Применение отечественной гидроксипропилметилцеллюлозы в производстве поливинилхлорида высокой степени полимеризации

Аннотация: Применение отечественныхгидроксипропилметилцеллюлозаВ производство ПВХ с высокой степенью полимеризации вместо импортной внедрена гидроксипропилметилцеллюлоза. Исследовано влияние двух видов гидроксипропилметилцеллюлозы на свойства ПВХ с высокой степенью полимеризации. Результаты показали целесообразность замены отечественной гидроксипропилметилцеллюлозы на импортную.

Высокополимеризованные ПВХ-смолы относятся к ПВХ-смолам со средней степенью полимеризации более 1700 или со слабосшитой структурой между молекулами, среди которых наиболее распространены ПВХ-смолы со средней степенью полимеризации 2500 [1]. По сравнению с обычной ПВХ-смолой, высокополимеризованная ПВХ-смола обладает высокой упругостью, малой остаточной деформацией при сжатии, хорошей термостойкостью, стойкостью к старению, усталостной прочностью и износостойкостью. Она является идеальным заменителем резины и может использоваться в автомобильных уплотнительных лентах, проводах и кабелях, медицинских катетерах и т. д. [2].

Метод производства ПВХ с высокой степенью полимеризации в основном представляет собой суспензионную полимеризацию [3-4]. При производстве суспензионным методом диспергатор является важным вспомогательным агентом, и его тип и количество будут напрямую влиять на форму частиц, распределение размеров частиц и поглощение пластификатора готовой смолой ПВХ. Обычно используемыми дисперсионными системами являются системы поливинилового спирта и композитные дисперсионные системы гидроксипропилметилцеллюлозы и поливинилового спирта, причем отечественные производители в основном используют последние [5].

1 Основное сырье и характеристики

Основное сырье и технические характеристики, использованные в тесте, приведены в Таблице 1. Из Таблицы 1 видно, что отечественная гидроксипропилметилцеллюлоза, выбранная в данной работе, соответствует импортной гидроксипропилметилцеллюлозе, что является предпосылкой для проведения теста на замещение в данной работе.

2 Тестовое содержание

2. 1 Приготовление раствора гидроксипропилметилцеллюлозы

Возьмите определенное количество деионизированной воды, поместите ее в емкость и нагрейте до 70°C, и постепенно добавляйте гидроксипропилметилцеллюлозу при постоянном помешивании. Целлюлоза сначала плавает на поверхности воды, а затем постепенно диспергируется до тех пор, пока не будет равномерно перемешана. Охладите раствор до нужного объема.

Таблица 1. Основное сырье и его характеристики

2. 2 Метод испытания

На небольшом испытательном устройстве объемом 10 л использовать импортную гидроксипропилметилцеллюлозу для проведения контрольных испытаний с целью определения базовой формулы малого теста; использовать отечественную гидроксипропилметилцеллюлозу для замены импортной гидроксипропилметилцеллюлозы для тестирования; Сравнивались изделия из ПВХ-смолы, произведенные с использованием различной гидроксипропилметилцеллюлозы, для изучения возможности замены отечественной гидроксипропилметилцеллюлозы. По результатам малого теста проводится производственное испытание.

2. 3 этапа тестирования

Перед реакцией очистите полимеризационный котел, закройте нижний клапан, добавьте определенное количество обессоленной воды, а затем добавьте диспергатор; закройте крышку котла, вакуумируйте после прохождения испытания давлением азота, а затем добавьте мономер винилхлорида; после холодного перемешивания добавьте инициатор; Используйте циркулирующую воду для повышения температуры в котле до температуры реакции и своевременно добавляйте раствор бикарбоната аммония в ходе этого процесса для регулировки значения pH реакционной системы; когда давление реакции упадет до давления, указанного в формуле, добавьте терминирующий агент и пеногаситель и выгрузите Готовый продукт из смолы ПВХ был получен путем центрифугирования и сушки и отобран для анализа.

2. 4 Методы анализа

В соответствии с соответствующими методами испытаний, указанными в стандарте предприятия Q31/0116000823C002-2018, были испытаны и проанализированы вязкость, кажущаяся плотность, летучие вещества (включая воду) и абсорбция пластификатора 100 г готовой ПВХ-смолы; был испытан средний размер частиц ПВХ-смолы; морфология частиц ПВХ-смолы наблюдалась с помощью сканирующего электронного микроскопа.

3 Результаты и обсуждение

3. 1 Сравнительный анализ качества различных партий смолы ПВХ при мелкосерийной полимеризации

Нажмите 2. В соответствии с методом испытаний, описанным в пункте 4, каждая партия мелкосерийной готовой ПВХ-смолы была испытана, а результаты показаны в таблице 2.

Таблица 2. Результаты различных партий малых испытаний

Из Таблицы 2 видно: Кажущаяся плотность, число вязкости и абсорбция пластификатора полученной ПВХ-смолы относительно близки при использовании различной целлюлозы для небольшого теста; смоляной продукт, полученный с использованием отечественной формулы гидроксипропилметилцеллюлозы, имеет средний размер частиц немного меньше.

На рисунке 1 показаны СЭМ-изображения изделий из ПВХ-смолы, полученных с использованием различных гидроксипропилметилцеллюлоз.

(1) — Импортная гидроксипропилметилцеллюлоза

(2) — Гидроксипропилметилцеллюлоза отечественного производства

Рис. 1 СЭМ смол, полученных в 10-литровом полимеризаторе в присутствии различных гидроксипропилметилцеллюлоз.

Из рисунка 1 видно, что поверхностные структуры частиц ПВХ-смолы, полученные с использованием различных целлюлозных диспергаторов, относительно схожи.

Подводя итог, можно сделать вывод, что отечественная гидроксипропилметилцеллюлоза, исследованная в данной работе, имеет возможность заменить импортную гидроксипропилметилцеллюлозу.

3. 2 Сравнительный анализ качества ПВХ-смолы с высокой степенью полимеризации в производственных испытаниях

Из-за высокой стоимости и риска производственного испытания схема полной замены малого испытания не может быть применена напрямую. Поэтому принята схема постепенного увеличения доли отечественной гидроксипропилметилцеллюлозы в формуле. Результаты испытаний каждой партии приведены в Таблице 3. показано.

Таблица 3 Результаты испытаний различных партий продукции

Из Таблицы 3 видно, что использование отечественной гидроксипропилметилцеллюлозы постепенно увеличивалось до тех пор, пока все партии отечественной гидроксипропилметилцеллюлозы не заменили импортную гидроксипропилметилцеллюлозу. Основные показатели, такие как абсорбция пластификатора и кажущаяся плотность, существенно не колебались, что свидетельствует о том, что отечественная гидроксипропилметилцеллюлоза, выбранная в данной работе, может заменить импортную гидроксипропилметилцеллюлозу в производстве.

4 Заключение

Тест отечественногогидроксипропилметилцеллюлозана небольшом испытательном устройстве объемом 10 л показывает, что она имеет возможность заменить импортную гидроксипропилметилцеллюлозу; результаты испытаний на замещение в производстве показывают, что для производства ПВХ-смолы используется отечественная гидроксипропилметилцеллюлоза, основные показатели качества готовой ПВХ-смолы и импортной гидроксипропилметилцеллюлозы не имеют существенной разницы. В настоящее время цена отечественной целлюлозы на рынке ниже, чем импортной. Поэтому при использовании в производстве отечественной целлюлозы можно существенно снизить стоимость вспомогательных средств производства.