Badanie pilotażowe produkcji żywicy PVC z hydroksypropylometylocelulozy

Zaprezentowano proces produkcji krajowego HPMC, a w badaniu pilotażowym zbadano główną rolę krajowego HPMC w procesie produkcji PCW i jego wpływ na jakość żywicy PCW. Wyniki pokazują, że:①Wydajność krajowego HPMC jest doskonała, a wydajność wyprodukowanej żywicy PCW jest równoważna jakości żywicy PCW produkowanej przez importowane produkty HPMC;②Gdy do produkcji PCW stosuje się krajowy HPMC, PCW można ulepszyć i udoskonalić, dostosowując rodzaj i ilość HPMC. Wydajność produktów żywicznych;③Krajowy HPMC nadaje się do produkcji różnych sypkich żywic PVC. Wytworzone cząstki żywicy PVC mają cienką warstwę i lekko przylegają do czajnika;④Krajowe produkty HPMC mogą zastąpić importowane produkty HPMC.

Słowa kluczowe:PCV; dyspergator; hydroksypropylometyloceluloza

Produkcja HPMC z rafinowanej bawełny za granicą rozpoczęła się w 1960 r., a mój kraj zaczął opracowywać HPMC na początku 1970 r. Ze względu na ograniczenia sprzętowe, technologiczne i inne czynniki jakość nie mogła być stabilna, a wygląd był włóknisty. Z tego powodu HPMC wymagane przez przemysł żywic PCW, przemysł farmaceutyczny, wysokiej klasy materiały budowlane, kosmetyki, stal, żywność i inne gałęzie przemysłu opierają się na imporcie, głównie ze Stanów Zjednoczonych i Japonii, a HPMC podlega monopolowi zagranicznemu . W 1990 roku Ministerstwo Przemysłu Chemicznego zorganizowało odpowiednie jednostki w celu wspólnego rozwiązywania kluczowych problemów i wyprodukowało produkty spełniające wymagania jakości przemysłowej PCW, realizując lokalizację HPMC. W ostatnich latach znakomici krajowi producenci HPMC mocno ugruntowali koncepcję rozwoju innowacji, koordynacji, ekologii, otwartości i dzielenia się, nalegali na rozwój oparty na innowacjach i z powodzeniem osiągnęli rozwój wysokiej jakości dzięki niezależnym innowacjom, rozwojowi naukowemu i przyspieszonej konwersji starej i nowej energii kinetycznej. Zaproponowana przez Chińską Federację Przemysłu Naftowego i Chemicznego norma GB/T 34263-2017 „Włókno hydroksypropylometylowe do zastosowań przemysłowych”, która została wyznaczona przez Chiński Komitet Techniczny ds. Standaryzacji Chemicznej i zatwierdzona przez jednostkę opracowującą, została opublikowana w 2017 r. i jest ukazał się w całym kraju 1 kwietnia 2018 roku. oficjalnie wdrożony. Od tego czasu istnieją standardy dla przedsiębiorstw z PCW dotyczące zakupu i używania produktów HPMC.

1. Wyrafinowana jakość bawełny

30# rafinowana bawełna ma pod mikroskopem kształt drobnych włókien. Dojrzałe włókno bawełniane ma w swoim przekroju setki skrystalizowanych włókien pierwiastków podstawowych, a włókna pierwiastków podstawowych są agregowane w setki wiązek włókien. Te wiązki włókien Włókno bawełniane jest spiralnie zwinięte w koncentryczne warstwy. Sprzyja to tworzeniu się zalkalizowanej celulozy i równomierności stopnia eteryfikacji, a także sprzyja poprawie zdolności HPMC do zatrzymywania kleju podczas polimeryzacji PVC.

Rafinowana bawełna 30# wykorzystuje linters bawełniany o wysokiej dojrzałości i niskim stopniu polimeryzacji jako surowiec, proces produkcji jest skomplikowany, wymaga oczyszczenia, a koszt produkcji jest wysoki. Rafinowana bawełna 1000# wykorzystuje linters bawełniany o wysokiej dojrzałości i wysokim stopniu polimeryzacji jako surowiec, proces produkcji nie jest skomplikowany, a koszt produkcji jest niski. Dlatego rafinowana bawełna 30# jest wykorzystywana do produkcji wysokiej klasy produktów, takich jak żywica PCW/leki/żywność, a rafinowana bawełna 1000# jest wykorzystywana do produkcji materiałów budowlanych lub innych zastosowań.

2. Charakter, model i proces produkcji wyrobów HPMC

2.1 Właściwości produktów HPMC

HPMCto nietoksyczny, bezwonny, pozbawiony smaku biały lub prawie biały włóknisty lub ziarnisty proszek wytwarzany z naturalnej rafinowanej bawełny jako głównego surowca. Jest to półsyntetyczny, nieaktywny, lepkosprężysty polimer, związek typu niejonowego. Chińskie aliasy to hydroksymetylopropyloceluloza, eter hydroksypropylometylowy celulozy i hypromeloza, a wzór cząsteczkowy to [C6H7O2(OH)2COOR]n.

Temperatura topnienia HPMC wynosi 225-230°C, gęstość wynosi 1,26-1,31 g/cm3³, względna masa cząsteczkowa wynosi około 22 000, temperatura karbonizacji wynosi 280-300°C, a napięcie powierzchniowe wynosi 42-56 mN/m (2% roztwór wodny).

Właściwości fizyczne i chemiczne HPMC obejmują głównie następujące punkty.

(1) Wskaźnik wielkości cząstek: Wskaźnik wielkości cząstek HPMC dla żywicy PVC ma wysokie wymagania. Zdawalność 150μm jest większa niż 98,5%, a wskaźnik zdawalności 187μm wynosi 100%. Ogólne wymagania dotyczące specyfikacji specjalnych mieszczą się w przedziale od 250 do 425μm.

(2) Rozpuszczalność: rozpuszczalny w niektórych rozpuszczalnikach, takich jak woda i alkohole, rozpuszczalny w wodzie i ma aktywność powierzchniową. Wysoka przezroczystość, stabilne działanie roztworu, różne specyfikacje produktów mają różne temperatury żelu, rozpuszczalność zmienia się wraz z lepkością, im niższa lepkość, tym większa rozpuszczalność, różne specyfikacje HPMC mają pewne różnice w działaniu, a rozpuszczalność w wodzie nie jest wpływ ma wartość pH.

Rozpuszczalność w zimnej i gorącej wodzie jest różna. Produkty o wysokiej zawartości metoksylu są nierozpuszczalne w gorącej wodzie powyżej 85°C, produkty o średniej zawartości metoksylu są nierozpuszczalne w gorącej wodzie powyżej 65°C, a produkty o niskiej zawartości metoksylu są nierozpuszczalne w gorącej wodzie powyżej 65°C. Gorąca woda powyżej 60°C. Zwykły HPMC jest nierozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak etanol, eter i chloroform, ale rozpuszczalny w wodnym roztworze etanolu o stężeniu od 10% do 80% lub mieszaninie metanolu i dichlorometanu. HPMC ma pewną higroskopijność. O 25°C/80% RH, równowaga absorpcji wilgoci wynosi 13% i jest bardzo stabilna w suchym środowisku i wartości pH 3,0-11,0.

(3) HPMC ma doskonałe właściwości rozpuszczalne w zimnej wodzie, ale nierozpuszczalne w gorącej wodzie. Umieszczenie HPMC w zimnej wodzie i mieszanie może całkowicie rozpuścić się i zamienić w przezroczystą ciecz. Niektóre produkty marki są w zasadzie nierozpuszczalne w gorącej wodzie powyżej 60°C i może tylko puchnąć. Właściwość tę można wykorzystać do mycia i oczyszczania, co może obniżyć koszty, zmniejszyć zanieczyszczenie i zwiększyć bezpieczeństwo produkcji. Wraz ze spadkiem zawartości grupy metoksylowej wzrastała temperatura żelowania HPMC, zmniejszała się rozpuszczalność w wodzie i spadała także aktywność powierzchniowa.

(4) HPMC stosuje się jako stabilizator zawiesiny i środek dyspergujący w polimeryzacji chlorku winylu i winylidenu. Można go stosować razem z alkoholem poliwinylowym (PVA) lub niezależnie i może kontrolować kształt i rozkład cząstek.

(5) HPMC ma również silną odporność na enzymy, właściwości żelu termicznego (gorąca woda powyżej 60°C nie rozpuszcza się, a jedynie pęcznieje), doskonałe właściwości błonotwórcze, stabilność wartości pH (3,0-11,0), zatrzymywanie wody i wiele innych cech.

W oparciu o powyższe doskonałe właściwości, HPMC jest szeroko stosowany w dziedzinach przemysłu, takich jak medycyna, przemysł petrochemiczny, budownictwo, ceramika, tekstylia, żywność, chemia użytkowa, żywica syntetyczna, powłoki i elektronika.

2.2 Model produktu HPMC

Stosunek zawartości metoksylu i zawartości hydroksypropylu w produktach HPMC jest inny, lepkość jest inna, a działanie produktu jest inne.

2.3 Proces produkcyjny produktów HPMC

HPMC wykorzystuje rafinowaną celulozę bawełnianą jako główny surowiec i tworzy proszek bawełniany poprzez obróbkę kruszenia. Włóż proszek bawełniany do pionowego kotła do polimeryzacji, rozprowadź go w około 10-krotności rozpuszczalnika (toluen, izopropanol jako mieszany rozpuszczalnik) i dodaj kolejno ług (soda kaustyczna spożywcza jest najpierw rozpuszczana w gorącej wodzie), tlenek propylenu, chlorek metylu, reakcję eteryfikacji prowadzi się w określonej temperaturze i ciśnieniu, a produkt reakcji zobojętnia się kwasem, usuwa żelazo, przemywa i suszy, a na koniec otrzymuje się HPMC.

3. Zastosowanie HPMC w produkcji PCW

3.1 Zasada działania

Zastosowanie HPMC jako dyspergatora w przemysłowej produkcji PCW jest zdeterminowane jego strukturą molekularną. Ze struktury molekularnej HPMC można zobaczyć, że wzór strukturalny HPMC zawiera zarówno hydrofilową hydroksypropylową (-OCH-CHOHCH3), jak i lipofilową metoksylową (-OCH1) grupę funkcyjną. W polimeryzacji suspensyjnej chlorku winylu środek dyspergujący koncentruje się głównie w warstwie granicznej fazy kropelek monomeru i wody i jest rozmieszczony w taki sposób, że hydrofilowy segment dyspergatora rozciąga się do fazy wodnej, a lipofilowy segment rozciąga się do monomeru kropelka. W HPMC segment hydroksypropylowy jest segmentem hydrofilowym, który występuje głównie w fazie wodnej; segment metoksylowy jest segmentem lipofilowym, który jest rozmieszczony głównie w fazie monomerowej. Ilość segmentu lipofilowego rozmieszczonego w fazie monomeru wpływa na wielkość cząstek pierwotnych, stopień agregacji i porowatość żywicy. Im wyższa zawartość segmentu lipofilowego, tym silniejszy efekt ochronny na cząstkach pierwotnych, tym mniejszy stopień agregacji cząstek pierwotnych, a żywica Porowatość żywicy wzrasta, a gęstość pozorna maleje; im wyższa zawartość segmentu hydrofilowego, tym słabsze działanie ochronne na cząstki pierwotne, tym większy stopień agregacji cząstek pierwotnych, tym mniejsza porowatość żywicy i większa gęstość pozorna. Ponadto działanie ochronne dyspergatora jest zbyt silne. Wraz ze wzrostem lepkości układu reakcyjnego polimeryzacji, przy większym stopniu konwersji, istnieje skłonność do tworzenia się wiązań pomiędzy cząstkami żywicy, co powoduje nieregularność kształtu cząstek; działanie ochronne dyspergatora jest zbyt słabe, a cząstki pierwotne łatwo ulegają koalescencji już na etapie niskiego stopnia konwersji we wczesnym etapie polimeryzacji, tworząc w ten sposób żywicę o nieregularnym kształcie cząstek.

Praktyka wykazała, że ​​dodanie HPMC i innych środków dyspergujących do polimeryzacji suspensyjnej chlorku winylu może zmniejszyć napięcie międzyfazowe pomiędzy chlorkiem winylu i wodą na początkowym etapie polimeryzacji. Stabilna dyspersja w ośrodku wodnym, efekt ten nazywany jest zdolnością dyspergującą środka dyspergującego; z drugiej strony, lipofilowa grupa funkcyjna dyspergatora zaadsorbowana na powierzchni kropelki chlorku winylu tworzy warstwę ochronną zapobiegającą agregacji kropelek chlorku winylu. Kropla pełni rolę stabilizacyjną i ochronną, co nazywa się zdolnością dyspergatora do zatrzymywania koloidu. Oznacza to, że w układzie polimeryzacji suspensyjnej dyspergator pełni podwójną rolę: dysperguje i chroni stabilność koloidalną.

3.2 Analiza wydajności aplikacji

Żywica PVC jest proszkiem w postaci cząstek stałych. Charakterystyka jego cząstek (w tym kształt cząstek, wielkość i rozkład cząstek, mikrostruktura, wielkość i rozkład porów itp.) w dużym stopniu wpływa na wydajność przetwarzania tworzyw sztucznych i wydajność produktu oraz determinuje PVC. Istnieją dwa czynniki, które mają największy wpływ na właściwości cząstek żywicy:①Mieszanie w zbiorniku polimeryzacyjnym, sprzęt jest stosunkowo stały, a charakterystyka mieszania pozostaje zasadniczo niezmieniona;②Układ dyspergujący monomeru w procesie polimeryzacji, czyli wybór rodzaju, gatunku i dawki, jest najważniejszą zmienną kontrolującą właściwości granulek żywicy PVC.

Z mechanizmu granulacji żywicy w procesie polimeryzacji suspensyjnej wiadomo, że dodanie dyspergatora przed reakcją służy głównie stabilizacji kropelek oleju monomeru powstających w wyniku mieszania oraz zapobieganiu wzajemnej polimeryzacji i łączeniu się kropelek oleju. Dlatego efekt dyspersyjny środka dyspergującego będzie miał wpływ na główne właściwości żywicy polimerowej.

Zdolność środka dyspergującego do zatrzymywania koloidu ma pozytywny związek z lepkością lub masą cząsteczkową. Im większa lepkość roztworu wodnego, tym większa masa cząsteczkowa i im większa wytrzymałość filmu ochronnego zaadsorbowanego na granicy faz chlorek winylu-woda, tym mniej podatna na pękanie filmu i gruboziarnistość ziaren.

Wodny roztwór dyspergatora charakteryzuje się aktywnością międzyfazową, im mniejsze jest napięcie powierzchniowe, tym większa jest aktywność powierzchniowa, im drobniejsze powstają kropelki oleju monomeru, tym mniejsza jest gęstość pozorna otrzymanych cząstek żywicy oraz tym jest ona luźniejsza i bardziej porowata.

Badania eksperymentalne potwierdziły, że napięcie międzyfazowe HPMC jest stosunkowo małe w wodnych roztworach dyspergatorów żelatyny, PVA i HPMC przy tym samym stężeniu, czyli im mniejsze jest napięcie powierzchniowe, tym wyższa jest aktywność powierzchniowa HPMC w system polimeryzacji suspensyjnej chlorku winylu, co wskazuje, że tym silniejsza jest zdolność dyspergująca dyspergatora HPMC. W porównaniu z dyspergatorami PVA o średniej i wysokiej lepkości, średnia względna masa cząsteczkowa HPMC (około 22 000) jest znacznie mniejsza niż PVA (około 150 000), co oznacza, że ​​skuteczność zatrzymywania kleju przez dyspergatory HPMC nie jest tak dobra z PVA.

Z powyższej analizy teoretycznej i praktycznej wynika, że ​​HPMC można stosować do produkcji różnego rodzaju suspensyjnych żywic PVC. W porównaniu z PVA o stopniu alkoholizy 80% ma słabszą zdolność zatrzymywania kleju i silniejszą zdolność dyspergowania;．W porównaniu z 5% PVA, zdolność zatrzymywania kleju i zdolność dyspersji są równoważne. HPMC jest stosowany jako środek dyspergujący, a cząstki żywicy wytwarzane przez HPMC mają mniejszą zawartość „filmu”, słabą regularność cząstek żywicy, mniejszy rozmiar cząstek, wysoką absorpcję plastyfikatorów przetwarzających żywicę i w rzeczywistości mniej lepkie do kotła, ponieważ nie jest -toksyczny i łatwy. Wytwarza żywice klasy medycznej o wysokiej przejrzystości.

Zgodnie z powyższą teoretyczną i praktyczną analizą produkcji, HPMC i PVA, jako główne dyspergatory do polimeryzacji suspensyjnej, mogą zasadniczo spełniać wymagania jakościowe produktów żywicznych, ale bardzo trudno jest spełnić wymagania dotyczące zdolności zatrzymywania kleju i aktywności międzyfazowej w polimeryzacji produkcja. Ponieważ oba mają swoje własne cechy, w celu wytworzenia wysokiej jakości produktów żywicznych większość producentów stosuje systemy kompozytowe o różnych zdolnościach zatrzymywania kleju i aktywności międzyfazowej, czyli kompozytowe systemy dyspergujące PVA i HPMC, aby osiągnąć efekt uczenia się od każdego z nich. Inny.

3.3 Porównanie jakości HPMC w kraju i za granicą

Proces badania temperatury żelu polega na przygotowaniu wodnego roztworu o ułamku masowym 0,15%, dodaniu go do probówki kolorymetrycznej, włożeniu termometru, powolnym podgrzewaniu i delikatnym mieszaniu, gdy w roztworze pojawi się mlecznobiały, nitkowaty żel będzie dolną granicą temperaturę żelu, kontynuować podgrzewanie i mieszać, gdy roztwór całkowicie zmieni kolor na mlecznobiały, to będzie górna granica temperatury żelu.

3.4 Stan różnych modeli HPMC w kraju i za granicą pod mikroskopem

Zdjęcia różnych typów HPMC pod mikroskopem można zobaczyć:①Zarówno zagraniczny E50, jak i krajowy 60YT50 HPMC wykazują zagregowaną strukturę pod mikroskopem, struktura molekularna krajowego 60YT50HPMC jest zwarta i jednolita, a struktura molekularna obcego E50 jest rozproszona;②Zagregowany stan domowego 60YT50 HPMC. Struktura może teoretycznie zmniejszyć napięcie międzyfazowe między chlorkiem winylu a wodą i pomóc chlorkowi winylu w równomiernej i stabilnej dyspersji w ośrodku wodnym, to znaczy, ponieważ zawartość hydroksypropylu w 60YT50 HPMC jest nieco wyższa, to czyni go bardziej hydrofilowym, natomiast ES0 Ze względu na wysoką zawartość grup metoksylowych teoretycznie ma silniejsze właściwości retencji gumy;③zapobiega łączeniu się kropelek chlorku winylu we wczesnej fazie procesu polimeryzacji;④zapobiega łączeniu się cząstek polimeru w środkowym i późniejszym etapie procesu polimeryzacji. Struktura agregatowa bada głównie wzajemne rozmieszczenie cząsteczek celulozy (obszary krystaliczne i amorficzne, rozmiar i kształt komórki elementarnej, formę upakowania łańcuchów molekularnych w komórce elementarnej, wielkość krystalitów itp.), Strukturę orientacji ( łańcuch molekularny i orientacja mikrokryształów) itp., sprzyjają pełnej reakcji szczepienia rafinowanej bawełny podczas eteryfikacji oraz poprawiają wewnętrzną jakość i stabilność HPMC.

3.5 Stan roztworu wodnego HPMC w kraju i za granicą

Krajowy i zagraniczny HPMC przygotowano w 1% roztworze wodnym, a przepuszczalność światła krajowego 60YT50 HPMC wyniosła 93%, a zagranicznego E50 HPMC wyniosła 94% i zasadniczo nie było różnicy w przepuszczalności światła między nimi.

Krajowe i zagraniczne produkty HPMC formułowano w 0,5% roztwór wodny i obserwowano roztwór po rozpuszczeniu celulozy HPMC. Gołym okiem widać, że przezroczystość obu jest bardzo dobra, klarowna i przejrzysta oraz nie ma dużej ilości nierozpuszczalnego błonnika, co świadczy o lepszej jakości importowanego HPMC i krajowego HPMC. Wysoka przepuszczalność światła roztworu pokazuje, że HPMC w pełni reaguje w procesie alkalizacji i eteryfikacji, bez dużej ilości zanieczyszczeń i nierozpuszczalnych włókien. Po pierwsze, może łatwo zidentyfikować jakość HPMC. Biały płyn i pęcherzyki powietrza.

4. Pilotażowy test zastosowania dyspergatora HPMC

W celu dalszego potwierdzenia właściwości dyspersji krajowych HPMC w procesie polimeryzacji i ich wpływu na jakość żywicy PVC, zespół badawczo-rozwojowy firmy Shandong Yiteng New Materials Co., Ltd. wykorzystał krajowe i zagraniczne produkty HPMC jako dyspergatory, a krajowe HPMC i importowany PVA jako środki dyspergujące. Zbadano i porównano jakość żywic przygotowanych przez różne marki HPMC jako dyspergatorów w Chinach, a także przeanalizowano i omówiono wpływ zastosowania HPMC w żywicy PVC.

4.1 Proces testów pilotażowych

Reakcję polimeryzacji prowadzono w kotle polimeryzacyjnym o pojemności 6 m3. Aby wyeliminować wpływ jakości monomeru na jakość żywicy PCW, w zakładzie pilotażowym do produkcji monomeru chlorku winylu zastosowano metodę węglika wapnia, a zawartość wody w monomerze była mniejsza niż 50×10-6. Po ustaleniu próżni w kotle polimeryzacyjnym, do kotła polimeryzacyjnego należy kolejno dodawać odmierzoną ilość chlorku winylu i wody wolnej od jonów, a następnie jednocześnie po zważeniu dodać do kotła dyspergator i inne wymagane recepturą dodatki. Po wstępnym mieszaniu przez 15 minut zagotować wodę o temperaturze 90°Do płaszcza wprowadzono C, ogrzano do temperatury polimeryzacji w celu rozpoczęcia reakcji polimeryzacji i jednocześnie do płaszcza wprowadzono schłodzoną wodę, a temperaturę reakcji kontrolowano za pomocą DCS. Gdy ciśnienie w kotle do polimeryzacji spadnie do 0,15 MPa, stopień konwersji polimeryzacji osiąga 85% do 90%, po dodaniu terminatora w celu zakończenia reakcji, odzyskaniu chlorku winylu, oddzieleniu i suszeniu w celu otrzymania żywicy PVC.

4.2 Test pilotażowy krajowej produkcji żywicy 60YT50 i zagranicznej E50 HPMC

Z danych porównawczych jakości krajowej żywicy PCW 60YT50 i zagranicznej E50 HPMC do produkcji żywicy PVC można zauważyć, że lepkość i absorpcja plastyfikatora krajowej żywicy PVC 60YT50 HPMC są podobne do podobnych zagranicznych produktów HPMC, z niską zawartością substancji lotnych, dobrą jakością -wystarczalność, stawka kwalifikowana wynosi 100%, a oba są w zasadzie zbliżone pod względem jakości żywicy. Zawartość grup metoksylowych w zagranicznym E50 jest nieco wyższa niż w krajowym 60YT50 HPMC, a jego właściwości retencji gumy są dobre. Otrzymana żywica PVC jest nieco lepsza od krajowych dyspergatorów HPMC pod względem absorpcji plastyfikatora i gęstości pozornej.

4.3 Krajowy 60YT50 HPMC i importowany PVA stosowany jako środek dyspergujący do produkcji pilotażowego testu żywicy

4.3.1 Jakość produkowanej żywicy PVC

Żywica PVC jest produkowana przez krajowy 60YT50 HPMC i importowany dyspergator PVA. Można zobaczyć dane porównawcze jakości: przy użyciu tej samej jakości 60YT50HPMC i importowanego systemu dyspergującego PVA do produkcji żywicy PVC, ponieważ teoretycznie dyspergator 60YTS0 HPMC ma silną zdolność dyspergowania i dobrą zdolność zatrzymywania gumy. Nie jest tak dobry jak system dyspersji PVA. Gęstość pozorna żywicy PVC wytwarzanej przez układ dyspersyjny 60YTS0 HPMC jest nieco niższa niż w przypadku dyspergatora PVA, absorpcja plastyfikatora jest lepsza, a średni rozmiar cząstek żywicy jest mniejszy. Wyniki testu mogą zasadniczo odzwierciedlać różne właściwości 60YT50 HPMC i importowanych systemów dyspergujących PVA, a także odzwierciedlać zalety i wady dwóch dyspergatorów pod względem wydajności żywicy PVC. Pod względem mikrostruktury warstwa powierzchniowa żywicy dyspergującej HPMC jest cienka, żywica jest łatwiejsza do uplastycznienia podczas przetwarzania.

4.3.2 Stan powłoki cząstek żywicy PVC pod mikroskopem elektronowym

Obserwując mikrostrukturę cząstek żywicy, cząstki żywicy wytwarzane przez dyspergator HPMC mają cieńszą mikroskopijną grubość „filmu”; cząstki żywicy wytwarzane przez dyspergator PVA mają grubszą mikroskopijną „film”. Dodatkowo w przypadku producentów żywicy węglika wapnia o dużej zawartości zanieczyszczeń monomerami chlorku winylu, w celu zapewnienia stabilności układu recepturowego, muszą zwiększyć ilość środka dyspergującego, co skutkuje zwiększeniem osadzania się powierzchni cząstek żywicy i pogrubienie „filmu”. W dalszym procesie plastyfikacji wydajność jest niekorzystna.

4.4 Test pilotażowy różnych gatunków HPMC do produkcji żywicy PVC

4.4.1 Jakość produkowanej żywicy PVC

Stosując różne krajowe gatunki HPMC (o różnych lepkościach i zawartości hydroksypropylu) jako pojedynczy środek dyspergujący, ilość środka dyspergującego wynosi 0,060% monomeru chlorku winylu, a polimeryzację suspensyjną chlorku winylu prowadzi się w temperaturze 56,5° C, aby uzyskać średni rozmiar cząstek, gęstość pozorną i absorpcję plastyfikatora przez żywicę PVC.

Z tego widać, że:①W porównaniu z układem dyspersyjnym 65YT50 HPMC, 75YT100 ma lepkość 65YT50 HPMC mniejszą niż 75YT100HPMC, a zawartość hydroksypropylu jest również mniejsza niż 75YT100HPMC, podczas gdy zawartość metoksylu jest wyższa niż 75YT100 HPMC. Zgodnie z teoretyczną analizą dyspergatorów, lepkości i hydroksypropylu. Zmniejszenie zawartości zasady nieuchronnie doprowadzi do zmniejszenia zdolności dyspergującej HPMC, a wzrost zawartości metoksylu będzie sprzyjać poprawie zdolności dyspergatora do zatrzymywania kleju, to znaczy, że układ dyspersyjny 65YT50 HPMC spowoduje wzrost średniej wielkości cząstek żywicy PVC (wielkość cząstek gruboziarnistych), zwiększenie gęstości pozornej i zwiększenie absorpcji plastyfikatora;②W porównaniu z układem dyspersyjnym 60YT50 HPMC, zawartość hydroksypropylu w 60YT50 HPMC jest większa niż w 65YT50 HPMC, a zawartość grup metoksylowych w obu przypadkach jest zbliżona i wyższa. Zgodnie z teorią dyspergatora, im wyższa zawartość hydroksypropylu, tym silniejsza zdolność dyspergatora, a zatem zdolność dyspergująca 60YT50 HPMC jest zwiększona; jednocześnie zawartość dwóch grup metoksylowych jest zbliżona, a zawartość wyższa, zdolność zatrzymywania kleju jest również silniejsza. W systemach dyspersyjnych 60YT50 HPMC i 65YT50 HPMC o tej samej jakości żywica PVC wytwarzana przez 60YT50HPMC niż dyspersja 65YT50 HPMC system musi mieć mniejszy średni rozmiar cząstek (drobny rozmiar cząstek) i niższą gęstość pozorną, ponieważ zawartość metoksylu w układzie dyspersyjnym jest bliska (wydajność zatrzymywania gumy), co skutkuje podobną absorpcją plastyfikatora. Jest to również powód, dla którego 60YT50 HPMC jest powszechnie stosowany w przemyśle żywic PCW przy wyborze dyspergatorów kompozytowych PVA i HPMC. Oczywiście, czy zasadne jest zastosowanie 65YT50 HPMC w formule układu dyspersyjnego kompozytu, należy również określić na podstawie określonych wskaźników jakości żywicy.

4.4.2 Morfologia cząstek żywicy PVC pod mikroskopem

Pod mikroskopem można zobaczyć morfologię cząstek żywicy PVC wytwarzanej przez 2 rodzaje dyspergatorów 60YT50 HPMC o różnej zawartości hydroksypropylu i metoksylu: wraz ze wzrostem zawartości hydroksypropylu i metoksylu, zdolność dyspergowania HPMC, retencja. Zwiększa się zdolność klejenia. W porównaniu z 60YT50 HPMC (8,7% udziału masowego hydroksypropylu, 28,5% udziału masowego metoksylu), wytworzone cząstki żywicy PVC są regularne, bez ogonowania, a cząstki są luźne.

4.5 Wpływ dawki 60YT50 HPMC na jakość żywicy PVC

W teście pilotażowym jako pojedynczy środek dyspergujący zastosowano 60YT50 HPMC o udziale masowym grupy metoksylowej 28,5% i udziale masowym grupy hydroksypropylowej 8,5%. Średni rozmiar cząstek, gęstość pozorna i absorpcja plastyfikatora przez żywicę PVC otrzymaną w wyniku przeprowadzenia polimeryzacji suspensyjnej chlorku winylu w temperaturze 5°C.

Można zauważyć, że wraz ze wzrostem ilości środka dyspergującego wzrasta grubość warstwy dyspergatora zaadsorbowanej na powierzchni kropli, co poprawia działanie dyspergatora i zdolność zatrzymywania adhezji dyspergatora, co skutkuje zmniejszeniem średniej wielkości cząstek PVC żywicy i zmniejszenie powierzchni. Gęstość pozorna wzrasta, a absorpcja plastyfikatora maleje.

5 Wniosek

(1) Wydajność żywicy PCW przygotowanej z krajowych produktów HPMC osiągnęła poziom podobnych produktów importowanych.

(2) Gdy HPMC jest stosowany jako pojedynczy środek dyspergujący, może również wytwarzać produkty z żywicy PCW o lepszych wskaźnikach.

(3) W porównaniu z dyspergatorami PVA, HPMC i dyspergatorami PVA, te dwa rodzaje dodatków są stosowane wyłącznie jako dyspergatory do produkcji żywicy, a wytworzone wskaźniki żywicy mają swoje zalety i wady. Dyspergator HPMC ma wysoką aktywność powierzchniową i silne działanie dyspergujące kropelki oleju monomerowego. Ma taką samą wydajność jak PVA 72,5% stopnia alkoholizy, podobna wydajność.

(4) W tych samych warunkach jakości różne gatunki HPMC mają różną zawartość grup metoksylowych i hydroksypropylowych, które mają różne zastosowania w celu dostosowania wskaźnika jakości żywicy PVC. Dyspergator 60YT50 HPMC ma lepszą skuteczność dyspersji niż 65YT50 HPMC ze względu na wysoką zawartość hydroksypropylu; 65YT50HPMC Ze względu na wysoką zawartość grupy metoksylowej w dyspergatorze, zdolność zatrzymywania gumy jest większa niż w przypadku 60YT50HPMC.

(5) Zwykle przy produkcji żywicy PVC ilość użytego dyspergatora 60YT50HPMC jest inna, a dostosowanie jakości i wydajności żywicy PVC również powoduje oczywiste zmiany. Wraz ze wzrostem dawki dyspergatora 60YT50 HPMC zmniejsza się średni rozmiar cząstek żywicy PVC, wzrasta gęstość pozorna i plastyfikacja Szybkość wchłaniania środka maleje i odwrotnie.

Ponadto, w porównaniu z dyspergatorem PVA, HPMC jest stosowany do wytwarzania produktów z serii żywic, które wykazują dużą elastyczność i stabilność parametrów, takich jak typ kotła do polimeryzacji, objętość, mieszanie itp., i może zmniejszyć zjawisko przyklejania się ścian kotła do czajnik i zmniejszyć grubość warstwy powierzchniowej żywicy, nietoksyczną żywicę, wysoką stabilność termiczną, zwiększyć przezroczystość produktów przetwarzania żywicy na późniejszym etapie itp. Ponadto krajowy HPMC pomoże producentom PCW obniżyć koszty produkcji, poprawić konkurencyjność rynku i zapewnić dobre korzyści ekonomiczne.