Özet: Yerli uygulamaların kullanımıhidroksipropil metilselülozYüksek polimerizasyon derecesine sahip PVC üretiminde ithal edilenin yerine yerli hidroksipropil metilselüloz kullanılması önerildi. İki farklı hidroksipropil metilselüloz türünün yüksek polimerizasyon derecesine sahip PVC'nin özellikleri üzerindeki etkileri araştırıldı. Sonuçlar, yerli hidroksipropil metilselülozun ithal edilenin yerine kullanılmasının mümkün olduğunu gösterdi.
Yüksek polimerizasyon dereceli PVC reçineler, ortalama polimerizasyon derecesi 1.700'den fazla olan veya moleküller arasında hafif çapraz bağlı bir yapıya sahip PVC reçineleri ifade eder; bunların arasında en yaygın olanları ortalama polimerizasyon derecesi 2.500 olan PVC reçinelerdir [1]. Sıradan PVC reçineye kıyasla, yüksek polimerizasyonlu PVC reçine yüksek esneklik, düşük sıkıştırma kalıcı deformasyonu, iyi ısı direnci, yaşlanma direnci, yorulma direnci ve aşınma direncine sahiptir. İdeal bir kauçuk ikamesidir ve otomobil sızdırmazlık şeritlerinde, tellerde ve kablolarda, tıbbi kateterlerde vb. kullanılabilir [2].
Yüksek polimerizasyon derecesine sahip PVC'nin üretim yöntemi esas olarak süspansiyon polimerizasyonudur [3-4]. Süspansiyon yönteminin üretiminde, dağıtıcı madde önemli bir yardımcı maddedir ve türü ve miktarı, bitmiş PVC reçinesinin parçacık şeklini, parçacık boyutu dağılımını ve plastikleştirici emilimini doğrudan etkiler. Yaygın olarak kullanılan dağıtım sistemleri polivinil alkol sistemleri ve hidroksipropil metilselüloz ve polivinil alkol kompozit dağıtım sistemleridir ve yerli üreticiler çoğunlukla ikincisini kullanmaktadır [5].
1. Başlıca hammaddeler ve özellikleri
Testte kullanılan ana hammaddeler ve özellikler Tablo 1'de gösterilmiştir. Tablo 1'den görülebileceği üzere, bu çalışmada seçilen yerli hidroksipropil metilselüloz, ithal hidroksipropil metilselüloz ile uyumludur; bu da bu çalışmadaki ikame testi için bir ön koşul sağlamaktadır.
2 Test içeriği
2.1 Hidroksipropil metilselüloz çözeltisinin hazırlanması
Bir miktar deiyonize suyu bir kaba koyun ve 70°C'ye kadar ısıtın, ardından sürekli karıştırarak yavaş yavaş hidroksipropil metilselüloz ekleyin. Selüloz önce suyun üzerinde yüzer, ardından eşit şekilde karışana kadar yavaş yavaş dağılır. Çözeltiyi hacmine kadar soğutun.
Tablo 1 Başlıca hammaddeler ve özellikleri
| Ham madde adı | Özellikler |
| Vinil klorür monomeri | Kalite puanı ≥99.98% |
| Tuzdan arındırılmış su | İletkenlik ≤ 10,0 μs/cm, pH değeri 5,00 ila 9,00 |
| Polivinil alkol A | Alkoliz derecesi %78,5 ila %81,5, kül içeriği ≤%0,5, uçucu madde ≤%5,0 |
| Polivinil alkol B | Alkoliz derecesi %71,0 ila %73,5, viskozite 4,5 ila 6,5 mPa·s, uçucu madde ≤%5,0 |
| Polivinil alkol C | Alkoliz derecesi %54,0 ila %57,0, viskozite 800 ~ 1400 mPa·s, katı madde içeriği %39,5 ila %40,5 |
| İthal hidroksipropil metilselüloz A | Viskozite 40 ~ 60 mPa s, metoksil kütle oranı %28 ~ %30, hidroksipropil kütle oranı %7 ~ %12, nem ≤%5,0 |
| Yerli hidroksipropil metilselüloz B | Viskozite 40 ~ 60 mPa s, metoksil kütle oranı %28 ~ %30, hidroksipropil kütle oranı %7 ~ %12, nem ≤%5,0 |
| Bis (2-etilheksil peroksidikarbonat) | Kütle oranı [ (45 ~ 50) ± 1] % |
2.2 Test yöntemi
10 litrelik küçük bir test cihazında, ithal hidroksipropil metil selüloz kullanılarak küçük testin temel formülünü belirlemek için referans testleri yapıldı; ithal hidroksipropil metil selülozun yerine yerli hidroksipropil metil selüloz kullanılarak testler gerçekleştirildi; farklı hidroksipropil metil selüloz ile üretilen PVC reçine ürünleri karşılaştırılarak yerli hidroksipropil metil selülozun ikame edilebilirliği incelendi. Küçük test sonuçlarına göre üretim testleri gerçekleştirildi.
2. 3 Test adımı
Reaksiyondan önce, polimerizasyon kazanını temizleyin, alt vanayı kapatın, belirli miktarda tuzdan arındırılmış su ekleyin ve ardından dağıtıcı madde ekleyin; kazanın kapağını kapatın, azot basınç testinden geçtikten sonra vakumlayın ve ardından vinil klorür monomeri ekleyin; soğuk karıştırmadan sonra başlatıcı ekleyin; Kazan içindeki sıcaklığı reaksiyon sıcaklığına yükseltmek için sirkülasyonlu su kullanın ve bu işlem sırasında reaksiyon sisteminin pH değerini ayarlamak için zamanında amonyum bikarbonat çözeltisi ekleyin; reaksiyon basıncı formülde belirtilen basınca düştüğünde, sonlandırıcı madde ve köpük giderici madde ekleyin ve boşaltın. PVC reçinesinin nihai ürünü santrifüjleme ve kurutma ile elde edildi ve analiz için numune alındı.
2.4 Analiz yöntemleri
Q31/0116000823C002-2018 numaralı işletme standardında belirtilen ilgili test yöntemlerine göre, bitmiş PVC reçinesinin 100 g'lık numunesinin viskozite değeri, görünür yoğunluğu, uçucu madde içeriği (su dahil) ve plastikleştirici emilimi test edilmiş ve analiz edilmiştir; PVC reçinesinin ortalama partikül boyutu test edilmiş; PVC reçine partiküllerinin morfolojisi taramalı elektron mikroskobu kullanılarak incelenmiştir.
3 Sonuçlar ve Tartışma
3.1 Küçük ölçekli polimerizasyonda farklı PVC reçine partilerinin kalitesinin karşılaştırmalı analizi
2. Adım: 4. maddede açıklanan test yöntemine göre, küçük ölçekli her bir PVC reçine partisi test edildi ve sonuçlar Tablo 2'de gösterilmiştir.
Tablo 2, farklı küçük test partilerinin sonuçlarını göstermektedir.
| Grup | Hidroksipropil metil selüloz | Görünür yoğunluk/(g/mL) | Ortalama parçacık boyutu/μm | Viskozite/(mL/g) | 100 g PVC reçinesinin plastikleştirici emilimi/g | Uçucu madde/% |
| 1# | İçe aktarmak | 0.36 | 180 | 196 | 42 | 0.16 |
| 2# | İçe aktarmak | 0.36 | 175 | 196 | 42 | 0.20 |
| 3# | İçe aktarmak | 0.36 | 182 | 195 | 43 | 0.20 |
| 4# | Yerel | 0.37 | 165 | 194 | 41 | 0,08 |
| 5# | Yerel | 0.38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Yerel | 0.36 | 167 | 194 | 43 | 0.22 |
Tablo 2'den görülebileceği gibi: Küçük ölçekli testlerde farklı selüloz kullanılarak elde edilen PVC reçinesinin görünür yoğunluğu, viskozite değeri ve plastikleştirici emilimi nispeten birbirine yakındır; yerli hidroksipropil metilselüloz formülü kullanılarak elde edilen reçine ürününün ortalama parçacık boyutu biraz daha küçüktür.
Şekil 1, farklı hidroksipropil metilselüloz kullanılarak elde edilen PVC reçine ürünlerinin SEM görüntülerini göstermektedir.
(1)—İthal hidroksipropil metilselüloz
(2)—Yerli hidroksipropil metilselüloz
Şekil 1. Farklı hidroksipropil metil selüloz varlığında 10 litrelik polimerizörde üretilen reçinelerin SEM görüntüsü.
Şekil 1'den görülebileceği gibi, farklı selüloz dağıtıcıları kullanılarak üretilen PVC reçine parçacıklarının yüzey yapıları nispeten benzerdir.
Özetle, bu çalışmada test edilen yerli hidroksipropil metilselülozun, ithal hidroksipropil metilselülozun yerini alabilecek nitelikte olduğu görülmektedir.
3.2 Üretim testinde yüksek polimerizasyon derecesine sahip PVC reçinesinin kalitesinin karşılaştırmalı analizi
Üretim testinin yüksek maliyeti ve riski nedeniyle, küçük ölçekli testlerin tamamen değiştirilmesi yöntemi doğrudan uygulanamaz. Bu nedenle, formüldeki yerli hidroksipropil metilselüloz oranının kademeli olarak artırılması yöntemi benimsenmiştir. Her partinin test sonuçları Tablo 3'te gösterilmiştir.
Tablo 3 Farklı üretim partilerinin test sonuçları
| Grup | M (yerli hidroksipropil metil selüloz):M (ithal hidroksipropil metil selüloz) | Görünür yoğunluk/(g/mL) | Viskozite numarası/(mL/g) | 100 g PVC reçinesinin plastikleştirici emilimi/g | Uçucu madde/% |
| 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 |
Tablo 3'ten görülebileceği üzere, yerli hidroksipropil metilselüloz kullanımı kademeli olarak artırılmış ve sonunda tüm yerli hidroksipropil metilselüloz partileri ithal hidroksipropil metilselülozun yerini almıştır. Plastikleştirici emilimi ve görünür yoğunluk gibi temel göstergelerde önemli bir dalgalanma olmaması, bu çalışmada seçilen yerli hidroksipropil metilselülozun üretimde ithal hidroksipropil metilselülozun yerini alabileceğini göstermektedir.
4. Sonuç
iç testhidroksipropil metil selüloz10 litrelik küçük bir test cihazında yapılan denemeler, ithal hidroksipropil metil selülozun yerine yerli hidroksipropil metil selülozun kullanılmasının mümkün olduğunu göstermektedir; üretim ikame test sonuçları, yerli hidroksipropil metil selülozun PVC reçine üretiminde kullanılması durumunda, bitmiş PVC reçinenin ve ithal hidroksipropil metil selülozun ana kalite göstergelerinde önemli bir fark olmadığını göstermektedir. Şu anda, piyasada yerli selülozun fiyatı ithal selülozdan daha düşüktür. Bu nedenle, üretimde yerli selüloz kullanılırsa, üretim yardımcı maddelerinin maliyeti önemli ölçüde azaltılabilir.
Yayın tarihi: 25 Nisan 2024