Resumo: A aplicação de medidas domésticashidroxipropilmetilceluloseem vez de importado, foi introduzido na produção de PVC com alto grau de polimerização. Os efeitos de dois tipos de hidroxipropilmetilcelulose nas propriedades do PVC com alto grau de polimerização foram investigados. Os resultados mostraram que era viável substituir a hidroxipropilmetilcelulose nacional pela importada.
Resinas de PVC de alto grau de polimerização referem-se a resinas de PVC com grau médio de polimerização superior a 1.700 ou com estrutura levemente reticulada entre moléculas, sendo as mais comuns aquelas com grau médio de polimerização de 2.500 [1]. Comparada à resina de PVC comum, a resina de PVC de alta polimerização apresenta alta resiliência, pequena deformação permanente, boa resistência ao calor, resistência ao envelhecimento, resistência à fadiga e resistência ao desgaste. É um substituto ideal para a borracha e pode ser utilizada em faixas de vedação de automóveis, fios e cabos, cateteres médicos, etc. [2].
O método de produção de PVC com alto grau de polimerização é principalmente a polimerização em suspensão [3-4]. Na produção do método de suspensão, o dispersante é um importante agente auxiliar, e seu tipo e quantidade afetarão diretamente o formato das partículas, a distribuição do tamanho das partículas e a absorção do plastificante da resina de PVC acabada. Os sistemas de dispersão comumente utilizados são os sistemas de álcool polivinílico e os sistemas de dispersão compostos de hidroxipropilmetilcelulose e álcool polivinílico, sendo estes últimos os mais utilizados pelos fabricantes nacionais [5].
1 Principais matérias-primas e especificações
As principais matérias-primas e especificações utilizadas no teste são mostradas na Tabela 1. Pode-se observar na Tabela 1 que a hidroxipropilmetilcelulose nacional selecionada neste artigo é consistente com a hidroxipropilmetilcelulose importada, o que fornece um pré-requisito para o teste de substituição neste artigo.
2 Conteúdo do teste
2. 1 Preparação da solução de hidroxipropilmetilcelulose
Pegue uma certa quantidade de água deionizada, coloque-a em um recipiente e aqueça-a a 70 °C. Adicione gradualmente hidroxipropilmetilcelulose, mexendo sempre. A celulose flutua na água inicialmente e, em seguida, é gradualmente dispersa até que esteja uniformemente misturada. Resfrie a solução até o volume desejado.
Tabela 1 Principais matérias-primas e suas especificações
| Nome da matéria-prima | Especificação |
| Monômero de cloreto de vinila | Pontuação de qualidade ≥99,98% |
| Água dessalinizada | Condutividade ≤ 10,0 μs/cm, valor de pH 5,00 a 9,00 |
| Álcool polivinílico A | Grau de alcoolemia 78,5% a 81,5%, teor de cinzas ≤0,5%, matéria volátil ≤5,0% |
| Álcool polivinílico B | Grau de alcoólise 71． 0% a 73． 5%, viscosidade 4,5 a 6,5 mPa s, matéria volátil ≤ 5,0% |
| Álcool polivinílico C | Grau de alcoólise 54． 0% a 57． 0%, viscosidade 800 ~ 1 400mPa s, teor de sólidos 39． 5% a 40,5% |
| Hidroxipropilmetilcelulose A importada | Viscosidade 40 ~ 60 mPa s, fração de massa de metoxila 28% ~ 30%, fração de massa de hidroxipropila 7% ~ 12%, umidade ≤5,0% |
| Hidroxipropilmetilcelulose B doméstica | Viscosidade 40 ~ 60 mPa s, fração de massa de metoxila 28% ~ 30%, fração de massa de hidroxipropila 7% ~ 12%, umidade ≤5,0% |
| Bis (peroxidicarbonato de 2-etilhexila) | Fração de massa [ (45 ~ 50) ± 1] % |
2. 2 Método de teste
Em um pequeno dispositivo de teste de 10 L, foram utilizados hidroxipropilmetilcelulose importada para realizar testes de referência a fim de determinar a fórmula básica do pequeno teste; utilizou-se hidroxipropilmetilcelulose nacional para substituir a hidroxipropilmetilcelulose importada para os testes; os produtos de resina de PVC produzidos por diferentes hidroxipropilmetilcelulose foram comparados para estudar a viabilidade de substituição da hidroxipropilmetilcelulose nacional. De acordo com os resultados do pequeno teste, foi realizado o teste de produção.
2. 3 Etapas do teste
Antes da reação, limpe a caldeira de polimerização, feche a válvula inferior, adicione uma certa quantidade de água dessalinizada e, em seguida, adicione o dispersante; feche a tampa da caldeira, aspire após passar no teste de pressão de nitrogênio e, em seguida, adicione o monômero de cloreto de vinila; após agitação a frio, adicione o iniciador; Use água circulante para elevar a temperatura na caldeira até a temperatura de reação e adicione solução de bicarbonato de amônio em tempo hábil durante este processo para ajustar o valor de pH do sistema de reação; quando a pressão da reação cair para a pressão especificada na fórmula, adicione um agente de terminação e um agente antiespumante e descarregue O produto acabado de resina de PVC foi obtido por centrifugação e secagem e amostrado para análise.
2. 4 Métodos de análise
De acordo com os métodos de teste relevantes no padrão empresarial Q31/0116000823C002-2018, o número de viscosidade, a densidade aparente, a matéria volátil (incluindo água) e a absorção de plastificante de 100 g de resina de PVC de resina de PVC acabada foram testados e analisados; O tamanho médio de partícula da resina de PVC foi testado; a morfologia das partículas de resina de PVC foi observada usando um microscópio eletrônico de varredura.
3 Resultados e Discussão
3. 1 Análise comparativa da qualidade de diferentes lotes de resina de PVC em polimerização em pequena escala
Pressione 2. De acordo com o método de teste descrito em 4, cada lote de resina de PVC acabada em pequena escala foi testado, e os resultados são mostrados na Tabela 2.
Tabela 2 resultados de diferentes lotes de pequenos testes
| Lote | Hidroxipropilmetilcelulose | Densidade aparente/(g/mL) | Tamanho médio de partícula/μm | Viscosidade/(mL/g) | Absorção de plastificante de 100 g de resina de PVC/g | Matéria volátil/% |
| 1# | Importar | 0,36 | 180 | 196 | 42 | 0,16 |
| 2# | Importar | 0,36 | 175 | 196 | 42 | 0,20 |
| 3# | Importar | 0,36 | 182 | 195 | 43 | 0,20 |
| 4# | Doméstico | 0,37 | 165 | 194 | 41 | 0,08 |
| 5# | Doméstico | 0,38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Doméstico | 0,36 | 167 | 194 | 43 | 0,22 |
Pode ser visto na Tabela 2: A densidade aparente, o número de viscosidade e a absorção de plastificante da resina de PVC obtida são relativamente próximos ao usar diferentes celuloses para pequenos testes; o produto de resina obtido ao usar a fórmula doméstica de hidroxipropilmetilcelulose O tamanho médio de partícula é ligeiramente menor.
A Figura 1 mostra as imagens SEM de produtos de resina de PVC obtidos utilizando diferentes hidroxipropilmetilcelulose.
(1)—Hidroxipropilmetilcelulose importada
(2)—Hidroxipropilmetilcelulose doméstica
Fig. 1 MEV de resinas produzidas em polimerizador de 10 L na presença de diferentes hidroxipropilmetilcelulose
Pode-se observar na Figura 1 que as estruturas superficiais das partículas de resina de PVC produzidas por diferentes dispersantes de celulose são relativamente semelhantes.
Em resumo, pode-se observar que a hidroxipropilmetilcelulose nacional testada neste artigo tem viabilidade de substituir a hidroxipropilmetilcelulose importada.
3.2 Análise comparativa da qualidade da resina de PVC com alto grau de polimerização em teste de produção
Devido ao alto custo e risco do teste de produção, o esquema de substituição completa de testes de pequeno porte não pode ser aplicado diretamente. Portanto, adota-se o esquema de aumento gradual da proporção de hidroxipropilmetilcelulose doméstica na fórmula. Os resultados dos testes de cada lote são apresentados na Tabela 3.
Tabela 3 Resultados dos testes de diferentes lotes de produção
| Lote | M (hidroxipropilmetilcelulose nacional):M (hidroxipropilmetilcelulose importada) | Densidade aparente/(g/mL) | Número de viscosidade/(mL/g) | Absorção de plastificante de 100 g de resina de PVC/g | Matéria volátil/% |
| 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 |
A Tabela 3 mostra que o uso de hidroxipropilmetilcelulose nacional aumentou gradualmente até que todos os lotes de hidroxipropilmetilcelulose nacional substituíssem a hidroxipropilmetilcelulose importada. Os principais indicadores, como absorção de plastificante e densidade aparente, não oscilaram significativamente, indicando que a hidroxipropilmetilcelulose nacional selecionada neste artigo pode substituir a hidroxipropilmetilcelulose importada na produção.
4 Conclusão
O teste domésticohidroxipropilmetilceluloseUm pequeno dispositivo de teste de 10 L demonstrou ser viável para substituir a hidroxipropilmetilcelulose importada. Os resultados do teste de substituição na produção mostram que a hidroxipropilmetilcelulose nacional é utilizada na produção de resina de PVC. Os principais indicadores de qualidade da resina de PVC acabada e da hidroxipropilmetilcelulose importada não apresentam diferenças significativas. Atualmente, o preço da celulose nacional no mercado é inferior ao da celulose importada. Portanto, se a celulose nacional for utilizada na produção, o custo dos auxiliares de produção pode ser significativamente reduzido.
Horário da publicação: 25/04/2024