Streszczenie: Zastosowanie krajowychhydroksypropylometylocelulozazamiast importowanej wprowadzono ją do produkcji PVC o wysokim stopniu polimeryzacji. Zbadano wpływ dwóch rodzajów hydroksypropylometylocelulozy na właściwości PVC o wysokim stopniu polimeryzacji. Wyniki wykazały, że możliwe jest zastąpienie importowanej hydroksypropylometylocelulozy krajową.
Żywice PVC o wysokim stopniu polimeryzacji odnoszą się do żywic PVC o średnim stopniu polimeryzacji większym niż 1700 lub o lekko usieciowanej strukturze między cząsteczkami, wśród których najczęstsze są żywice PVC o średnim stopniu polimeryzacji wynoszącym 2500 [1]. W porównaniu ze zwykłą żywicą PVC, żywica PVC o wysokim stopniu polimeryzacji ma wysoką sprężystość, małe odkształcenie trwałe, dobrą odporność na ciepło, odporność na starzenie, odporność na zmęczenie i odporność na zużycie. Jest idealnym zamiennikiem gumy i może być stosowana w samochodowych listwach uszczelniających, przewodach i kablach, cewnikach medycznych itp. [2].
Metoda produkcji PVC o wysokim stopniu polimeryzacji to głównie polimeryzacja suspensyjna [3-4]. W produkcji metodą suspensyjną, dyspergator jest ważnym środkiem pomocniczym, a jego rodzaj i ilość będą miały bezpośredni wpływ na kształt cząstek, rozkład wielkości cząstek i absorpcję plastyfikatora gotowej żywicy PVC. Powszechnie stosowanymi systemami dyspersyjnymi są systemy polialkoholu winylowego oraz systemy dyspersyjne hydroksypropylometylocelulozy i kompozytów polialkoholu winylowego, a krajowi producenci najczęściej stosują te ostatnie [5].
1 Główne surowce i specyfikacje
Główne surowce i specyfikacje użyte w teście przedstawiono w tabeli 1. Z tabeli 1 wynika, że krajowa hydroksypropylometyloceluloza wybrana w tym artykule jest zgodna z importowaną hydroksypropylometylocelulozą, co stanowi warunek wstępny dla testu substytucyjnego w tym artykule.
2 Treść testu
2.1 Przygotowanie roztworu hydroksypropylometylocelulozy
Weź pewną ilość dejonizowanej wody, wlej ją do pojemnika i podgrzej do 70°C, a następnie stopniowo dodawaj hydroksypropylometylocelulozę, cały czas mieszając. Celuloza początkowo unosi się na wodzie, a następnie jest stopniowo rozpraszana, aż do równomiernego wymieszania. Ostudź roztwór do objętości.
Tabela 1 Główne surowce i ich specyfikacje
| Nazwa surowca | Specyfikacja |
| Monomer chlorku winylu | Wynik jakości ≥99,98% |
| Woda odsolona | Przewodność ≤10,0 μs/cm, wartość pH 5,00 do 9,00 |
| Alkohol poliwinylowy A | Stopień alkoholizy 78,5% do 81,5%, zawartość popiołu ≤0,5%, substancje lotne ≤5,0% |
| Alkohol poliwinylowy B | Stopień alkoholizy 71.0% do 73.5%, lepkość 4,5 do 6,5 mPa s, substancje lotne ≤ 5,0% |
| Alkohol poliwinylowy C | Stopień alkoholizy 54.0% do 57.0%, lepkość 800 ~ 1 400 mPa s, zawartość części stałych 39.5% do 40.5% |
| Importowana hydroksypropylometyloceluloza A | Lepkość 40 ~ 60 mPa s, ułamek masowy metoksylu 28% ~ 30%, ułamek masowy hydroksypropylu 7% ~ 12%, wilgotność ≤5,0% |
| Hydroksypropylometyloceluloza krajowa B | Lepkość 40 ~ 60 mPa s, ułamek masowy metoksylu 28% ~ 30%, ułamek masowy hydroksypropylu 7% ~ 12%, wilgotność ≤5,0% |
| Bis (2-etyloheksylowy peroksydiwęglan) | Ułamek masowy [ (45 ~ 50) ± 1] % |
2. 2 Metoda badania
Na małym urządzeniu testowym o pojemności 10 l należy użyć importowanej hydroksypropylometylocelulozy do przeprowadzenia testów porównawczych w celu ustalenia podstawowej formuły małego testu; należy użyć krajowej hydroksypropylometylocelulozy do zastąpienia importowanej hydroksypropylometylocelulozy do testów; Porównano produkty z żywicy PVC wytworzone z różnych hydroksypropylometylocelulozy, aby zbadać wykonalność zastąpienia krajowej hydroksypropylometylocelulozy. Zgodnie z wynikami małego testu przeprowadza się test produkcyjny.
2. 3 Kroki testowe
Przed reakcją wyczyść kocioł polimeryzacyjny, zamknij dolny zawór, dodaj określoną ilość odsolonej wody, a następnie dodaj dyspergator; zamknij pokrywę kotła, odkurz po przejściu testu ciśnienia azotu, a następnie dodaj monomer chlorku winylu; po wymieszaniu na zimno dodaj inicjator; użyj wody obiegowej, aby podnieść temperaturę w kotle do temperatury reakcji i w odpowiednim czasie dodaj roztwór wodorowęglanu amonu, aby dostosować wartość pH układu reakcji; gdy ciśnienie reakcji spadnie do ciśnienia określonego we wzorze, dodaj środek kończący i środek odpieniający i rozładuj. Gotowy produkt z żywicy PVC uzyskano przez wirowanie i suszenie, a następnie pobrano próbki do analizy.
2.4 Metody analizy
Zgodnie z odpowiednimi metodami testowymi określonymi w standardzie przedsiębiorstwa Q31/0116000823C002-2018, przetestowano i przeanalizowano liczbę lepkościową, gęstość pozorną, zawartość substancji lotnych (w tym wody) i absorpcję plastyfikatora w 100 g gotowej żywicy PVC; sprawdzono średni rozmiar cząstek żywicy PVC; morfologię cząstek żywicy PVC obserwowano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego.
3 Wyniki i dyskusja
3.1 Analiza porównawcza jakości różnych partii żywicy PVC w polimeryzacji małoskalowej
Naciśnij 2. Zgodnie z metodą testową opisaną w punkcie 4, przetestowano każdą partię gotowej żywicy PVC na małą skalę, a wyniki przedstawiono w tabeli 2.
Tabela 2. Wyniki różnych partii małych próbek testowych
| Seria | Hydroksypropylometyloceluloza | Gęstość pozorna/(g/ml) | Średnia wielkość cząstek/μm | Lepkość/(ml/g) | Absorpcja plastyfikatora 100 g żywicy PVC/g | Substancje lotne/% |
| 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# | Domowy | 0,37 | 165 | 194 | 41 | 0,08 |
| 5# | Domowy | 0,38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Domowy | 0,36 | 167 | 194 | 43 | 0,22 |
Jak wynika z tabeli 2: gęstość pozorna, wskaźnik lepkości i absorpcja plastyfikatora otrzymanej żywicy PVC są stosunkowo zbliżone przy użyciu innej celulozy w małym teście; produkt żywiczny otrzymany przy użyciu krajowej formuły hydroksypropylometylocelulozy Średni rozmiar cząstek jest nieznacznie mniejszy.
Na rysunku 1 przedstawiono obrazy SEM produktów z żywicy PVC uzyskanych przy użyciu różnych hydroksypropylometylocelulozy.
(1)—Hydroksypropylometyloceluloza importowana
(2)—Krajowa hydroksypropylometyloceluloza
Rys. 1 SEM żywic wyprodukowanych w polimeryzatorze 10-L w obecności różnych hydroksypropylometyloceluloz
Z rysunku 1 wynika, że struktury powierzchni cząstek żywicy PVC wytwarzanych przez różne dyspergatory celulozy są stosunkowo podobne.
Podsumowując, można stwierdzić, że krajowa hydroksypropylometyloceluloza testowana w tym artykule ma potencjał zastąpienia importowanej hydroksypropylometylocelulozy.
3.2 Analiza porównawcza jakości żywicy PVC o wysokim stopniu polimeryzacji w teście produkcyjnym
Ze względu na wysokie koszty i ryzyko testu produkcyjnego, całkowity schemat zastępczy małego testu nie może być bezpośrednio zastosowany. Dlatego przyjęto schemat stopniowego zwiększania udziału krajowej hydroksypropylometylocelulozy w formule. Wyniki testów każdej partii przedstawiono w tabeli 3. pokazano.
Tabela 3 Wyniki badań różnych partii produkcyjnych
| Seria | M (krajowa hydroksypropylometyloceluloza):M (importowana hydroksypropylometyloceluloza) | Gęstość pozorna/(g/ml) | Liczba lepkości/(mL/g) | Absorpcja plastyfikatora 100 g żywicy PVC/g | Substancje lotne/% |
| 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 |
Z tabeli 3 wynika, że wykorzystanie krajowej hydroksypropylometylocelulozy stopniowo zwiększano, aż wszystkie partie krajowej hydroksypropylometylocelulozy zastąpiły importowaną hydroksypropylometylocelulozę. Główne wskaźniki, takie jak absorpcja plastyfikatora i gęstość pozorna, nie wahały się znacząco, co wskazuje, że krajowa hydroksypropylometyloceluloza wybrana w tym artykule może zastąpić importowaną hydroksypropylometylocelulozę w produkcji.
4. Wnioski
Test krajowyhydroksypropylometylocelulozana 10-litrowym małym urządzeniu testowym wykazano, że jest ono wykonalne w celu zastąpienia importowanej hydroksypropylometylocelulozy; wyniki testu substytucji produkcji pokazują, że krajowa hydroksypropylometyloceluloza jest używana do produkcji żywicy PVC, główne wskaźniki jakości gotowej żywicy PVC i importowanej hydroksypropylometylocelulozy nie różnią się znacząco. Obecnie cena krajowej celulozy na rynku jest niższa niż importowanej celulozy. Dlatego też, jeśli w produkcji używana jest krajowa celuloza, koszt pomocy produkcyjnych może zostać znacznie obniżony.
Czas publikacji: 25-kwi-2024