezultatai pateikti 3 lentelėje.
3 lentelė. Skirtingų gamybos partijų bandymų rezultatai
| Partija | M (vietinė hidroksipropilmetilceliuliozė): M (importuota hidroksipropilmetilceliuliozė) | Tariamas tankis / (g/ml) | Klampumo skaičius / (ml/g) | 100 g PVC dervos/g plastifikatoriaus absorbcija | Lakiosios medžiagos /% |
| 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 |
Iš 3 lentelės matyti, kad vietinės hidroksipropilmetilceliuliozės naudojimas buvo palaipsniui didinamas, kol visos vietinės hidroksipropilmetilceliuliozės partijos pakeitė importuotą hidroksipropilmetilceliuliozę. Pagrindiniai rodikliai, tokie kaip plastifikatoriaus absorbcija ir tariamas tankis, reikšmingai nesvyravo, o tai rodo, kad šiame darbe pasirinkta vietinė hidroksipropilmetilceliuliozė gamyboje gali pakeisti importuotą hidroksipropilmetilceliuliozę.
4 Išvada
Buitinio išbandymohidroksipropilmetilceliuliozė10 l talpos mažo bandymo įrenginio tyrimai rodo, kad jis gali pakeisti importuojamą hidroksipropilmetilceliuliozę; gamybos pakeitimo bandymo rezultatai rodo, kad PVC dervos gamybai naudojama vietinė hidroksipropilmetilceliuliozė, o pagrindiniai gatavos PVC dervos ir importuotos hidroksipropilmetilceliuliozės kokybės rodikliai reikšmingai nesiskiria. Šiuo metu vietinės celiuliozės kaina rinkoje yra mažesnė nei importuotos celiuliozės. Todėl, jei gamyboje naudojama vietinė celiuliozė, gamybos pagalbinių medžiagų kaina gali būti žymiai sumažinta.
Įrašo laikas: 2024 m. balandžio 25 d.