Hüdroksüpropüülmetüültselluloosist PVC vaigu tootmise pilootkatse uuring

Tutvustati kodumaise HPMC tootmisprotsessi ning piloottestis uuriti kodumaise HPMC peamist rolli PVC tootmisprotsessis ja selle mõju PVC vaigu kvaliteedile. Tulemused näitavad, et:①Kodumaise HPMC jõudlus on suurepärane ja toodetud PVC vaigu jõudlus on samaväärne imporditud HPMC toodetega toodetud PVC vaigu kvaliteediga;②Kui PVC tootmisel kasutatakse kodumaist HPMC-d, saab PVC-d täiustada ja peenhäälestada, kohandades HPMC tüüpi ja kogust. Vaiktoodete jõudlus;③Kodumaine HPMC sobib erinevate lahtiste PVC vaikude tootmiseks. Toodetud PVC-vaiguosakestel on õhuke kile ja valgus kleepub veekeetja külge;④Kodumaised HPMC tooted võivad asendada imporditud HPMC tooteid.

Võtmesõnad:PVC; dispergeeriv aine; hüdroksüpropüülmetüültselluloos

Rafineeritud puuvillaga HPMC tootmine välisriikides algas 1960. aastal ja minu kodumaal hakati HPMC-d välja töötama 1970. aasta alguses. Seadmete, tehnoloogia ja muude tegurite piirangute tõttu ei saanud kvaliteet olla stabiilne ja välimus oli kiuline. Sel põhjusel sõltuvad PVC-vaigutööstuse, farmaatsiatööstuse, tipptasemel ehitusmaterjalide, kosmeetika-, terase-, toiduainetööstuse ja muude tööstusharude jaoks nõutavad HPMC-d impordist, peamiselt Ameerika Ühendriikidest ja Jaapanist, ning HPMC on allutatud välismaisele monopolile. . 1990. aastal organiseeris Keemiatööstuse Ministeerium põhiprobleemide ühiseks lahendamiseks vastavad üksused ja tootis PVC tööstuslikele kvaliteedinõuetele vastavaid tooteid, realiseerides HPMC lokaliseerimise. Viimastel aastatel on suurepärased kodumaised HPMC tootjad kindlalt kehtestanud innovatsiooni, koordineerimise, keskkonnahoidlikkuse, avatuse ja jagamise arenduskontseptsiooni, nõudnud innovatsioonipõhist arengut ning saavutanud edukalt kvaliteetse arengu sõltumatu innovatsiooni, teadusliku arengu ja kiirendatud konversiooni kaudu. vanast ja uuest kineetilisest energiast. Hiina nafta- ja keemiatööstuse föderatsiooni pakutud GB/T 34263-2017 „Hüdroksüpropüülmetüülkiud tööstuslikuks kasutamiseks“, mille Hiina keemiastandardi tehniline komitee määras ja koostamisüksus heaks kiitis, kuulutati välja 2017. aastal ja see ilmus üleriigiliselt 1. aprillil 2018. ametlikult rakendatud. Sellest ajast alates on PVC-ettevõtetele HPMC toodete ostmiseks ja kasutamiseks kehtestatud standardid.

1. Rafineeritud puuvilla kvaliteet

30# rafineeritud puuvill on mikroskoobi all peenete kiudude kujul. Küpse puuvillakiu ristlõikes on sadu kristalliseerunud põhielementide kiude ja põhielemendi kiud on koondatud sadadeks kimpudeks. Need fibrillkimbud Puuvillakiud on kontsentriliste kihtidena spiraalselt keerdunud. See soodustab leeliselise tselluloosi moodustumist ja eeterdamisastme ühtlust ning parandab HPMC liimi kinnipidamisvõimet PVC polümerisatsiooni ajal.

30# rafineeritud puuvill kasutab toorainena kõrge küpsusastmega ja madala polümerisatsiooniastmega puuvillaseid linte, tootmisprotsess on keeruline, seda tuleb puhastada ja tootmiskulud on kõrged. 1000# rafineeritud puuvilla puhul kasutatakse toorainena kõrge küpsusastmega ja kõrge polümerisatsiooniastmega puuvillaseid linte, tootmisprotsess pole keeruline ja tootmiskulud on madalad. Seetõttu kasutatakse 30# rafineeritud puuvilla kõrgekvaliteediliste toodete (nt PVC-vaik/ravim/toit) tootmiseks ja 1000# rafineeritud puuvilla kasutatakse ehitusmaterjalide või muude kasutusvaldkondade tootmiseks.

2. HPMC toodete olemus, mudel ja tootmisprotsess

2.1 HPMC toodete omadused

HPMCon mittetoksiline, lõhnatu, maitsetu valge või määrdunudvalge kiuline või teraline pulber, mis on põhitoorainena valmistatud looduslikust rafineeritud puuvillast. See on poolsünteetiline, mitteaktiivne, viskoelastne polümeer, mitteioonset tüüpi ühendid. Hiina varjunimed on hüdroksümetüülpropüültselluloos, tsellulooshüdroksüpropüülmetüüleeter ja hüpromelloos ning molekulaarvalem on [C6H7O2(OH)2COOR]n.

HPMC sulamistemperatuur on 225-230 °C°C, tihedus on 1,26-1,31 g/cm³, suhteline molekulmass on umbes 22 000, karboniseerimistemperatuur on 280-300°C ja pindpinevus on 42-56 mN/m (2% vesilahus).

HPMC füüsikalised ja keemilised omadused hõlmavad peamiselt järgmisi punkte.

(1) Osakeste suuruse indeks: PVC vaigu HPMC osakeste suuruse indeksil on kõrged nõuded. Läbimismäär 150μm on suurem kui 98,5% ja läbimise määr on 187μm on 100%. Erispetsifikatsioonide üldine nõue on vahemikus 250–425μm.

(2) Lahustuvus: lahustub mõnes lahustis, näiteks vees ja alkoholides, vees lahustuv ja pindaktiivsusega. Kõrge läbipaistvus, lahuse stabiilne jõudlus, erinevatel toodete spetsifikatsioonidel on erinevad geelitemperatuurid, lahustuvus muutub viskoossusega, mida madalam on viskoossus, seda suurem on lahustuvus, HPMC erinevatel spetsifikatsioonidel on teatud erinevused ja vees lahustuvus ei ole mõjutab pH väärtus.

Lahustuvus külmas ja kuumas vees on erinev. Kõrge metoksüülide sisaldusega tooted ei lahustu kuumas vees üle 85°C, keskmise metoksüülisisaldusega tooted ei lahustu kuumas vees üle 65°C ja madala metoksüülisisaldusega tooted ei lahustu kuumas vees üle 65°C. Kuum vesi üle 60°C. Tavaline HPMC ei lahustu orgaanilistes lahustites, nagu etanool, eeter ja kloroform, kuid lahustub 10% kuni 80% etanooli vesilahuses või metanooli ja diklorometaani segus. HPMC-l on teatav hügroskoopsus. Kell 25°C / 80% RH, tasakaaluline niiskuse neeldumine on 13% ja see on väga stabiilne kuivas keskkonnas ja pH väärtusel 3,0-11,0.

(3) HPMC-l on suurepärased omadused, kuna see lahustub külmas vees, kuid ei lahustu kuumas vees. HPMC külma vette panemine ja segamine võib täielikult lahustuda ja muutuda läbipaistvaks vedelikuks. Mõned brändi tooted on põhimõtteliselt lahustumatud kuumas vees üle 60°C ja võib ainult paisuda. Seda omadust saab kasutada pesemiseks ja puhastamiseks, mis võib vähendada kulusid, vähendada reostust ja suurendada tootmisohutust. Metoksüülide sisalduse vähenemisega tõusis HPMC geelistumispunkt, vähenes vees lahustuvus ja vähenes ka pinnaaktiivsus.

(4) HPMC-d kasutatakse vinüülkloriidi ja vinülideeni polümerisatsioonil suspensiooni stabilisaatori ja dispergeeriva ainena. Seda saab kasutada koos polüvinüülalkoholiga (PVA) või iseseisvalt ning see võib kontrollida osakeste kuju ja osakeste jaotust.

(5) HPMC-l on ka tugev ensüümresistentsus, termilised geeliomadused (kuum vesi üle 60°C ei lahustu, vaid ainult paisub), suurepärased kilet moodustavad omadused, pH väärtuse stabiilsus (3,0-11,0), veepeetus ja paljud muud omadused.

Ülaltoodud suurepäraste omaduste põhjal kasutatakse HPMC-d laialdaselt sellistes tööstusvaldkondades nagu meditsiin, naftakeemiatööstus, ehitus, keraamika, tekstiil, toit, igapäevane keemia, sünteetiline vaik, pinnakate ja elektroonika.

2.2 HPMC tootemudel

HPMC toodete metoksüülide ja hüdroksüpropüüli sisalduse suhe on erinev, viskoossus ja toote toimivus on erinev.

2.3 HPMC toodete tootmisprotsess

HPMC kasutab peamise toorainena rafineeritud puuvillatselluloosi ja moodustab purustamise teel puuvillapulbrit. Pange puuvillapulber vertikaalsesse polümerisatsioonikatlasse, dispergeerige see umbes 10-kordses lahustis (tolueen, isopropanool segalahustina) ja lisage järjestikku leelis (toidu seebikivi lahustatakse esmalt kuumas vees), propüleenoksiid, metüülkloriidi eeterdamisainega, eeterdamisreaktsioon viiakse läbi teatud temperatuuril ja rõhul ning reaktsiooniprodukt neutraliseeritakse happega, eemaldatakse raud, pestakse ja kuivatatakse ning lõpuks saadakse HPMC.

3. HPMC rakendamine PVC tootmisel

3.1 Toimimispõhimõte

HPMC kasutamise dispergeeriva ainena PVC tööstuslikus tootmises määrab selle molekulaarstruktuur. HPMC molekulaarstruktuurist on näha, et HPMC struktuurvalemis on nii hüdrofiilne hüdroksüpropüüli (-OCH-CHOHCH3) funktsionaalrühm kui ka lipofiilne metoksüül (-OCH,) funktsionaalrühm. Vinüülkloriidi suspensiooni polümerisatsioonis kontsentreeritakse dispergeerija peamiselt monomeeri tilga-vee faasi liideskihti ja on paigutatud nii, et dispergeeriva aine hüdrofiilne segment ulatub veefaasi ja lipofiilne segment ulatub monomeerini. tilk. HPMC puhul on hüdroksüpropüülil põhinev segment hüdrofiilne segment, mis jaotub peamiselt veefaasis; metoksüpõhine segment on lipofiilne segment, mis jaotub peamiselt monomeeri faasis. Monomeeri faasis jaotunud lipofiilse segmendi kogus mõjutab primaarsete osakeste suurust, agregatsiooniastet ja vaigu poorsust. Mida suurem on lipofiilse segmendi sisaldus, seda tugevam on primaarsete osakeste kaitsev toime, seda väiksem on primaarsete osakeste agregatsiooni aste ja vaik Vaigu poorsus suureneb ja näivtihedus väheneb; mida suurem on hüdrofiilse segmendi sisaldus, seda nõrgem on primaarsete osakeste kaitsev toime, seda suurem on primaarsete osakeste agregatsiooniaste, seda väiksem on vaigu poorsus ja suurem näivtihedus. Lisaks on dispergandi kaitsev toime liiga tugev. Polümerisatsioonireaktsioonisüsteemi viskoossuse suurenemisega ja suurema konversioonikiirusega tekib vaiguosakeste vaheline side, mis muudab osakeste kuju ebakorrapäraseks; dispergeeriva aine kaitsev toime on liiga nõrk ja primaarsed osakesed Polümerisatsiooni varases staadiumis on madala konversioonikiiruse staadiumis lihtne ühineda, moodustades nii ebakorrapärase osakese kujuga vaigu.

Praktikas on tõestatud, et HPMC ja teiste dispergeerivate ainete lisamine vinüülkloriidi suspensioonpolümerisatsioonile võib vähendada polümerisatsiooni algfaasis vinüülkloriidi ja vee vahelist liideste pinget. Stabiilne dispersioon veekeskkonnas, seda efekti nimetatakse dispergeeriva aine hajutamisvõimeks; teisalt moodustab vinüülkloriidi tilga pinnale adsorbeerunud dispergeeriva aine lipofiilne funktsionaalrühm kaitsekihi, mis takistab vinüülkloriidi tilga agregatsiooni. Tilk mängib stabiliseerivat ja kaitsvat rolli, mida nimetatakse dispergeeriva aine kolloidi retentsioonivõimeks. See tähendab, et suspensiooni polümerisatsioonisüsteemis mängib dispergeerija kolloidse stabiilsuse hajutamise ja kaitsmise kahte rolli.

3.2 Rakenduse jõudluse analüüs

PVC vaik on tahkete osakeste pulber. Selle osakeste omadused (sealhulgas osakeste kuju, osakeste suurus ja jaotus, mikrostruktuur ja pooride suurus ja jaotus jne) mõjutavad suurel määral plastide töötlemisvõimet ja toote toimivust ning määravad kindlaks PVC. Vaiguosakeste omadustele on kõige suurem mõju kaks tegurit:①Polümerisatsioonipaagi, seadmete segamine on suhteliselt fikseeritud ja segamisomadused on põhimõtteliselt muutumatud;②Monomeeri dispergeerimissüsteem polümerisatsiooniprotsessis, st kuidas valida tüüp, klass ja annus, on kõige kriitilisem muutuja, mis reguleerib PVC-vaigugraanulite omadusi.

Suspensioonipolümerisatsiooni protsessis kasutatavast vaigu granuleerimismehhanismist on teada, et dispergeeriva aine lisamine enne reaktsiooni aitab peamiselt stabiliseerida segamisel tekkivaid monomeerõlipiiskasid ning vältida õlitilkade vastastikust polümerisatsiooni ja ühinemist. Seetõttu mõjutab dispergeeriva aine dispergeeriv toime polümeervaigu põhiomadusi.

Dispergeeriva aine kolloidi retentsioonivõimel on positiivne seos viskoossuse või molekulmassiga. Mida suurem on vesilahuse viskoossus, seda suurem on selle molekulmass ja mida suurem on vinüülkloriidi-vee faasi liidesele adsorbeeritud kaitsekile tugevus, seda väiksem on kile purunemise ja tera jämestumise tõenäosus.

Dispergeeriva aine vesilahusel on pindadevaheline aktiivsus, mida väiksem on pindpinevus, seda suurem on pindaktiivsus, seda peenem on moodustunud monomeerõli tilgad, seda väiksem on saadud vaiguosakeste näivtihedus ning seda kobedam ja poorsem.

Eksperimentaalsete uuringute käigus on kindlaks tehtud, et želatiini, PVA ja HPMC dispergeerivates vesilahustes on sama kontsentratsiooniga HPMC pindpinevus suhteliselt väike, st mida väiksem on pindpinevus, seda suurem on HPMC pindaktiivsus. vinüülkloriidi suspensiooni polümerisatsioonisüsteem, mis näitab, et mida tugevam on HPMC dispergeeriva aine dispergeerimisvõime. Võrreldes keskmise ja kõrge viskoossusega PVA dispergeerivate ainetega on HPMC keskmine suhteline molekulmass (umbes 22 000) palju väiksem kui PVA omal (umbes 150 000), see tähendab, et HPMC dispergeerivate ainete kleepuvusvõime ei ole nii hea. PVA-st.

Ülaltoodud teoreetiline ja praktiline analüüs näitab, et HPMC-d saab kasutada erinevat tüüpi suspensiooni PVC-vaikude tootmiseks. Võrreldes 80% alkoholilüüsiastmega PVA-ga on sellel nõrgem liimi kinnipidamine ja tugevam dispersioonivõime;.Võrreldes 5% PVA-ga on liimi kinnipidavus ja dispersioonivõime samaväärsed. HPMC-d kasutatakse dispergeeriva ainena ja HPMC toodetud vaiguosakestel on väiksem kilesisaldus, vaiguosakeste ebaregulaarsus, peenem osakeste suurus, vaigu töötlemise plastifikaatorite kõrge imendumisvõime ja tegelikult vähem kleepuvad veekeetja külge, kuna see ei ole -toksiline ja lihtne Toodab suure selgusega meditsiinilise kvaliteediga vaike.

Ülaltoodud teoreetilise ja praktilise tootmisanalüüsi kohaselt suudavad HPMC ja PVA suspensiooni polümerisatsiooni peamised dispergeerivad ained põhimõtteliselt vastata vaigutoodete kvaliteedinõuetele, kuid polümerisatsiooni kleepuvusvõime ja liidese aktiivsuse nõudeid on väga raske täita. tootmine. Kuna neil kahel on oma omadused, kasutab enamik tootjaid kvaliteetsete vaigutoodete tootmiseks erineva kleepuvusvõime ja liidese aktiivsusega komposiitsüsteeme, st PVA- ja HPMC-komposiitdispersioonisüsteeme, et saavutada mõlemalt õppimise efekt. muud.

3.3 HPMC kvaliteedi võrdlus kodu- ja välismaal

Geeli temperatuuri testimise protsessis valmistatakse vesilahus massifraktsiooniga 0,15%, lisatakse see kolorimeetrilisse torusse, sisestatakse termomeeter, kuumutatakse aeglaselt ja segatakse õrnalt, kui lahus on piimjasvalge filamentne geel, on alumine piir geeli temperatuurini, jätkake kuumutamist ja segamist, kui lahus muutub täielikult piimjasvalgeks, on geeli temperatuuri ülempiir.

3.4 HPMC erinevate mudelite olukord kodu- ja välismaal mikroskoobi all

Mikroskoobi all saab näha fotosid erinevat tüüpi HPMC-dest:①Välismaisel E50 ja kodumaisel 60YT50 HPMC on mikroskoobi all agregeeritud struktuur, kodumaise 60YT50HPMC molekulaarstruktuur on kompaktne ja ühtlane ning välismaise E50 molekulaarstruktuur on hajutatud;②Kodumaise 60YT50 HPMC agregeeritud olek Struktuur võib teoreetiliselt vähendada vinüülkloriidi ja vee vahelist liidese pinget ning aidata vinüülkloriidil ühtlaselt ja stabiilselt veekeskkonnas dispergeerida, st kuna 60YT50 HPMC hüdroksüpropüüli sisaldus on veidi suurem, muudab selle hüdrofiilsemaks, samas kui ES0 Tänu suurele metoksüülrühmade sisaldusele on teoreetiliselt tugevam kummi kinnipidamine;③hoiab ära vinüülkloriidi tilkade ühinemise polümerisatsiooniprotsessi varases staadiumis;④takistab polümeeriosakeste ühinemist polümerisatsiooniprotsessi keskmises ja hilisemas etapis. Agregaadi struktuur uurib peamiselt tselluloosi molekulide omavahelist paigutust (kristallilised ja amorfsed piirkonnad, ühikraku suurus ja vorm, molekulaarsete ahelate pakkimisvorm ühikrakus, kristalliitide suurus jne), orientatsioonistruktuuri ( molekulaarne ahel ja mikrokristallide orientatsioon) jne soodustavad rafineeritud puuvilla täielikku pookimisreaktsiooni eeterdamise ajal ning parandavad HPMC sisemist kvaliteeti ja stabiilsust.

3.5 HPMC vesilahuse seisund kodus ja välismaal

Kodumaisest ja välismaisest HPMC-st valmistati 1% vesilahus ning kodumaise 60YT50 HPMC valgusläbivus oli 93% ja välismaise E50 HPMC oma 94% ning valguse läbilaskvuses nende kahe vahel põhimõtteliselt erinevust ei olnud.

Kodumaised ja välismaised HPMC tooted valmistati 0,5% vesilahuseks ja lahust jälgiti pärast HPMC tselluloosi lahustumist. Palja silmaga on näha, et mõlema läbipaistvus on väga hea, selge ja läbipaistev ning lahustumatut kiudu pole suures koguses, mis näitab, et imporditud HPMC ja kodumaise HPMC kvaliteet on parem. Lahuse kõrge valguse läbilaskvus näitab, et HPMC reageerib täielikult leelistamise ja eeterdamise protsessis, ilma suure hulga lisanditeta ja lahustumatute kiududeta. Esiteks saab see hõlpsasti tuvastada HPMC kvaliteeti. Valge vedelik ja õhumullid.

4. HPMC dispergeeriva aine rakenduse piloottest

Selleks et veelgi kinnitada kodumaise HPMC dispersioonivõimet polümerisatsiooniprotsessis ja selle mõju PVC vaigu kvaliteedile, kasutas Shandong Yiteng New Materials Co., Ltd. uurimis- ja arendusmeeskond dispergeerivate ainetena kodu- ja välismaiseid HPMC tooteid ning kodumaist HPMC-d. ja imporditi dispergeerivate ainetena PVA-d. Testiti ja võrreldi Hiinas dispergeerivate ainetena valmistatud HPMC erinevate kaubamärkide vaikude kvaliteeti ning analüüsiti ja arutati HPMC pealekandmise toimet PVC vaigus.

4.1 Piloottesti protsess

Polümerisatsioonireaktsioon viidi läbi 6 m3 polümerisatsioonikatlas. Et kõrvaldada monomeeri kvaliteedi mõju PVC vaigu kvaliteedile, kasutati katsetehases vinüülkloriidmonomeeri tootmiseks kaltsiumkarbiidi meetodit ning monomeeri veesisaldus oli alla 50×10-6. Pärast polümerisatsioonikeetja vaakumi kvalifitseerimist lisage polümerisatsioonikatlasse järjestikku mõõdetud vinüülkloriid ja ioonivaba vesi ning seejärel pärast kaalumist samaaegselt kannule dispergeeriv aine ja muud valemis nõutavad lisandid. Pärast 15-minutilist eelsegamist kuum vesi temperatuuril 90 °C°C viidi ümbrisesse, kuumutati polümerisatsioonitemperatuurini, et alustada polümerisatsioonireaktsiooni, ja samal ajal viidi ümbrisesse jahutatud vesi ning reaktsioonitemperatuuri kontrolliti DCS-iga. Kui polümerisatsioonikannu rõhk langeb 0,15 MPa-ni, jõuab polümerisatsiooni konversioonimäär 85–90%, reaktsiooni peatamiseks lisatakse terminaator, saadakse vinüülkloriid, eraldatakse ja kuivatatakse PVC-vaigu saamiseks.

4.2 Kodumaise 60YT50 ja välismaise E50 HPMC vaigutootmise piloottest

Kodumaiste 60YT50 HPMC ja välismaiste E50 HPMC PVC-vaigu tootmiseks kasutatavate kvaliteedi võrdlusandmete põhjal on näha, et kodumaise 60YT50 HPMC PVC-vaigu viskoossus ja plastifikaatori neeldumine on sarnased välismaiste HPMC-toodetega, vähese lenduva ainega, hea enesekindlusega. -piisavus, kvalifitseeritud määr on 100% ja need kaks on vaigu kvaliteedi poolest põhimõtteliselt lähedased. Välismaise E50 metoksülisisaldus on veidi kõrgem kui kodumaisel 60YT50 HPMC-l ja selle kummikinnitusvõime on tugev. Saadud PVC vaik on plastifikaatori neeldumise ja näiva tiheduse poolest veidi parem kodumaistest HPMC dispergeerivatest ainetest.

4.3 Kodumaine 60YT50 HPMC ja imporditud PVA, mida kasutatakse dispergeeriva vahendina vaigu piloottesti tootmiseks

4.3.1 Toodetud PVC vaigu kvaliteet

PVC vaiku toodab kodumaine 60YT50 HPMC ja imporditud PVA dispergeeriv aine. Kvaliteedi võrdlusandmeid on näha: sama kvaliteediga 60YT50HPMC ja imporditud PVA dispergeerimissüsteemi kasutamine vastavalt PVC vaigu tootmiseks, kuna teoreetiliselt on 60YTS0 HPMC dispergeerimisainel tugev dispergeerimisvõime ja hea kummikinnitusvõime. See pole nii hea kui PVA dispersioonisüsteem. 60YTS0 HPMC dispersioonisüsteemiga toodetud PVC vaigu näiv tihedus on veidi madalam kui PVA dispergeerival ainel, plastifikaatori imendumine on parem ja vaigu keskmine osakeste suurus on peenem. Katsetulemused võivad põhimõtteliselt kajastada 60YT50 HPMC ja imporditud PVA dispergeerimissüsteemide erinevaid omadusi ning kajastada ka kahe dispergeeriva aine eeliseid ja puudusi PVC-vaigu toimivusest. Mikrostruktuuri poolest on HPMC dispergeeriva vaigu pinnakile Õhuke, vaiku on töötlemise ajal lihtsam plastifitseerida.

4.3.2 PVC-vaiguosakeste kile seisukord elektronmikroskoobi all

Vaiguosakeste mikrostruktuuri jälgides on HPMC dispergeeriva ainega toodetud vaiguosakesed mikroskoopilise „kile“ paksusega õhemad; PVA dispergeeriva ainega toodetud vaiguosakestel on paksem mikroskoopiline "kile". Lisaks peavad suure vinüülkloriidmonomeeri lisandite sisaldusega kaltsiumkarbiidvaigu tootjad valemisüsteemi stabiilsuse tagamiseks suurendama dispergeeriva aine kogust, mille tulemusena suureneb vaiguosakeste pinnale ladestumine. ja "kile" paksenemine. Järeltöötluse plastifitseerimise jõudlus on ebasoodne.

4.4 HPMC erinevate klasside piloottest PVC vaigu tootmiseks

4.4.1 Toodetud PVC vaigu kvaliteet

Kasutades ühe dispergeeriva ainena erinevaid kodumaiseid HPMC marke (erineva viskoossuse ja hüdroksüpropüülisisaldusega), moodustab dispergeeriva aine kogus 0,060% vinüülkloriidi monomeerist ja vinüülkloriidi suspensiooni polümerisatsioon viiakse läbi temperatuuril 56,5° C, et saada PVC-vaigu keskmine osakeste suurus, näivtihedus ja plastifikaatori neeldumine.

Sellest on näha, et:①Võrreldes 65YT50 HPMC dispersioonisüsteemiga on 75YT100 viskoossus 65YT50 HPMC väiksem kui 75YT100HPMC ja hüdroksüpropüüli sisaldus on samuti väiksem kui 75YT100HPMC, samas kui metoksüülide sisaldus on suurem kui 75YT100 HPMC. Dispergeerivate ainete, viskoossuse ja hüdroksüpropüüli teoreetilise analüüsi kohaselt Aluse sisalduse vähenemine toob paratamatult kaasa HPMC dispergeerimisvõime languse ning metoksüsisalduse suurenemine soodustab dispergeeriva aine kleepuvusvõime paranemist, see tähendab, et 65YT50 HPMC dispersioonisüsteem põhjustab PVC-vaigu keskmise osakeste suuruse suurenemise (jämeosakeste suurus).nähtav tihedus suureneb ja plastifikaatori neeldumine suureneb;②Võrreldes 60YT50 HPMC dispersioonisüsteemiga on 60YT50 HPMC hüdroksüpropüüli sisaldus suurem kui 65YT50 HPMC omal ning nende kahe metoksüsisaldus on lähedane ja suurem. Dispergeeriva aine teooria kohaselt, mida suurem on hüdroksüpropüüli sisaldus, seda tugevam on dispergeeriva aine dispergeerimisvõime, seega suureneb 60YT50 HPMC dispergeerimisvõime; samal ajal on kahe metoksüülide sisaldus lähedane ja sisaldus suurem, liimi kinnipidamisvõime on samuti tugevam. Sama kvaliteediga 60YT50 HPMC ja 65YT50 HPMC dispersioonisüsteemides on PVC vaik toodetud 60YT50HPMC abil kui 65YT50 HPMC dispersioon süsteemil peab olema väiksem keskmine osakeste suurus (peenosakeste suurus) ja väiksem näivtihedus, kuna metoksüülide sisaldus dispersioonisüsteemis on lähedane ( kummi retentsioonivõime), mille tulemuseks on sarnane plastifikaatori neeldumine. See on ka põhjus, miks 60YT50 HPMC kasutatakse üldiselt PVC vaigutööstuses PVA ja HPMC komposiitdispersantide valimisel. Muidugi tuleks ka konkreetsete vaigu kvaliteedinäitajate järgi kindlaks teha, kas komposiitdispersioonisüsteemi valemis on 65YT50 HPMC-d mõistlikult kasutatud.

4.4.2 PVC vaigu osakeste osakeste morfoloogia mikroskoobi all

Mikroskoobi all on näha kahe erineva hüdroksüpropüüli ja metoksüüli sisaldusega 60YT50 HPMC dispergeerivate ainete poolt toodetud PVC vaigu osakeste morfoloogiat: hüdroksüpropüüli ja metoksüüli sisalduse suurenemisega HPMC dispergeerimisvõime, retentsioon paraneb liimivõime. Võrreldes 60YT50 HPMC-ga (8,7% hüdroksüpropüüli massifraktsioon, 28,5% metoksüüli massifraktsioon) on toodetud PVC-vaiguosakesed korrapärased, ilma sabata ja osakesed on lahtised.

4.5 60YT50 HPMC annuse mõju PVC vaigu kvaliteedile

Pilootkatses kasutatakse 60YT50 HPMC-d ühe dispergeeriva vahendina, mille metoksüülrühma massiosa on 28,5% ja hüdroksüpropüülrühma massiosa 8,5%. PVC-vaigu keskmine osakeste suurus, näivtihedus ja plastifikaatori neeldumine, mis on saadud vinüülkloriidi suspensioonipolümerisatsioonil 5 °C juures°C.

On näha, et dispergeeriva aine koguse suurenedes suureneb tilga pinnale adsorbeerunud dispergeeriva kihi paksus, mis suurendab dispergeeriva aine toimet ja kleepuvusvõimet, mille tulemusena väheneb PVC keskmine osakeste suurus. vaigu ja pinna vähenemist. Näivtihedus suureneb ja plastifikaatori neeldumine väheneb.

5 Järeldus

(1) Kodumaistest HPMC toodetest valmistatud PVC vaigu kasutusomadused on jõudnud sarnaste imporditud toodete tasemele.

(2) Kui HPMC-d kasutatakse ühe dispergeeriva vahendina, võib see toota ka paremate näitajatega PVC-vaigust tooteid.

(3) Võrreldes PVA dispergandi, HPMC ja PVA dispergeeriva ainega, kasutatakse kahte tüüpi lisandeid ainult vaigu tootmiseks dispergeerivate ainetena ning toodetud vaiguindikaatoritel on oma eelised ja puudused. HPMC dispergeerival ainel on kõrge pindaktiivsus ja tugev monomeeriõli tilkade dispergeerimisvõime. Sellel on sama jõudlus kui PVA 72 ,5% alkoholilüüsil.

(4) Samades kvaliteeditingimustes on erinevatel HPMC klassidel erinev metoksüüli ja hüdroksüpropüüli sisaldus, mida kasutatakse PVC-vaigu kvaliteediindeksi reguleerimiseks erinevalt. 60YT50 HPMC dispergeerimisaine on oma kõrge hüdroksüpropüülisisalduse tõttu parema dispergeerimisvõimega kui 65YT50 HPMC; 65YT50 HPMC Dispergeeriva aine suure metoksüsisalduse tõttu on kummist kinnipidamine tugevam kui 60YT50HPMC-l.

(5) Tavaliselt on PVC-vaigu tootmisel kasutatav 60YT50HPMC dispergeeriva aine kogus erinev ning PVC-vaigu kvaliteedi ja jõudluse reguleerimisel on ka ilmsed muutused. Kui 60YT50 HPMC dispergandi annus suureneb, väheneb PVC vaigu keskmine osakeste suurus, näivtihedus suureneb ja plastifitseerimine Vahendi imendumiskiirus väheneb ja vastupidi.

Lisaks kasutatakse HPMC-d võrreldes PVA dispergeeriva ainega vaiguseeria toodete tootmiseks, millel on suur elastsus ja stabiilsus selliste parameetrite suhtes nagu polümerisatsioonikeetja tüüp, maht, segamine jne ning mis võivad vähendada seadme veekeetja seina külge kleepumist. veekeetja ja vähendada vaigu pinnakile paksust, mittetoksilist vaiku, kõrget termilist stabiilsust, suurendada vaigu järeltöötlemistoodete läbipaistvust jne. Lisaks aitab kodumaine HPMC PVC tootjatel vähendada tootmiskulusid, parandada turu konkurentsivõimet ja tuua head. majanduslikku kasu.