Aplikácia domácej hydroxypropylmetylcelulózy pri výrobe polyvinylchloridu s vysokým stupňom polymerizácie

Abstrakt: Aplikácia domácichhydroxypropylmetylcelulózaNamiesto dovážanej sa zaviedla výroba PVC s vysokým stupňom polymerizácie. Skúmali sa vplyvy dvoch druhov hydroxypropylmetylcelulózy na vlastnosti PVC s vysokým stupňom polymerizácie. Výsledky ukázali, že je možné nahradiť dovážanú hydroxypropylmetylcelulózu domácou.

PVC živice s vysokým stupňom polymerizácie označujú PVC živice s priemerným stupňom polymerizácie viac ako 1 700 alebo s mierne zosieťovanou štruktúrou medzi molekulami, medzi ktorými sú najbežnejšie PVC živice s priemerným stupňom polymerizácie 2 500 [1]. V porovnaní s bežnou PVC živicou má vysoko polymerizačná PVC živica vysokú pružnosť, malú deformáciu v tlaku, dobrú tepelnú odolnosť, odolnosť voči starnutiu, odolnosť voči únave a odolnosť voči opotrebovaniu. Je ideálnou náhradou gumy a možno ju použiť v automobilových tesniacich pásoch, drôtoch a kábloch, lekárskych katétroch atď. [2].

Metóda výroby PVC s vysokým stupňom polymerizácie je prevažne suspenzná polymerizácia [3-4]. Pri výrobe suspenznou metódou je dispergačné činidlo dôležitým pomocným činidlom a jeho typ a množstvo priamo ovplyvňujú tvar častíc, distribúciu veľkosti častíc a absorpciu zmäkčovadla hotovou PVC živicou. Bežne používané disperzné systémy sú polyvinylalkoholové systémy a disperzné systémy na báze hydroxypropylmetylcelulózy a polyvinylalkoholu, pričom domáci výrobcovia používajú najmä tie druhé [5].

1 Hlavné suroviny a špecifikácie

Hlavné suroviny a špecifikácie použité v teste sú uvedené v tabuľke 1. Z tabuľky 1 vyplýva, že domáca hydroxypropylmetylcelulóza vybraná v tomto dokumente je konzistentná s dovážanou hydroxypropylmetylcelulózou, čo je predpokladom pre substitučný test v tomto dokumente.

2 Obsah testu

2. 1 Príprava roztoku hydroxypropylmetylcelulózy

Nalejte určité množstvo deionizovanej vody do nádoby a zahrejte na 70 °C. Za stáleho miešania postupne pridávajte hydroxypropylmetylcelulózu. Celulóza najprv pláva na vode a potom sa postupne disperguje, kým sa rovnomerne nemieša. Roztok ochlaďte na požadovaný objem.

Tabuľka 1 Hlavné suroviny a ich špecifikácie

2.2 Skúšobná metóda

Na malom testovacom zariadení s objemom 10 litrov sa vykonali porovnávacie testy s cieľom určiť základný vzorec malého testu pomocou dovážanej hydroxypropylmetylcelulózy; na testovanie sa použila domáca hydroxypropylmetylcelulóza ako náhrada dovážanej hydroxypropylmetylcelulózy; porovnali sa PVC živicové produkty vyrobené z rôznych hydroxypropylmetylcelulózových zložiek, aby sa preskúmala uskutočniteľnosť nahradenia domácou hydroxypropylmetylcelulózou. Podľa výsledkov malého testu sa vykonal výrobný test.

2. 3 kroky testovania

Pred reakciou vyčistite polymerizačnú nádobu, zatvorte spodný ventil, pridajte určité množstvo odsolenej vody a potom pridajte dispergačné činidlo; zatvorte veko nádoby, po absolvovaní tlakovej skúšky dusíkom vákuujte a potom pridajte monomér vinylchloridu; po studenom miešaní pridajte iniciátor; použite cirkulujúcu vodu na zvýšenie teploty v nádobe na reakčnú teplotu a počas tohto procesu včas pridajte roztok hydrogénuhličitanu amónneho na úpravu hodnoty pH reakčného systému; keď reakčný tlak klesne na tlak uvedený vo vzorci, pridajte terminačné činidlo a odpeňovač a vypustite. Hotový produkt z PVC živice sa získal centrifugáciou a sušením a odobral sa na analýzu.

2. 4 Metódy analýzy

Podľa príslušných testovacích metód v podnikovej norme Q31/0116000823C002-2018 sa testovalo a analyzovalo viskozitné číslo, zdanlivá hustota, prchavé látky (vrátane vody) a absorpcia zmäkčovadla 100 g PVC živice hotovej PVC živice; testovala sa priemerná veľkosť častíc PVC živice; morfológia častíc PVC živice sa pozorovala pomocou skenovacieho elektrónového mikroskopu.

3 Výsledky a diskusia

3. 1 Porovnávacia analýza kvality rôznych šarží PVC živice pri polymerizácii v malom meradle

Stlačte 2. Podľa testovacej metódy opísanej v bode 4 bola testovaná každá šarža maloobjemovej hotovej PVC živice a výsledky sú uvedené v tabuľke 2.

Tabuľka 2 výsledky rôznych šarží malého testu

Z tabuľky 2 je zrejmé, že zdanlivá hustota, viskozitné číslo a absorpcia zmäkčovadla získanej PVC živice sú relatívne podobné pri použití rôznych druhov celulózy pre malé testy; živicový produkt získaný použitím domácej hydroxypropylmetylcelulózy má priemernú veľkosť častíc o niečo menšiu.

Obrázok 1 zobrazuje SEM snímky PVC živicových produktov získaných s použitím rôznych hydroxypropylmetylcelulózových zlúčenín.

(1) – Dovážaná hydroxypropylmetylcelulóza

(2) – Domáca hydroxypropylmetylcelulóza

Obr. 1 SEM živíc vyrobených v 10-litrovom polymerizátore v prítomnosti rôznych hydroxypropylmetylcelulózových zložiek

Z obrázku 1 je zrejmé, že povrchové štruktúry častíc PVC živice vyrobených rôznymi dispergačnými činidlami celulózy sú relatívne podobné.

Stručne povedané, možno vidieť, že domáca hydroxypropylmetylcelulóza testovaná v tejto práci má uskutočniteľnosť nahradiť dovážanú hydroxypropylmetylcelulózu.

3. 2 Porovnávacia analýza kvality PVC živice s vysokým stupňom polymerizácie vo výrobnom teste

Vzhľadom na vysoké náklady a riziko výrobného testu nie je možné priamo aplikovať úplnú schému nahradenia malým testom. Preto sa prijala schéma postupného zvyšovania podielu domácej hydroxypropylmetylcelulózy v receptúre. Výsledky testov každej šarže sú uvedené v tabuľke 3.

Tabuľka 3 Výsledky testov rôznych výrobných šarží

Z tabuľky 3 je zrejmé, že používanie domácej hydroxypropylmetylcelulózy sa postupne zvyšovalo, až kým všetky šarže domácej hydroxypropylmetylcelulózy nenahradili dovážanú hydroxypropylmetylcelulózu. Hlavné ukazovatele, ako je absorpcia zmäkčovadla a zdanlivá hustota, výrazne nekolísali, čo naznačuje, že domáca hydroxypropylmetylcelulóza vybraná v tejto práci môže vo výrobe nahradiť dovážanú hydroxypropylmetylcelulózu.

4 Záver

Test domácichhydroxypropylmetylcelulózaNa malom testovacom zariadení s objemom 10 litrov sa ukázalo, že je možné nahradiť dovážanú hydroxypropylmetylcelulózu; výsledky testu substitúcie výroby ukazujú, že domáca hydroxypropylmetylcelulóza sa používa na výrobu PVC živice, pričom hlavné ukazovatele kvality hotovej PVC živice a dovážanej hydroxypropylmetylcelulózy sa významne nelíšia. V súčasnosti je cena domácej celulózy na trhu nižšia ako cena dovážanej celulózy. Preto, ak sa pri výrobe použije domáca celulóza, náklady na výrobné pomocné látky sa dajú výrazne znížiť.