Uporaba domače hidroksipropil metilceluloze pri proizvodnji polivinilklorida z visoko stopnjo polimerizacije

Povzetek: Uporaba domačihhidroksipropil metilcelulozaNamesto uvožene je bila uvedena proizvodnja PVC-ja z visoko stopnjo polimerizacije. Raziskani so bili učinki dveh vrst hidroksipropil metilceluloze na lastnosti PVC-ja z visoko stopnjo polimerizacije. Rezultati so pokazali, da je izvedljivo nadomestiti domačo hidroksipropil metilcelulozo z uvoženo.

Visokostopenjske PVC smole se nanašajo na PVC smole s povprečno stopnjo polimerizacije več kot 1700 ali z rahlo zamreženo strukturo med molekulami, med katerimi so najpogostejše PVC smole s povprečno stopnjo polimerizacije 2500 [1]. V primerjavi z navadno PVC smolo ima visokostopenjska PVC smola visoko elastičnost, majhno kompresijsko deformacijo, dobro toplotno odpornost, odpornost proti staranju, odpornost proti utrujenosti in odpornost proti obrabi. Je idealen nadomestek za gumo in se lahko uporablja v avtomobilskih tesnilnih trakovih, žicah in kablih, medicinskih katetrih itd. [2].

Proizvodna metoda PVC-ja z visoko stopnjo polimerizacije je predvsem suspenzijska polimerizacija [3-4]. Pri proizvodnji s suspenzijsko metodo je dispergator pomembno pomožno sredstvo, njegova vrsta in količina pa neposredno vplivata na obliko delcev, porazdelitev velikosti delcev in absorpcijo mehčala v končni PVC smoli. Najpogosteje uporabljeni disperzijski sistemi so sistemi iz polivinil alkohola ter kompozitni disperzijski sistemi iz hidroksipropil metilceluloze in polivinil alkohola, domači proizvajalci pa večinoma uporabljajo slednje [5].

1 Glavne surovine in specifikacije

Glavne surovine in specifikacije, uporabljene v testu, so prikazane v tabeli 1. Iz tabele 1 je razvidno, da je domača hidroksipropil metilceluloza, izbrana v tem dokumentu, skladna z uvoženo hidroksipropil metilcelulozo, kar je predpogoj za test zamenjave v tem dokumentu.

2 Vsebina testa

2. 1 Priprava raztopine hidroksipropil metilceluloze

V posodo nalijte določeno količino deionizirane vode in jo segrejte na 70 °C. Med stalnim mešanjem postopoma dodajajte hidroksipropil metilcelulozo. Celuloza najprej plava na vodi, nato pa se postopoma dispergira, dokler ni enakomerno premešana. Raztopino ohladite do želene prostornine.

Tabela 1 Glavne surovine in njihove specifikacije

2.2 Preskusna metoda

Na 10-litrski majhni preskusni napravi se za izvedbo primerjalnih testov uporabi uvožena hidroksipropil metilceluloza za določitev osnovne formule majhnega testa; za testiranje se namesto uvožene hidroksipropil metilceluloze uporabi domača hidroksipropil metilceluloza; primerjajo se izdelki iz PVC smole, izdelani iz različnih vrst hidroksipropil metilceluloze, da se preuči izvedljivost zamenjave domače hidroksipropil metilceluloze. Na podlagi rezultatov majhnega testa se izvede proizvodni test.

2. 3 koraki testiranja

Pred reakcijo očistite polimerizacijski kotel, zaprite spodnji ventil, dodajte določeno količino razsoljene vode in nato dodajte dispergator; zaprite pokrov kotla, po opravljenem preizkusu z dušikom vakuumirajte in nato dodajte monomer vinilklorida; po hladnem mešanju dodajte iniciator; s krožečo vodo zvišajte temperaturo v kotlu na reakcijsko temperaturo in med tem postopkom pravočasno dodajte raztopino amonijevega bikarbonata, da prilagodite pH vrednost reakcijskega sistema; ko reakcijski tlak pade na tlak, naveden v formuli, dodajte sredstvo za zaključevanje reakcije in sredstvo za odstranjevanje pene ter izpraznite. Končni izdelek PVC smole smo dobili s centrifugiranjem in sušenjem ter vzorčili za analizo.

2. 4 Metode analize

V skladu z ustreznimi preskusnimi metodami v podjetniškem standardu Q31/0116000823C002-2018 so bili preizkušeni in analizirani viskoznostno število, navidezna gostota, hlapne snovi (vključno z vodo) in absorpcija mehčala 100 g PVC smole končne PVC smole; preizkušena je bila povprečna velikost delcev PVC smole; morfologija delcev PVC smole je bila opazovana z vrstičnim elektronskim mikroskopom.

3 Rezultati in razprava

3. 1 Primerjalna analiza kakovosti različnih serij PVC smole pri polimerizaciji v majhnem obsegu

Pritisnite 2. V skladu s preskusno metodo, opisano v 4, je bila preizkušena vsaka serija majhne končne PVC smole, rezultati pa so prikazani v tabeli 2.

Tabela 2 rezultati različnih serij majhnih testov

Iz tabele 2 je razvidno: navidezna gostota, viskoznostno število in absorpcija mehčala pridobljene PVC smole so si pri uporabi različnih vrst celuloze za majhne teste relativno blizu; pri smolnem izdelku, pridobljenem z uporabo domače hidroksipropil metilcelulozne formule, je povprečna velikost delcev nekoliko manjša.

Slika 1 prikazuje SEM slike izdelkov iz PVC smole, pridobljenih z uporabo različnih vrst hidroksipropil metilceluloze.

(1) – Uvožena hidroksipropil metilceluloza

(2) – Domača hidroksipropil metilceluloza

Slika 1 SEM smol, proizvedenih v 10-litrskem polimerizatorju v prisotnosti različnih vrst hidroksipropil metilceluloze

Iz slike 1 je razvidno, da so površinske strukture delcev PVC smole, ki jih proizvajajo različni celulozni disperzanti, relativno podobne.

Če povzamemo, lahko sklepamo, da je domača hidroksipropil metilceluloza, testirana v tem članku, izvedljiva za nadomestitev uvožene hidroksipropil metilceluloze.

3. 2 Primerjalna analiza kakovosti PVC smole z visoko stopnjo polimerizacije v proizvodnem testu

Zaradi visokih stroškov in tveganja proizvodnega preskusa ni mogoče neposredno uporabiti sheme popolne zamenjave z majhnim preskusom. Zato je bila sprejeta shema postopnega povečevanja deleža domače hidroksipropil metilceluloze v formuli. Rezultati preskusov za vsako serijo so prikazani v tabeli 3.

Tabela 3 Rezultati preskusov različnih proizvodnih serij

Iz tabele 3 je razvidno, da se je uporaba domače hidroksipropil metilceluloze postopoma povečevala, dokler vse serije domače hidroksipropil metilceluloze niso nadomestile uvožene hidroksipropil metilceluloze. Glavni kazalniki, kot sta absorpcija mehčala in navidezna gostota, niso bistveno nihali, kar kaže, da lahko domača hidroksipropil metilceluloza, izbrana v tem članku, v proizvodnji nadomesti uvoženo hidroksipropil metilcelulozo.

4 Zaključek

Preizkus domačegahidroksipropil metilcelulozaNa majhni preskusni napravi s prostornino 10 L je bilo ugotovljeno, da je izvedljivo nadomestiti uvoženo hidroksipropil metilcelulozo; rezultati preskusa zamenjave proizvodnje kažejo, da se za proizvodnjo PVC smole uporablja domača hidroksipropil metilceluloza, glavni kazalniki kakovosti končne PVC smole in uvožene hidroksipropil metilceluloze pa se bistveno ne razlikujejo. Trenutno je cena domače celuloze na trgu nižja od cene uvožene celuloze. Zato se lahko stroški proizvodnih pripomočkov znatno zmanjšajo, če se v proizvodnji uporablja domača celuloza.