Zastosowanie krajowej hydroksypropylometylocelulozy w produkcji polichlorku winylu o wysokim stopniu polimeryzacji

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 powyżej 1700 lub o lekko usieciowanej strukturze między cząsteczkami, wśród których najpowszechniejsze są żywice PVC o średnim stopniu polimeryzacji 2500 [1]. W porównaniu ze zwykłą żywicą PVC, żywica PVC o wysokim stopniu polimeryzacji charakteryzuje się wysoką sprężystością, małym odkształceniem trwałym po ściskaniu, dobrą odpornością na ciepło, starzenie, zmęczenie i zużycie. Jest idealnym zamiennikiem gumy i może być stosowana w samochodowych listwach uszczelniających, przewodach i kablach, cewnikach medycznych itp. [2].

Metodą produkcji PVC o wysokim stopniu polimeryzacji jest głównie polimeryzacja suspensyjna [3-4]. W procesie produkcji metodą suspensyjną dyspergator jest ważnym środkiem pomocniczym, a jego rodzaj i ilość bezpośrednio wpływają na kształt cząstek, rozkład wielkości cząstek oraz absorpcję plastyfikatora w gotowej żywicy PVC. Powszechnie stosowanymi systemami dyspersyjnymi są systemy polialkoholu winylowego oraz systemy dyspersyjne kompozytów hydroksypropylometylocelulozy i 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

Odmierz odpowiednią ilość wody dejonizowanej, wlej ją do pojemnika i podgrzej do 70°C. Stopniowo dodawaj hydroksypropylometylocelulozę, ciągle mieszając. Celuloza początkowo unosi się na powierzchni wody, a następnie stopniowo się rozprasza, aż do uzyskania jednolitej konsystencji. Ostudź roztwór do uzyskania odpowiedniej objętości.

Tabela 1 Główne surowce i ich specyfikacje

2. 2 Metoda badania

Na małym urządzeniu testowym o pojemności 10 l, wykorzystano importowaną hydroksypropylometylocelulozę do przeprowadzenia testów porównawczych w celu określenia podstawowego składu małego urządzenia testowego; do testów wykorzystano krajową hydroksypropylometylocelulozę w celu zastąpienia importowanej hydroksypropylometylocelulozy. Porównano produkty z żywicy PVC wytwarzane z różnych hydroksypropylometyloceluloz, aby zbadać wykonalność zastąpienia krajowej hydroksypropylometylocelulozy. Zgodnie z wynikami małego urządzenia testowego przeprowadzono 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 dodawaj roztwór wodorowęglanu amonu w odpowiednim czasie w trakcie tego procesu, aby dostosować wartość pH układu reakcji; gdy ciśnienie reakcji spadnie do ciśnienia określonego we wzorze, dodaj środek przerywający i środek odpieniający i wypuść. Gotowy produkt z żywicy PVC uzyskano przez wirowanie i suszenie, a następnie pobrano próbki do analizy.

2.4 Metody analizy

Zgodnie z odpowiednimi metodami badawczymi określonymi w normie przedsiębiorstwa Q31/0116000823C002-2018, przetestowano i przeanalizowano lepkość, gęstość pozorną, zawartość substancji lotnych (w tym wody) oraz absorpcję plastyfikatora w 100 g gotowej żywicy PVC; zbadano średnią wielkość cząstek żywicy PVC; morfologię cząstek żywicy PVC obserwowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego.

3 Wyniki i dyskusja

3.1 Analiza porównawcza jakości różnych partii żywicy PVC w polimeryzacji małoskalowej

Naciśnij 2. Zgodnie z metodą badawczą 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

Z tabeli 2 wynika, że ​​gęstość pozorna, wskaźnik lepkości oraz absorpcja plastyfikatora otrzymanej żywicy PVC są stosunkowo zbliżone przy zastosowaniu innej celulozy do małych testów; produkt żywiczny otrzymany przy użyciu krajowej formuły hydroksypropylometylocelulozy ma średni rozmiar cząstek, który jest nieznacznie mniejszy.

Na rysunku 1 przedstawiono obrazy SEM produktów z żywicy PVC uzyskanych przy użyciu różnych hydroksypropylometyloceluloz.

(1)—Importowana hydroksypropylometyloceluloza

(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 przetestowana 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 związane z testami produkcyjnymi, nie można bezpośrednio zastosować schematu całkowitej wymiany małych próbek. Dlatego przyjęto schemat stopniowego zwiększania udziału krajowej hydroksypropylometylocelulozy w składzie. Wyniki testów każdej partii przedstawiono w tabeli 3.

Tabela 3 Wyniki badań różnych partii produkcyjnych

Z tabeli 3 wynika, że ​​zużycie krajowej hydroksypropylometylocelulozy stopniowo rosło, aż wszystkie partie krajowej hydroksypropylometylocelulozy zastąpiły importowaną hydroksypropylometylocelulozę. Główne wskaźniki, takie jak absorpcja plastyfikatora i gęstość pozorna, nie ulegały znaczącym wahaniom, co wskazuje, że krajowa hydroksypropylometyloceluloza wybrana w niniejszym artykule może zastąpić importowaną hydroksypropylometylocelulozę w produkcji.

4. Wnioski

Test krajowyhydroksypropylometylocelulozaNa małym urządzeniu testowym o pojemności 10 l wykazano, że możliwe jest zastąpienie importowanej hydroksypropylometylocelulozy; wyniki testu substytucji produkcji wskazują, że do produkcji żywicy PVC używana jest krajowa hydroksypropylometyloceluloza, a główne wskaźniki jakości gotowej żywicy PVC i importowanej hydroksypropylometylocelulozy nie różnią się znacząco. Obecnie cena celulozy krajowej na rynku jest niższa niż importowanej. Dlatego też, jeśli w produkcji wykorzystywana jest celuloza krajowa, koszt środków pomocniczych może zostać znacznie obniżony.