Sammendrag: Anvendelsen av innenlandskehydroksypropylmetylcelluloseI stedet for importert ble det introdusert en til produksjon av PVC med høy polymerisasjonsgrad. Effektene av to typer hydroksypropylmetylcellulose på egenskapene til PVC med høy polymerisasjonsgrad ble undersøkt. Resultatene viste at det var mulig å erstatte innenlandsk hydroksypropylmetylcellulose med importert.
PVC-harpikser med høy polymerisasjonsgrad refererer til PVC-harpikser med en gjennomsnittlig polymerisasjonsgrad på mer enn 1700 eller med en svakt tverrbundet struktur mellom molekylene, hvorav de vanligste er PVC-harpikser med en gjennomsnittlig polymerisasjonsgrad på 2500 [1]. Sammenlignet med vanlig PVC-harpiks har høypolymerisasjons-PVC-harpiks høy elastisitet, liten kompresjonsdeformasjon, god varmebestandighet, aldringsbestandighet, utmattingsmotstand og slitestyrke. Det er en ideell gummierstatning og kan brukes i tetningslister for biler, ledninger og kabler, medisinske katetre, osv. [2].
Produksjonsmetoden for PVC med høy polymerisasjonsgrad er hovedsakelig suspensjonspolymerisasjon [3-4]. I produksjonen av suspensjonsmetoden er dispergeringsmiddelet et viktig hjelpemiddel, og dets type og mengde vil direkte påvirke partikkelformen, partikkelstørrelsesfordelingen og myknerabsorpsjonen av den ferdige PVC-harpiksen. De vanlig brukte dispersjonssystemene er polyvinylalkoholsystemer og hydroksypropylmetylcellulose- og polyvinylalkoholkomposittdispersjonssystemer, og innenlandske produsenter bruker for det meste sistnevnte [5].
1 Hovedråvarer og spesifikasjoner
De viktigste råmaterialene og spesifikasjonene som ble brukt i testen er vist i tabell 1. Det fremgår av tabell 1 at den innenlandske hydroksypropylmetylcellulosen som er valgt i denne artikkelen, er i samsvar med den importerte hydroksypropylmetylcellulosen, noe som gir en forutsetning for substitusjonstesten i denne artikkelen.
2 Testinnhold
2. 1 Fremstilling av hydroksypropylmetylcelluloseløsning
Ta en viss mengde avionisert vann, hell det i en beholder og varm det opp til 70 °C, og tilsett gradvis hydroksypropylmetylcellulose under konstant omrøring. Cellulosen flyter først på vannet, og dispergeres deretter gradvis til den er jevnt blandet. Avkjøl løsningen til ønsket volum.
Tabell 1 De viktigste råvarene og deres spesifikasjoner
| Råmaterialets navn | Spesifikasjon |
| Vinylkloridmonomer | Kvalitetspoeng ≥99,98 % |
| Avsaltet vann | Konduktivitet ≤10,0 μs/cm, pH-verdi 5,00 til 9,00 |
| Polyvinylalkohol A | Alkohollysegrad 78.5 % til 81.5 %, askeinnhold ≤0,5 %, flyktige stoffer ≤5,0 % |
| Polyvinylalkohol B | Alkohollysegrad 71.0 % til 73.5 %, viskositet 4,5 til 6,5 mPa s, flyktige stoffer ≤5,0 % |
| Polyvinylalkohol C | Alkohollysegrad 54.0 % til 57.0 %, viskositet 800 ~ 1400 mPa s, faststoffinnhold 39.5 % til 40.5 % |
| Importert hydroksypropylmetylcellulose A | Viskositet 40 ~ 60 mPa s, metoksylmassefraksjon 28 % ~ 30 %, hydroksypropylmassefraksjon 7 % ~ 12 %, fuktighet ≤5,0 % |
| Innenlandsk hydroksypropylmetylcellulose B | Viskositet 40 ~ 60 mPa s, metoksylmassefraksjon 28 % ~ 30 %, hydroksypropylmassefraksjon 7 % ~ 12 %, fuktighet ≤5,0 % |
| Bis(2-etylheksylperoksidikarbonat) | Massefraksjon [(45 ~ 50) ± 1] % |
2. 2 Testmetode
På en 10-liters liten testanordning, bruk importert hydroksypropylmetylcellulose til å utføre referansetester for å bestemme den grunnleggende formelen for den lille testen; bruk innenlandsk hydroksypropylmetylcellulose til å erstatte importert hydroksypropylmetylcellulose for testing; PVC-harpiksprodukter produsert av forskjellig hydroksypropylmetylcellulose ble sammenlignet for å studere muligheten for erstatning av innenlandsk hydroksypropylmetylcellulose. I henhold til resultatene av den lille testen ble produksjonstesten utført.
2. 3 Testtrinn
Før reaksjonen, rengjør polymerisasjonskjelen, lukk bunnventilen, tilsett en viss mengde avsaltet vann, og tilsett deretter dispergeringsmiddelet; lukk lokket på kjelen, vakuumiser etter å ha bestått nitrogentrykkstesten, og tilsett deretter vinylkloridmonomer; tilsett initiatoren etter kald omrøring; bruk sirkulerende vann for å heve temperaturen i kjelen til reaksjonstemperaturen, og tilsett ammoniumbikarbonatløsning i tide under denne prosessen for å justere pH-verdien i reaksjonssystemet; når reaksjonstrykket faller til trykket spesifisert i formelen, tilsett et termineringsmiddel og et skumdempingsmiddel, og slipp ut det ferdige produktet av PVC-harpiks ble oppnådd ved sentrifugering og tørking, og prøven ble tatt for analyse.
2. 4 Analysemetoder
I henhold til relevante testmetoder i bedriftsstandard Q31/0116000823C002-2018 ble viskositetstall, tilsynelatende tetthet, flyktige stoffer (inkludert vann) og myknerabsorpsjon av 100 g PVC-harpiks av ferdig PVC-harpiks testet og analysert. Den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen til PVC-harpiksen ble testet; morfologien til PVC-harpikspartiklene ble observert ved hjelp av et skanningselektronmikroskop.
3 Resultater og diskusjon
3. 1 Sammenlignende analyse av kvaliteten på ulike partier av PVC-harpiks i småskala polymerisering
Trykk 2. I henhold til testmetoden beskrevet i 4 ble hvert parti med småskala ferdig PVC-harpiks testet, og resultatene er vist i tabell 2.
Tabell 2 resultater av ulike grupper med små tester
| Gruppe | Hydroksypropylmetylcellulose | Tilsynelatende tetthet/(g/ml) | Gjennomsnittlig partikkelstørrelse/μm | Viskositet/(ml/g) | Myknerabsorpsjon av 100 g PVC-harpiks/g | Flyktige stoffer/% |
| 1# | Import | 0,36 | 180 | 196 | 42 | 0,16 |
| 2# | Import | 0,36 | 175 | 196 | 42 | 0,20 |
| 3# | Import | 0,36 | 182 | 195 | 43 | 0,20 |
| 4# | Innenlands | 0,37 | 165 | 194 | 41 | 0,08 |
| 5# | Innenlands | 0,38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Innenlands | 0,36 | 167 | 194 | 43 | 0,22 |
Det kan sees fra tabell 2: Den tilsynelatende tettheten, viskositetstallet og myknerabsorpsjonen til den oppnådde PVC-harpiksen er relativt like ved bruk av forskjellig cellulose for små tester; harpiksproduktet oppnådd ved bruk av den innenlandske hydroksypropylmetylcelluloseformelen. Den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen er litt mindre.
Figur 1 viser SEM-bilder av PVC-harpiksprodukter oppnådd ved bruk av forskjellige hydroksypropylmetylcellulose.
(1) – Importert hydroksypropylmetylcellulose
(2) – Innenlandsk hydroksypropylmetylcellulose
Fig. 1 SEM av harpikser produsert i 10-L polymerisator i nærvær av forskjellige hydroksypropylmetylcellulosetyper
Det fremgår av figur 1 at overflatestrukturene til PVC-harpikspartiklene produsert av forskjellige cellulosedispergeringsmidler er relativt like.
Oppsummert kan det sees at den innenlandske hydroksypropylmetylcellulose som er testet i denne artikkelen, har mulighet til å erstatte importert hydroksypropylmetylcellulose.
3.2 Sammenlignende analyse av kvaliteten på PVC-harpiks med høy polymerisasjonsgrad i produksjonstest
På grunn av høye kostnader og risiko ved produksjonstester, kan ikke den komplette erstatningsordningen med små tester anvendes direkte. Derfor er ordningen med gradvis å øke andelen av innenlandsk hydroksypropylmetylcellulose i formelen benyttet. Testresultatene for hvert parti er vist i tabell 3.
Tabell 3 Testresultater for ulike produksjonsbatcher
| Gruppe | M (innenlandsk hydroksypropylmetylcellulose): M (importert hydroksypropylmetylcellulose) | Tilsynelatende tetthet/(g/ml) | Viskositetstall/(ml/g) | Myknerabsorpsjon av 100 g PVC-harpiks/g | Flyktige stoffer/% |
| 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 |
Det fremgår av tabell 3 at bruken av innenlandsk hydroksypropylmetylcellulose gradvis økte inntil alle partier av innenlandsk hydroksypropylmetylcellulose erstattet importert hydroksypropylmetylcellulose. Hovedindikatorene som myknerabsorpsjon og tilsynelatende tetthet svingte ikke betydelig, noe som indikerer at den innenlandske hydroksypropylmetylcellulosen som er valgt i denne artikkelen, kan erstatte den importerte hydroksypropylmetylcellulosen i produksjonen.
4 Konklusjon
Testen av innenlandskehydroksypropylmetylcellulosepå en liten 10-liters testanordning viser det at den er mulig å erstatte importert hydroksypropylmetylcellulose; resultatene av produksjonssubstitusjonstesten viser at innenlandsk hydroksypropylmetylcellulose brukes til PVC-harpiksproduksjon, og det er ingen signifikant forskjell mellom de viktigste kvalitetsindikatorene for ferdig PVC-harpiks og importert hydroksypropylmetylcellulose. For tiden er prisen på innenlandsk cellulose i markedet lavere enn prisen på importert cellulose. Derfor, hvis innenlandsk cellulose brukes i produksjonen, kan kostnadene for produksjonshjelpemidler reduseres betydelig.
Publisert: 25. april 2024