Toepassing van binnenlandse hydroxypropylmethylcellulose bij de productie van polyvinylchloride met een hoge polymerisatiegraad

Samenvatting: De toepassing van binnenlandsehydroxypropylmethylcellulosein plaats van geïmporteerde hydroxypropylmethylcellulose werd de productie van PVC met een hoge polymerisatiegraad geïntroduceerd. Er werd onderzoek gedaan naar de effecten van twee soorten hydroxypropylmethylcellulose op de eigenschappen van PVC met een hoge polymerisatiegraad. De resultaten lieten zien dat het haalbaar was om geïmporteerde hydroxypropylmethylcellulose te vervangen door binnenlandse hydroxypropylmethylcellulose.

PVC-harsen met een hoge polymerisatiegraad verwijzen naar PVC-harsen met een gemiddelde polymerisatiegraad van meer dan 1700 of met een licht vernette structuur tussen moleculen, waarvan de meest voorkomende PVC-harsen met een gemiddelde polymerisatiegraad van 2500 zijn [1]. Vergeleken met gewone PVC-hars heeft PVC-hars met een hoge polymerisatiegraad een hoge veerkracht, een lage drukvervorming, goede hittebestendigheid, verouderingsbestendigheid, vermoeiingsweerstand en slijtvastheid. Het is een ideale rubbervervanger en kan worden gebruikt in afdichtstrips voor auto's, draden en kabels, medische katheters, enz. [2].

De productiemethode voor PVC met een hoge polymerisatiegraad is voornamelijk suspensiepolymerisatie [3-4]. Bij de productie van de suspensiemethode is het dispergeermiddel een belangrijk hulpmiddel, en het type en de hoeveelheid ervan hebben direct invloed op de deeltjesvorm, de deeltjesgrootteverdeling en de absorptie van weekmakers in de voltooide PVC-hars. De meest gebruikte dispersiesystemen zijn polyvinylalcoholsystemen en composietdispersiesystemen op basis van hydroxypropylmethylcellulose en polyvinylalcohol, en binnenlandse fabrikanten gebruiken meestal de laatstgenoemde [5].

1 Belangrijkste grondstoffen en specificaties

De belangrijkste grondstoffen en specificaties die in de test zijn gebruikt, worden weergegeven in tabel 1. Uit tabel 1 blijkt dat de in dit artikel geselecteerde binnenlandse hydroxypropylmethylcellulose overeenkomt met de geïmporteerde hydroxypropylmethylcellulose, wat een voorwaarde vormt voor de substitutietest in dit artikel.

2 Testinhoud

2.1 Bereiding van hydroxypropylmethylcellulose-oplossing

Neem een ​​bepaalde hoeveelheid gedemineraliseerd water, doe het in een bak en verwarm het tot 70 °C. Voeg geleidelijk hydroxypropylmethylcellulose toe onder voortdurend roeren. De cellulose drijft eerst op het water en verspreidt zich vervolgens geleidelijk tot een gelijkmatig mengsel. Koel de oplossing af tot het volume.

Tabel 1 Belangrijkste grondstoffen en hun specificaties

2. 2 Testmethode

Voer benchmarktests uit op een kleine testeenheid van 10 liter met geïmporteerde hydroxypropylmethylcellulose om de basisformule van de kleine test te bepalen; gebruik binnenlandse hydroxypropylmethylcellulose ter vervanging van geïmporteerde hydroxypropylmethylcellulose voor de test; de PVC-harsproducten geproduceerd met verschillende hydroxypropylmethylcellulose werden vergeleken om de haalbaarheid van vervanging van binnenlandse hydroxypropylmethylcellulose te onderzoeken. Op basis van de resultaten van de kleine test wordt de productietest uitgevoerd.

2. 3 Teststappen

Reinig de polymerisatieketel vóór de reactie, sluit de onderste klep, voeg een bepaalde hoeveelheid ontzilt water toe en voeg vervolgens het dispergeermiddel toe; sluit het deksel van de ketel, vacuümiseer na het passeren van de stikstofdruktest en voeg vervolgens vinylchloridemonomeer toe; voeg na koud roeren de initiator toe; Gebruik circulerend water om de temperatuur in de ketel te verhogen tot de reactietemperatuur en voeg tijdig ammoniumbicarbonaatoplossing toe tijdens dit proces om de pH-waarde van het reactiesysteem aan te passen; wanneer de reactiedruk daalt tot de in de formule aangegeven druk, voeg dan een beëindigingsmiddel en een antischuimmiddel toe en ontlaad het. Het eindproduct van PVC-hars werd verkregen door centrifugatie en droging en werd bemonsterd voor analyse.

2. 4 Analysemethoden

Volgens de relevante testmethoden in de bedrijfsnorm Q31/0116000823C002-2018 werden het viscositeitsgetal, de schijnbare dichtheid, de vluchtige bestanddelen (inclusief water) en de absorptie van weekmakers van 100 g PVC-hars van het afgewerkte PVC-hars getest en geanalyseerd. De gemiddelde deeltjesgrootte van het PVC-hars werd getest. De morfologie van de PVC-harsdeeltjes werd waargenomen met behulp van een rasterelektronenmicroscoop.

3 Resultaten en discussie

3.1 Vergelijkende analyse van de kwaliteit van verschillende partijen PVC-hars bij polymerisatie op kleine schaal

Druk op 2. Volgens de testmethode beschreven in 4 werd elke partij kleinschalig afgewerkte PVC-hars getest en de resultaten worden weergegeven in Tabel 2.

Tabel 2 Resultaten van verschillende batches kleine tests

Uit tabel 2 blijkt: De schijnbare dichtheid, het viscositeitsgetal en de absorptie van weekmaker van het verkregen PVC-hars liggen relatief dicht bij elkaar bij gebruik van verschillende cellulosesoorten voor een kleine test; het harsproduct dat werd verkregen met de binnenlandse formule voor hydroxypropylmethylcellulose, heeft een gemiddelde deeltjesgrootte die iets kleiner is.

Figuur 1 toont de SEM-beelden van PVC-harsproducten die zijn verkregen door het gebruik van verschillende hydroxypropylmethylcellulose.

(1)—Geïmporteerde hydroxypropylmethylcellulose

(2)—Binnenlandse hydroxypropylmethylcellulose

Figuur 1 SEM van harsen geproduceerd in een 10-L polymerisator in aanwezigheid van verschillende hydroxypropylmethylcellulose

Uit figuur 1 blijkt dat de oppervlaktestructuren van de PVC-harsdeeltjes die door verschillende cellulosedispergeermiddelen worden geproduceerd, relatief vergelijkbaar zijn.

Samenvattend kan gesteld worden dat de in dit artikel geteste binnenlandse hydroxypropylmethylcellulose de geïmporteerde hydroxypropylmethylcellulose kan vervangen.

3.2 Vergelijkende analyse van de kwaliteit van PVC-hars met een hoge polymerisatiegraad in een productietest

Vanwege de hoge kosten en het risico van de productietest kan het volledige vervangingsschema van kleine tests niet direct worden toegepast. Daarom wordt gekozen voor een geleidelijke verhoging van het aandeel binnenlandse hydroxypropylmethylcellulose in de formule. De testresultaten van elke batch worden weergegeven in tabel 3.

Tabel 3 Testresultaten van verschillende productiebatches

Uit tabel 3 blijkt dat het gebruik van binnenlandse hydroxypropylmethylcellulose geleidelijk is toegenomen totdat alle partijen binnenlandse hydroxypropylmethylcellulose de geïmporteerde hydroxypropylmethylcellulose hebben vervangen. De belangrijkste indicatoren, zoals de absorptie van weekmakers en de schijnbare dichtheid, fluctueerden niet significant, wat aangeeft dat de in dit artikel geselecteerde binnenlandse hydroxypropylmethylcellulose de geïmporteerde hydroxypropylmethylcellulose in de productie kan vervangen.

4 Conclusie

De test van binnenlandshydroxypropylmethylcelluloseEen klein testapparaat van 10 liter toont aan dat het de haalbaarheid heeft om geïmporteerde hydroxypropylmethylcellulose te vervangen; de resultaten van de productievervangingstest tonen aan dat binnenlandse hydroxypropylmethylcellulose wordt gebruikt voor de productie van PVC-hars; de belangrijkste kwaliteitsindicatoren van afgewerkte PVC-hars en geïmporteerde hydroxypropylmethylcellulose verschillen niet significant. Momenteel is de prijs van binnenlandse cellulose op de markt lager dan die van geïmporteerde cellulose. Daarom kunnen de kosten van productiehulpmiddelen aanzienlijk worden verlaagd als binnenlandse cellulose wordt gebruikt in de productie.