การศึกษาการทดสอบนำร่องการผลิตพีวีซีเรซินจากไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส

มีการแนะนำกระบวนการผลิต HPMC ในประเทศ และศึกษาบทบาทหลักของ HPMC ในประเทศในกระบวนการผลิตพีวีซีและอิทธิพลที่มีต่อคุณภาพของพีวีซีเรซินในการทดสอบนำร่อง ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่า:1ประสิทธิภาพของ HPMC ในประเทศนั้นยอดเยี่ยม และประสิทธิภาพของเรซินพีวีซีที่ผลิตนั้นเทียบเท่ากับคุณภาพของเรซินพีวีซีที่ผลิตโดยผลิตภัณฑ์ HPMC นำเข้า②เมื่อใช้ HPMC ในประเทศในการผลิตพีวีซี สามารถปรับปรุงและปรับแต่ง PVC ได้โดยการปรับประเภทและปริมาณของ HPMC ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เรซิน๓HPMC ในประเทศเหมาะสำหรับการผลิตเรซิน PVC แบบหลวมต่างๆ อนุภาคพีวีซีเรซินที่ผลิตมีฟิล์มบางและมีแสงเกาะติดกับกาต้มน้ำ④ผลิตภัณฑ์ HPMC ในประเทศสามารถทดแทนผลิตภัณฑ์ HPMC ที่นำเข้าได้

คำสำคัญ:พีวีซี; สารช่วยกระจายตัว; ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส

การผลิต HPMC ด้วยฝ้ายกลั่นในต่างประเทศเริ่มขึ้นในปี 1960 และประเทศของฉันเริ่มพัฒนา HPMC ในช่วงต้นปี 1970 เนื่องจากข้อจำกัดด้านอุปกรณ์ เทคโนโลยี และปัจจัยอื่นๆ คุณภาพจึงไม่คงที่ และลักษณะที่ปรากฏจึงเป็นเส้นใย ด้วยเหตุนี้ HPMC ที่กำหนดโดยอุตสาหกรรมเรซินพีวีซี อุตสาหกรรมยา วัสดุก่อสร้างระดับไฮเอนด์ เครื่องสำอาง เหล็ก อาหาร และอุตสาหกรรมอื่นๆ ทั้งหมดจึงต้องพึ่งพาการนำเข้า ส่วนใหญ่มาจากสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น และ HPMC อยู่ภายใต้การผูกขาดจากต่างประเทศ . ในปี 1990 กระทรวงอุตสาหกรรมเคมีได้จัดตั้งหน่วยงานที่เกี่ยวข้องเพื่อร่วมกันแก้ไขปัญหาสำคัญ และผลิตผลิตภัณฑ์ที่ตรงตามข้อกำหนดด้านคุณภาพอุตสาหกรรมของ PVC โดยตระหนักถึงการปรับ HPMC เป็นภาษาท้องถิ่น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิต HPMC ในประเทศที่ยอดเยี่ยมได้สร้างแนวคิดการพัฒนานวัตกรรม การประสานงาน สีเขียว การเปิดกว้าง และแบ่งปัน อย่างมั่นคง ยืนกรานในการพัฒนาที่ขับเคลื่อนด้วยนวัตกรรม และประสบความสำเร็จในการพัฒนาคุณภาพสูงผ่านนวัตกรรมอิสระ การพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ และการเปลี่ยนแปลงแบบเร่ง ของพลังงานจลน์เก่าและใหม่ GB/T 34263-2017 “ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลไฟเบอร์สำหรับใช้ในอุตสาหกรรม” เสนอโดยสภาอุตสาหกรรมปิโตรเลียมและเคมีของจีน ซึ่งกำหนดโดยคณะกรรมการด้านเทคนิคมาตรฐานเคมีของจีน และได้รับอนุมัติจากหน่วยร่าง ได้รับการประกาศใช้ในปี 2560 และ เปิดตัวทั่วประเทศเมื่อวันที่ 1 เมษายน 2561 ดำเนินการอย่างเป็นทางการ ตั้งแต่นั้นมา มีมาตรฐานสำหรับองค์กร PVC ในการซื้อและใช้ผลิตภัณฑ์ HPMC

1. คุณภาพผ้าฝ้ายบริสุทธิ์

ผ้าฝ้ายบริสุทธิ์ 30# มีรูปร่างเป็นเส้นใยละเอียดภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เส้นใยฝ้ายที่โตเต็มที่จะมีเส้นใยองค์ประกอบพื้นฐานที่ตกผลึกหลายร้อยเส้นในหน้าตัด และเส้นใยองค์ประกอบพื้นฐานจะรวมกันเป็นเส้นใยมัดรวมหลายร้อยเส้น มัดไฟบริลเหล่านี้ เส้นใยฝ้ายถูกขดเป็นเกลียวในชั้นที่มีศูนย์กลางร่วมกัน สิ่งนี้เอื้อต่อการก่อตัวของเซลลูโลสที่เป็นด่างและความสม่ำเสมอของระดับอีเธอริฟิเคชั่น และเอื้อต่อการปรับปรุงความสามารถในการกักเก็บกาวของ HPMC ในระหว่างการเกิดพอลิเมอไรเซชันของพีวีซี

ผ้าฝ้ายบริสุทธิ์ 30# ใช้ผ้าฝ้ายสำลีที่มีการเจริญเติบโตสูงและระดับการเกิดพอลิเมอไรเซชันต่ำเป็นวัตถุดิบ กระบวนการผลิตมีความซับซ้อน จำเป็นต้องทำให้บริสุทธิ์ และต้นทุนการผลิตสูง ผ้าฝ้ายบริสุทธิ์ 1,000 # ใช้ผ้าฝ้ายสำลีที่มีการเจริญเติบโตสูงและมีการเกิดพอลิเมอไรเซชันในระดับสูงเป็นวัตถุดิบ กระบวนการผลิตไม่ซับซ้อนและต้นทุนการผลิตต่ำ ดังนั้น ฝ้ายกลั่น 30# จึงถูกนำมาใช้เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ เช่น พีวีซีเรซิน/ยา/อาหาร และฝ้ายกลั่น 1000# ถูกใช้เพื่อผลิตเกรดวัสดุก่อสร้างหรือสาขาการใช้งานอื่นๆ

2. ลักษณะ รุ่น และกระบวนการผลิตของผลิตภัณฑ์ HPMC

2.1 คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ HPMC

HPMCเป็นผงเส้นใยหรือเม็ดละเอียดสีขาวหรือสีขาวนวล ไร้กลิ่น ไม่มีรส ผลิตจากฝ้ายกลั่นธรรมชาติเป็นวัตถุดิบหลัก เป็นโพลีเมอร์กึ่งสังเคราะห์ ไม่ทำงาน วิสโคอีลาสติก สารประกอบชนิดไม่มีไอออนิก นามแฝงของจีนคือไฮดรอกซีเมทิลโพรพิลเซลลูโลส เซลลูโลสไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลอีเทอร์ และไฮโปรเมลโลส และมีสูตรโมเลกุลคือ [C6H7O2(OH)2COOR]n

จุดหลอมเหลวของ HPMC คือ 225-230°C ความหนาแน่น 1.26-1.31 g/cm3³มีมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ประมาณ 22,000 อุณหภูมิคาร์บอไนเซชันอยู่ที่ 280-300°C และแรงตึงผิวคือ 42-56 mN/m (สารละลายในน้ำ 2%)

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของ HPMC ส่วนใหญ่ประกอบด้วยประเด็นต่อไปนี้

(1) ดัชนีขนาดอนุภาค: ดัชนีขนาดอนุภาค HPMC สำหรับพีวีซีเรซินมีข้อกำหนดสูง อัตราผ่าน 150μm มากกว่า 98.5% และอัตราการส่งบอลคือ 187μม. คือ 100% ข้อกำหนดทั่วไปของข้อกำหนดพิเศษอยู่ระหว่าง 250 ถึง 425μm.

(2) ความสามารถในการละลาย: ละลายได้ในตัวทำละลายบางชนิด เช่น น้ำและแอลกอฮอล์ ละลายน้ำได้และมีกิจกรรมพื้นผิว ความโปร่งใสสูง ประสิทธิภาพที่เสถียรของสารละลาย ข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันมีอุณหภูมิเจลที่แตกต่างกัน ความสามารถในการละลายเปลี่ยนแปลงไปตามความหนืด ยิ่งความหนืดต่ำ ความสามารถในการละลายก็จะมากขึ้น ข้อมูลจำเพาะที่แตกต่างกันของ HPMC มีความแตกต่างในด้านประสิทธิภาพ และความสามารถในการละลายในน้ำไม่ได้ ได้รับผลกระทบจากค่า pH

ความสามารถในการละลายในน้ำเย็นและน้ำร้อนแตกต่างกัน ผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณเมทอกซิลสูงจะไม่ละลายในน้ำร้อนที่สูงกว่า 85°C ผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณเมทอกซิลปานกลางจะไม่ละลายในน้ำร้อนที่สูงกว่า 65°C และผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณเมทอกซิลต่ำจะไม่ละลายในน้ำร้อนที่สูงกว่า 65°C. น้ำร้อนเกิน 60°C. HPMC ทั่วไปไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น เอทานอล อีเทอร์ และคลอโรฟอร์ม แต่ละลายได้ในสารละลายน้ำเอทานอล 10% ถึง 80% หรือส่วนผสมของเมทานอลและไดคลอโรมีเทน HPMC มีความสามารถในการดูดความชื้นบางอย่าง ตอนอายุ 25°C/80%RH การดูดซับความชื้นที่สมดุลคือ 13% และมีความเสถียรมากในสภาพแวดล้อมที่แห้งและมีค่า pH 3.0-11.0

(3) HPMC มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมในการละลายในน้ำเย็น แต่ไม่ละลายในน้ำร้อน การใส่ HPMC ลงในน้ำเย็นแล้วคนให้เข้ากันสามารถละลายและกลายเป็นของเหลวใสได้อย่างสมบูรณ์ ผลิตภัณฑ์บางยี่ห้อโดยทั่วไปไม่ละลายในน้ำร้อนที่สูงกว่า 60°C และสามารถบวมได้เท่านั้น คุณสมบัตินี้สามารถนำไปใช้ในการล้างและการทำให้บริสุทธิ์ ซึ่งสามารถลดต้นทุน ลดมลภาวะ และเพิ่มความปลอดภัยในการผลิต เมื่อปริมาณเมทอกซิลลดลง จุดเจลของ HPMC เพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายน้ำลดลง และกิจกรรมพื้นผิวก็ลดลงเช่นกัน

(4) HPMC ใช้เป็นตัวกันโคลงและสารช่วยกระจายตัวในการทำพอลิเมอไรเซชันของไวนิลคลอไรด์และไวนิลดีน สามารถใช้ร่วมกับโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA) หรือแยกอิสระก็ได้ และสามารถควบคุมรูปร่างของอนุภาคและการกระจายตัวของอนุภาคได้

(5) HPMC ยังมีความต้านทานต่อเอนไซม์ที่แข็งแกร่ง คุณสมบัติเจลความร้อน (น้ำร้อนสูงกว่า 60°C ไม่ละลาย แต่จะพองตัวเท่านั้น) คุณสมบัติในการสร้างฟิล์มที่ดีเยี่ยม ความคงตัวของค่า pH (3.0-11.0) การกักเก็บน้ำ และคุณลักษณะอื่นๆ อีกมากมาย

จากคุณลักษณะที่ยอดเยี่ยมข้างต้น HPMC จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาอุตสาหกรรม เช่น ยา อุตสาหกรรมปิโตรเคมี การก่อสร้าง เซรามิก สิ่งทอ อาหาร สารเคมีรายวัน เรซินสังเคราะห์ สารเคลือบ และอิเล็กทรอนิกส์

2.2 รุ่นผลิตภัณฑ์ HPMC

อัตราส่วนของปริมาณเมทอกซิลและปริมาณไฮดรอกซีโพรพิลในผลิตภัณฑ์ HPMC นั้นแตกต่างกัน ความหนืดแตกต่างกัน และประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์แตกต่างกัน

2.3 กระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ HPMC

HPMC ใช้เซลลูโลสฝ้ายกลั่นเป็นวัตถุดิบหลัก และสร้างผงฝ้ายผ่านการบด ใส่ผงสำลีลงในกาต้มน้ำโพลีเมอไรเซชันแนวตั้ง กระจายตัวทำละลายประมาณ 10 เท่า (โทลูอีน ไอโซโพรพานอลเป็นตัวทำละลายผสม) และเพิ่มตามลำดับน้ำด่าง (โซดาไฟเกรดอาหารละลายในน้ำร้อนก่อน) โพรพิลีนออกไซด์ เมทิลคลอไรด์อีเทอร์ริฟิเคชั่นแทน ปฏิกิริยาอีเธอริฟิเคชั่นจะดำเนินการที่อุณหภูมิและความดันที่แน่นอน และผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาจะถูกทำให้เป็นกลางด้วยกรด เหล็กที่ถูกเอาออก ล้างและทำให้แห้ง และในที่สุดก็ได้รับ HPMC

3. การใช้ HPMC ในการผลิตพีวีซี

3.1 หลักการดำเนินการ

การใช้ HPMC เป็นสารช่วยกระจายตัวในการผลิตอุตสาหกรรมพีวีซีนั้นพิจารณาจากโครงสร้างโมเลกุล จากโครงสร้างโมเลกุลของ HPMC จะเห็นได้ว่าสูตรโครงสร้างของ HPMC มีทั้งกลุ่มฟังก์ชัน hydrophilic hydroxypropyl (-OCH-CHOHCH3) และกลุ่มฟังก์ชัน lipophilic methoxyl (-OCH,) ในปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของสารแขวนลอยไวนิลคลอไรด์ สารช่วยกระจายตัวส่วนใหญ่จะเข้มข้นในชั้นส่วนต่อประสานของเฟสหยด-น้ำของมอนอเมอร์ และจัดเรียงในลักษณะที่ส่วนที่ชอบน้ำของสารช่วยกระจายตัวขยายไปถึงเฟสของน้ำ และส่วนไลโปฟิลิกขยายไปถึงโมโนเมอร์ หยด. ใน HPMC ส่วนที่ใช้ไฮดรอกซีโพรพิลเป็นส่วนที่ชอบน้ำ ซึ่งส่วนใหญ่กระจายอยู่ในเฟสน้ำ ส่วนที่เป็นเมทอกซีคือส่วนที่เป็นไขมันซึ่งส่วนใหญ่กระจายอยู่ในเฟสโมโนเมอร์ ปริมาณของส่วนของไลโปฟิลิกที่กระจายอยู่ในเฟสโมโนเมอร์ส่งผลต่อขนาดอนุภาคปฐมภูมิ ระดับการรวมตัว และความพรุนของเรซิน ยิ่งเนื้อหาของส่วน lipophilic สูงเท่าใด ผลการป้องกันต่ออนุภาคหลักก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น ระดับการรวมตัวของอนุภาคหลักก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น และเรซิน ความพรุนของเรซินจะเพิ่มขึ้นและความหนาแน่นที่ปรากฏจะลดลง ยิ่งเนื้อหาของส่วนที่ชอบน้ำสูงเท่าไร ผลการป้องกันต่ออนุภาคปฐมภูมิก็จะยิ่งอ่อนแอลง ระดับการรวมตัวของอนุภาคปฐมภูมิก็จะยิ่งมากขึ้น ความพรุนของเรซินก็จะยิ่งต่ำลง และความหนาแน่นที่ชัดเจนก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ ผลการป้องกันของสารช่วยกระจายตัวยังรุนแรงเกินไป ด้วยความหนืดที่เพิ่มขึ้นของระบบปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันที่อัตราการแปลงที่สูงขึ้น พันธะระหว่างอนุภาคเรซินมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น ทำให้รูปร่างของอนุภาคไม่สม่ำเสมอ ผลการป้องกันของสารช่วยกระจายตัวอ่อนแอเกินไป และอนุภาคหลักสามารถรวมตัวกันได้ง่ายที่ขั้นตอนอัตราการแปลงต่ำในระยะแรกของการเกิดพอลิเมอไรเซชัน จึงสร้างเรซินที่มีรูปร่างอนุภาคไม่สม่ำเสมอ

ได้รับการพิสูจน์แล้วจากการปฏิบัติว่าการเติม HPMC และสารช่วยกระจายตัวอื่นๆ ให้กับสารแขวนลอยโพลีเมอไรเซชันของไวนิลคลอไรด์สามารถลดแรงตึงผิวระหว่างไวนิลคลอไรด์และน้ำในระยะเริ่มต้นของการเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน การกระจายตัวที่เสถียรในตัวกลางน้ำ ผลกระทบนี้เรียกว่าความสามารถในการกระจายตัวของสารช่วยกระจายตัว ในทางกลับกัน หมู่ฟังก์ชันที่ชอบไขมันของสารช่วยกระจายตัวที่ถูกดูดซับบนพื้นผิวของหยดไวนิลคลอไรด์ก่อรูปชั้นป้องกันเพื่อป้องกันการรวมตัวของหยดไวนิลคลอไรด์ หยดมีบทบาทในการรักษาเสถียรภาพและการป้องกัน ซึ่งเรียกว่าความสามารถในการกักเก็บคอลลอยด์ของสารช่วยกระจายตัว กล่าวคือ ในระบบโพลีเมอไรเซชันของสารแขวนลอย สารช่วยกระจายตัวมีบทบาทสองประการในการกระจายตัวและการปกป้องความเสถียรของคอลลอยด์

3.2 การวิเคราะห์ประสิทธิภาพของแอปพลิเคชัน

พีวีซีเรซินเป็นผงอนุภาคของแข็ง ลักษณะอนุภาค (รวมถึงรูปร่างของอนุภาค ขนาดและการกระจายตัวของอนุภาค โครงสร้างจุลภาค ขนาดรูพรุน และการกระจายตัว ฯลฯ) ส่งผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพการประมวลผลของพลาสติกและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ และกำหนด PVC มีปัจจัยสองประการที่มีอิทธิพลมากที่สุดต่อคุณลักษณะของอนุภาคเรซิน:1การกวนของถังโพลีเมอไรเซชัน อุปกรณ์ค่อนข้างคงที่ และลักษณะการกวนโดยทั่วไปไม่เปลี่ยนแปลง②ระบบกระจายตัวของโมโนเมอร์ในกระบวนการโพลีเมอไรเซชัน กล่าวคือ วิธีการเลือกชนิด เกรด และปริมาณเป็นตัวแปรที่สำคัญที่สุดในการควบคุมคุณสมบัติของเม็ดพีวีซีเรซิน

จากกลไกการแกรนูลเรซินในกระบวนการโพลีเมอไรเซชันแบบแขวนลอย เป็นที่ทราบกันว่าการเติมสารช่วยกระจายตัวก่อนปฏิกิริยาส่วนใหญ่ทำหน้าที่รักษาเสถียรภาพของหยดน้ำมันโมโนเมอร์ที่เกิดจากการกวนและป้องกันการโพลีเมอไรเซชันร่วมกันและการรวมตัวกันของหยดน้ำมัน ดังนั้นผลการกระจายตัวของสารช่วยกระจายตัวจะส่งผลต่อคุณสมบัติหลักของเรซินโพลีเมอร์

ความสามารถในการกักเก็บคอลลอยด์ของสารช่วยกระจายตัวมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับความหนืดหรือน้ำหนักโมเลกุล ยิ่งความหนืดของสารละลายในน้ำมากขึ้น น้ำหนักโมเลกุลก็จะยิ่งสูงขึ้น และยิ่งความแข็งแรงของฟิล์มป้องกันที่ดูดซับบนส่วนต่อประสานระหว่างเฟสไวนิลคลอไรด์กับน้ำก็จะยิ่งสูงขึ้น โอกาสที่จะเกิดการแตกของฟิล์มและการแข็งตัวของเกรนก็น้อยลง

สารละลายที่เป็นน้ำของสารช่วยกระจายตัวมีฤทธิ์ในการประสาน ยิ่งแรงตึงผิวมีขนาดเล็กลง กิจกรรมของพื้นผิวก็จะยิ่งสูงขึ้น หยดน้ำมันโมโนเมอร์จะเกิดขึ้นได้ละเอียดยิ่งขึ้น ความหนาแน่นที่ปรากฏของอนุภาคเรซินที่ได้รับก็จะยิ่งน้อยลง และยิ่งหลวมและมีรูพรุนมากขึ้น

ได้รับการยืนยันจากการวิจัยเชิงทดลองว่าแรงตึงผิวของ HPMC ค่อนข้างน้อยในสารละลายช่วยกระจายตัวในน้ำของเจลาติน, PVA และ HPMC ที่ความเข้มข้นเท่ากัน นั่นคือ ยิ่งแรงตึงผิวน้อยลง กิจกรรมพื้นผิวของ HPMC ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ระบบโพลีเมอไรเซชันของสารแขวนลอยไวนิลคลอไรด์ซึ่งบ่งชี้ว่า ความสามารถในการกระจายตัวของสารช่วยกระจายตัว HPMC แข็งแกร่งยิ่งขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับสารช่วยกระจายตัว PVA ที่มีความหนืดปานกลางและสูง น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์เฉลี่ยของ HPMC (ประมาณ 22,000) นั้นน้อยกว่าของ PVA มาก (ประมาณ 150,000) นั่นคือประสิทธิภาพการยึดติดของสารช่วยกระจายตัวของ HPMC นั้นไม่ดีเท่าที่ควร ของพีวีเอ

การวิเคราะห์ทางทฤษฎีและปฏิบัติข้างต้นแสดงให้เห็นว่า HPMC สามารถใช้ในการผลิตเรซิน PVC แบบแขวนลอยประเภทต่างๆ ได้ เมื่อเปรียบเทียบกับ PVA ที่มีระดับแอลกอฮอล์ไลซิสถึง 80% ก็มีความสามารถในการยึดเกาะของกาวได้น้อยกว่าและมีความสามารถในการกระจายตัวได้ดีกว่า-เมื่อเทียบกับ PVA 5% ความสามารถในการยึดเกาะของกาวและความสามารถในการกระจายจะเท่ากัน HPMC ถูกใช้เป็นสารช่วยกระจายตัว และอนุภาคเรซินที่ผลิตโดย HPMC มีปริมาณ "ฟิล์ม" น้อยกว่า อนุภาคเรซินมีความสม่ำเสมอต่ำ ขนาดอนุภาคที่ละเอียดกว่า การดูดซับพลาสติกพลาสติไซเซอร์ที่ใช้เรซินสูง และจริงๆ แล้วเหนียวกับกาต้มน้ำน้อยกว่า เนื่องจากไม่ -เป็นพิษและง่าย ผลิตเรซินเกรดทางการแพทย์ที่มีความใสสูง

จากการวิเคราะห์การผลิตทั้งทางทฤษฎีและปฏิบัติข้างต้น HPMC และ PVA ซึ่งเป็นสารช่วยกระจายตัวหลักสำหรับสารแขวนลอยโพลีเมอไรเซชัน โดยทั่วไปสามารถตอบสนองข้อกำหนดด้านคุณภาพของผลิตภัณฑ์เรซินได้ แต่เป็นเรื่องยากมากที่จะปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความสามารถในการยึดเกาะของกาวและกิจกรรมการประสานผิวในการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน การผลิต. เนื่องจากทั้งสองมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์เรซินคุณภาพสูง ผู้ผลิตส่วนใหญ่ใช้ระบบคอมโพสิตที่มีความสามารถในการยึดติดและกิจกรรมการยึดเกาะที่แตกต่างกัน นั่นคือ ระบบกระจายตัวแบบคอมโพสิต PVA และ HPMC เพื่อให้บรรลุผลของการเรียนรู้จากแต่ละระบบ อื่น.

3.3 การเปรียบเทียบคุณภาพของ HPMC ในประเทศและต่างประเทศ

ขั้นตอนการทดสอบอุณหภูมิเจลคือการเตรียมสารละลายในน้ำที่มีเศษส่วนมวล 0.15% เติมลงในหลอดวัดสี ใส่เทอร์โมมิเตอร์ ค่อยๆ ตั้งไฟให้ร้อนแล้วคนเบาๆ เมื่อสารละลายปรากฏเจลเส้นใยสีขาวนวลคือขีดจำกัดล่างของ อุณหภูมิของเจล ให้ร้อนขึ้นและคนต่อไป เมื่อสารละลายเปลี่ยนเป็นสีขาวขุ่นจนหมด คือขีดจำกัดบนของอุณหภูมิเจล

3.4 สถานะของ HPMC รุ่นต่างๆ ทั้งในและต่างประเทศภายใต้กล้องจุลทรรศน์

สามารถดูภาพถ่ายของ HPMC ประเภทต่างๆ ใต้กล้องจุลทรรศน์ได้:1E50 ต่างประเทศและ 60YT50 HPMC ในประเทศนำเสนอโครงสร้างรวมภายใต้กล้องจุลทรรศน์ โครงสร้างโมเลกุลของ 60YT50HPMC ในประเทศมีขนาดกะทัดรัดและสม่ำเสมอ และโครงสร้างโมเลกุลของ E50 ต่างประเทศจะกระจายตัว②สถานะรวมของ 60YT50 HPMC ในประเทศ โครงสร้างในทางทฤษฎีสามารถลดแรงตึงผิวระหว่างไวนิลคลอไรด์กับน้ำในทางทฤษฎี และช่วยให้ไวนิลคลอไรด์กระจายตัวสม่ำเสมอและเสถียรในตัวกลางน้ำ นั่นคือเนื่องจากเนื้อหาไฮดรอกซีโพรพิลของ 60YT50 HPMC สูงกว่าเล็กน้อย ทำให้ชอบน้ำมากขึ้น ในขณะที่ ES0 เนื่องจากกลุ่มเมทอกซิลมีปริมาณสูง ตามทฤษฎี จึงมีประสิทธิภาพในการกักเก็บยางได้ดีขึ้น๓ป้องกันการรวมตัวของหยดไวนิลคลอไรด์ในระยะแรกของกระบวนการโพลีเมอไรเซชัน④ป้องกันการรวมตัวกันของอนุภาคโพลีเมอร์ในขั้นตอนกลางและระยะหลังของกระบวนการโพลีเมอไรเซชัน โครงสร้างรวมส่วนใหญ่ศึกษาการจัดเรียงร่วมกันของโมเลกุลเซลลูโลส (บริเวณที่เป็นผลึกและอสัณฐาน ขนาดและรูปแบบของเซลล์หน่วย รูปแบบการอัดตัวของสายโซ่โมเลกุลในเซลล์หน่วย ขนาดของผลึก ฯลฯ) โครงสร้างการวางแนว ( สายโซ่โมเลกุลและการวางแนวของคริสตัลขนาดเล็ก) ฯลฯ เอื้อต่อปฏิกิริยาการกราฟต์เต็มรูปแบบของฝ้ายที่ผ่านการกลั่นในระหว่างการทำอีเทอร์ริฟิเคชั่น และปรับปรุงคุณภาพและความเสถียรภายในของ HPMC

3.5 สถานะของสารละลายน้ำ HPMC ทั้งในและต่างประเทศ

HPMC ในประเทศและต่างประเทศถูกเตรียมเป็นสารละลายน้ำ 1% และการส่งผ่านแสงของ 60YT50 HPMC ในประเทศคือ 93% และของ E50 HPMC ต่างประเทศคือ 94% และโดยพื้นฐานแล้วไม่มีความแตกต่างในการส่งผ่านแสงระหว่างทั้งสอง

ผลิตภัณฑ์ HPMC ในประเทศและต่างประเทศถูกกำหนดสูตรเป็นสารละลายน้ำ 0.5% และสังเกตสารละลายหลังจากละลายเซลลูโลส HPMC จะเห็นได้ด้วยตาเปล่าว่าความโปร่งใสของทั้งสองดีมาก ชัดเจนและโปร่งใส และไม่มีเส้นใยที่ไม่ละลายน้ำจำนวนมาก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าคุณภาพของ HPMC ที่นำเข้าและ HPMC ในประเทศดีกว่า การส่งผ่านแสงที่สูงของสารละลายแสดงให้เห็นว่า HPMC ทำปฏิกิริยาอย่างเต็มที่ในกระบวนการอัลคาไลเซชันและอีเธอริฟิเคชัน โดยไม่มีสิ่งเจือปนและเส้นใยที่ไม่ละลายน้ำจำนวนมาก ประการแรก สามารถระบุคุณภาพของ HPMC ได้อย่างง่ายดาย ของเหลวสีขาวและฟองอากาศ

4. การทดสอบนำร่องการประยุกต์ใช้สารช่วยกระจายตัว HPMC

เพื่อยืนยันประสิทธิภาพการกระจายตัวของ HPMC ในประเทศในกระบวนการผลิตโพลีเมอไรเซชันและอิทธิพลต่อคุณภาพของพีวีซีเรซิน ทีม R&D ของ Shandong Yiteng New Materials Co., Ltd. ใช้ผลิตภัณฑ์ HPMC ในประเทศและต่างประเทศเป็นสารช่วยกระจายตัว และ HPMC ในประเทศ และนำเข้า PVA มาเป็นสารช่วยกระจายตัว คุณภาพของเรซินที่เตรียมโดย HPMC ยี่ห้อต่างๆ ที่เป็นสารช่วยกระจายตัวในประเทศจีนได้รับการทดสอบและเปรียบเทียบ และวิเคราะห์และหารือถึงผลการใช้งานของ HPMC ในเรซิน PVC

4.1 กระบวนการทดสอบนำร่อง

ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันถูกดำเนินการในกาต้มน้ำโพลีเมอไรเซชันขนาด 6 ลูกบาศก์เมตร เพื่อขจัดอิทธิพลของคุณภาพโมโนเมอร์ที่มีต่อคุณภาพของพีวีซีเรซิน โรงงานนำร่องจึงใช้วิธีแคลเซียมคาร์ไบด์เพื่อผลิตโมโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์ และปริมาณน้ำของโมโนเมอร์น้อยกว่า 50×10-6. หลังจากผ่านคุณสมบัติสุญญากาศของกาต้มน้ำโพลีเมอไรเซชันแล้ว ให้เติมไวนิลคลอไรด์ที่วัดได้และน้ำปราศจากไอออนลงในกาต้มน้ำโพลีเมอไรเซชันตามลำดับ จากนั้นเติมสารช่วยกระจายตัวและสารเติมแต่งอื่นๆ ที่สูตรกำหนดลงในกาต้มน้ำพร้อมๆ กันหลังจากการชั่งน้ำหนัก หลังจากกวนไว้ล่วงหน้า 15 นาที เติมน้ำร้อนที่ 90°นำ C เข้าไปในแจ็คเก็ต ให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิโพลีเมอไรเซชันเพื่อเริ่มปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชัน และนำน้ำเย็นเข้าไปในแจ็คเก็ตในเวลาเดียวกัน และอุณหภูมิของปฏิกิริยาถูกควบคุมโดย DCS เมื่อความดันของกาต้มน้ำโพลีเมอไรเซชันลดลงเหลือ 0.15 MPa อัตราการแปลงโพลีเมอไรเซชันจะสูงถึง 85% ถึง 90% โดยเพิ่มเทอร์มิเนเตอร์เพื่อยุติปฏิกิริยา นำไวนิลคลอไรด์กลับมา การแยกและทำให้แห้งเพื่อให้ได้เรซินพีวีซี

4.2 การทดสอบนำร่องของการผลิตเรซิน 60YT50 ในประเทศและต่างประเทศ E50 HPMC

จากข้อมูลการเปรียบเทียบคุณภาพของ 60YT50 HPMC ในประเทศและ E50 HPMC ต่างประเทศเพื่อผลิตพีวีซีเรซิน จะเห็นได้ว่าความหนืดและการดูดซับพลาสติไซเซอร์ของเรซินพีวีซี 60YT50 HPMC ในประเทศมีความคล้ายคลึงกับผลิตภัณฑ์ HPMC ต่างประเทศที่คล้ายกัน โดยมีสารระเหยต่ำ ตัวเองดี - ความเพียงพอ อัตราที่ผ่านการรับรองคือ 100% และโดยพื้นฐานแล้วทั้งสองมีความใกล้เคียงกันในแง่ของคุณภาพของเรซิน ปริมาณเมทอกซิลของ E50 ต่างประเทศนั้นสูงกว่าปริมาณ HPMC ในประเทศ 60YT50 เล็กน้อย และประสิทธิภาพการกักเก็บยางก็แข็งแกร่ง พีวีซีเรซินที่ได้รับนั้นดีกว่าสารช่วยกระจายตัวของ HPMC ในประเทศเล็กน้อย ในแง่ของการดูดซับของพลาสติไซเซอร์และความหนาแน่นที่ปรากฏ

4.3 HPMC 60YT50 ในประเทศและ PVA นำเข้าที่ใช้เป็นสารช่วยกระจายตัวในการผลิตการทดสอบนำร่องของเรซิน

4.3.1 คุณภาพของเม็ดพลาสติกพีวีซีที่ผลิตได้

พีวีซีเรซินผลิตโดย HPMC 60YT50 ในประเทศและสารช่วยกระจาย PVA นำเข้า ข้อมูลการเปรียบเทียบคุณภาพสามารถดูได้: การใช้ระบบกระจายตัว PVA ที่มีคุณภาพเดียวกัน 60YT50HPMC และระบบกระจายตัว PVA ที่นำเข้าเพื่อผลิตพีวีซีเรซินตามลำดับ เนื่องจากตามทฤษฎี สารกระจายตัว 60YTS0 HPMC มีความสามารถในการกระจายตัวที่แข็งแกร่งและประสิทธิภาพการกักเก็บยางที่ดี มันไม่ดีเท่าระบบการกระจายตัวของ PVA ความหนาแน่นปรากฏของพีวีซีเรซินที่ผลิตโดยระบบการกระจายตัวของ HPMC 60YTS0 นั้นต่ำกว่าความหนาแน่นของสารช่วยกระจายตัว PVA เล็กน้อย การดูดซับของพลาสติไซเซอร์จะดีกว่า และขนาดอนุภาคเฉลี่ยของเรซินนั้นละเอียดกว่า โดยทั่วไปผลการทดสอบสามารถสะท้อนถึงคุณลักษณะต่างๆ ของ 60YT50 HPMC และระบบกระจายตัว PVA ที่นำเข้า และยังสะท้อนถึงข้อดีและข้อเสียของสารช่วยกระจายตัวทั้งสองจากประสิทธิภาพของพีวีซีเรซิน ในแง่ของโครงสร้างจุลภาค ฟิล์มพื้นผิวของเรซินช่วยกระจายตัว HPMC แบบบาง เรซินจะทำให้เกิดพลาสติกได้ง่ายกว่าในระหว่างการประมวลผล

4.3.2 สภาพฟิล์มของอนุภาคพีวีซีเรซินภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

เมื่อสังเกตโครงสร้างจุลภาคของอนุภาคเรซิน อนุภาคเรซินที่ผลิตโดยสารช่วยกระจายตัว HPMC จะมีความหนาของ "ฟิล์ม" ที่บางกว่าระดับจุลภาค อนุภาคเรซินที่ผลิตโดยสารช่วยกระจายตัว PVA จะมี "ฟิล์ม" ที่หนาขึ้นด้วยกล้องจุลทรรศน์ นอกจากนี้ สำหรับผู้ผลิตเรซินแคลเซียมคาร์ไบด์ที่มีปริมาณสิ่งเจือปนของไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์ในปริมาณสูง เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของระบบสูตร พวกเขาจะต้องเพิ่มปริมาณของสารช่วยกระจายตัว ซึ่งส่งผลให้การสะสมตัวที่พื้นผิวของอนุภาคเรซินเพิ่มขึ้น และความหนาของ "ฟิล์ม" ประสิทธิภาพการทำให้เป็นพลาสติกในการประมวลผลขั้นปลายนั้นไม่เอื้ออำนวย

4.4 การทดสอบนำร่องของ HPMC เกรดต่างๆ เพื่อผลิตพีวีซีเรซิน

4.4.1 คุณภาพของเม็ดพลาสติกพีวีซีที่ผลิตได้

การใช้ HPMC เกรดภายในประเทศต่างๆ (ที่มีความหนืดและปริมาณไฮดรอกซีโพรพิลต่างกัน) เป็นสารช่วยกระจายตัวเดี่ยว ปริมาณของสารช่วยกระจายตัวคือ 0.060% ของโมโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์ และปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันของสารแขวนลอยของไวนิลคลอไรด์จะดำเนินการที่ 56.5° C เพื่อให้ได้ขนาดอนุภาคเฉลี่ย ความหนาแน่นปรากฏ และการดูดซับพลาสติไซเซอร์ของพีวีซีเรซิน

จะเห็นได้จากสิ่งนี้ว่า:1เมื่อเปรียบเทียบกับระบบกระจาย 65YT50 HPMC แล้ว 75YT100 มีความหนืด 65YT50 HPMC น้อยกว่า 75YT100HPMC และปริมาณไฮดรอกซีโพรพิลก็น้อยกว่า 75YT100HPMC ในขณะที่ปริมาณเมทอกซิลสูงกว่า 75YT100 HPMC ตามการวิเคราะห์ทางทฤษฎีของสารช่วยกระจายตัว ความหนืด และไฮดรอกซีโพรพิล การลดลงของเนื้อหาฐานจะส่งผลให้ความสามารถในการกระจายตัวของ HPMC ลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และการเพิ่มขึ้นของปริมาณเมทอกซีจะส่งเสริมการเพิ่มความสามารถในการยึดเกาะของกาวของสารช่วยกระจายตัว นั่นคือระบบการกระจายตัวของ HPMC 65YT50 จะทำให้ขนาดอนุภาคเฉลี่ยของพีวีซีเรซินเพิ่มขึ้น (ขนาดอนุภาคหยาบ) ความหนาแน่นที่ชัดเจนเพิ่มขึ้นและการดูดซับของพลาสติไซเซอร์เพิ่มขึ้น②เมื่อเปรียบเทียบกับระบบการกระจายตัวของ 60YT50 HPMC ปริมาณไฮดรอกซีโพรพิลของ 60YT50 HPMC นั้นมากกว่าของ 65YT50 HPMC และปริมาณเมทอกซีของทั้งสองนั้นใกล้เคียงกันและสูงกว่า ตามทฤษฎีสารช่วยกระจายตัว ยิ่งปริมาณไฮดรอกซีโพรพิลสูง ความสามารถในการกระจายตัวของสารช่วยกระจายตัวก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น ดังนั้นความสามารถในการกระจายตัวของ 60YT50 HPMC จึงได้รับการปรับปรุง ในเวลาเดียวกันเนื้อหาเมทอกซิลทั้งสองอยู่ใกล้กันและมีเนื้อหาสูงกว่าความสามารถในการยึดเกาะของกาวก็แข็งแกร่งขึ้นเช่นกัน ในระบบการกระจายตัวของ 60YT50 HPMC และ 65YT50 HPMC ที่มีคุณภาพเดียวกัน เรซินพีวีซีที่ผลิตโดย 60YT50HPMC มากกว่าการกระจายตัวของ 65YT50 HPMC ระบบจะต้องมีขนาดอนุภาคเฉลี่ยที่เล็กกว่า (ขนาดอนุภาคละเอียด) และมีความหนาแน่นปรากฏต่ำกว่า เนื่องจากปริมาณเมทอกซิลในระบบการกระจายตัวใกล้เคียงกับ (ประสิทธิภาพการกักเก็บยาง) ส่งผลให้มีการดูดซับพลาสติไซเซอร์ที่คล้ายกัน นี่คือเหตุผลที่ว่าทำไม 60YT50 HPMC โดยทั่วไปจึงถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมพีวีซีเรซินเมื่อเลือกสารช่วยกระจายตัวแบบคอมโพสิต PVA และ HPMC แน่นอนว่า 65YT50 HPMC ถูกใช้อย่างสมเหตุสมผลในสูตรระบบการกระจายตัวของคอมโพสิตหรือไม่ ควรพิจารณาตามตัวบ่งชี้คุณภาพเรซินที่เฉพาะเจาะจงด้วย

4.4.2 สัณฐานวิทยาของอนุภาคของอนุภาคพีวีซีเรซินภายใต้กล้องจุลทรรศน์

สัณฐานวิทยาของอนุภาคของพีวีซีเรซินที่ผลิตโดยสารช่วยกระจายตัว 60YT50 HPMC 2 ชนิดที่มีปริมาณไฮดรอกซีโพรพิลและเมทอกซิลที่แตกต่างกันภายใต้กล้องจุลทรรศน์สามารถมองเห็นได้: ด้วยการเพิ่มขึ้นของปริมาณไฮดรอกซีโพรพิลและเมทอกซิล ความสามารถในการกระจายตัวของ HPMC การกักเก็บ ความสามารถของกาวจะเพิ่มขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับ 60YT50 HPMC (เศษส่วนมวลไฮดรอกซีโพรพิล 8.7%, เศษส่วนมวลเมทอกซิล 28.5%) อนุภาคเรซิน PVC ที่ผลิตออกมาจะสม่ำเสมอโดยไม่มีหาง และอนุภาคจะหลวม

4.5 ผลของปริมาณ 60YT50 HPMC ต่อคุณภาพของพีวีซีเรซิน

การทดสอบนำร่องใช้ 60YT50 HPMC เป็นสารช่วยกระจายตัวเดี่ยวโดยมีเศษส่วนมวลของกลุ่มเมทอกซิล 28.5% และเศษส่วนมวลของกลุ่มไฮดรอกซีโพรพิล 8.5% ขนาดอนุภาคเฉลี่ย ความหนาแน่นปรากฏ และการดูดซับพลาสติไซเซอร์ของพีวีซีเรซินที่ได้จากการทำพอลิเมอไรเซชันแบบแขวนลอยของไวนิลคลอไรด์ที่ 5°C.

จะเห็นได้ว่าเมื่อปริมาณของสารช่วยกระจายตัวเพิ่มขึ้น ความหนาของชั้นสารช่วยกระจายตัวที่ถูกดูดซับบนพื้นผิวหยดจะเพิ่มขึ้น ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพของสารช่วยกระจายตัวและความสามารถในการยึดติดของสารช่วยกระจายตัวของสารช่วยกระจายตัว ส่งผลให้ขนาดอนุภาคเฉลี่ยของ PVC ลดลง เรซินและพื้นที่ผิวลดลง ความหนาแน่นปรากฏเพิ่มขึ้นและการดูดซับของพลาสติไซเซอร์ลดลง

5 บทสรุป

(1) ประสิทธิภาพการใช้งานของพีวีซีเรซินที่เตรียมจากผลิตภัณฑ์ HPMC ในประเทศถึงระดับของผลิตภัณฑ์นำเข้าที่คล้ายคลึงกัน

(2) เมื่อใช้ HPMC เป็นสารช่วยกระจายตัวเดี่ยว ก็สามารถผลิตผลิตภัณฑ์เรซิน PVC ที่มีตัวบ่งชี้ที่ดีกว่าได้

(3) เมื่อเปรียบเทียบกับสารช่วยกระจายตัว PVA, HPMC และสารช่วยกระจายตัว PVA สารเติมแต่งทั้งสองชนิดจะถูกใช้เป็นสารช่วยกระจายตัวเพื่อผลิตเรซินเท่านั้น และตัวบ่งชี้เรซินที่ผลิตนั้นมีข้อดีและข้อเสียในตัวเอง สารช่วยกระจายตัว HPMC มีฤทธิ์ที่พื้นผิวสูงและประสิทธิภาพการกระจายตัวของหยดน้ำมันโมโนเมอร์ที่แข็งแกร่ง มีประสิทธิภาพเช่นเดียวกับ PVA 72 .5% ระดับแอลกอฮอล์ไลซิสประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน

(4) ภายใต้เงื่อนไขคุณภาพเดียวกัน HPMC เกรดที่แตกต่างกันจะมีปริมาณเมทอกซิลและไฮดรอกซีโพรพิลที่แตกต่างกัน ซึ่งใช้ในการปรับดัชนีคุณภาพของเรซินพีวีซีที่แตกต่างกัน สารช่วยกระจายตัว 60YT50 HPMC มีประสิทธิภาพการกระจายตัวที่ดีกว่า 65YT50 HPMC เนื่องจากมีปริมาณไฮดรอกซีโพรพิลสูง 65YT50 HPMC เนื่องจากสารช่วยกระจายตัวมีปริมาณเมทอกซีสูง ประสิทธิภาพการกักเก็บยางจึงแข็งแกร่งกว่า 60YT50HPMC

(5) โดยปกติในการผลิตพีวีซีเรซิน ปริมาณของสารช่วยกระจายตัว 60YT50HPMC ที่ใช้จะแตกต่างกัน และการปรับคุณภาพและประสิทธิภาพของพีวีซีเรซินก็มีการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนเช่นกัน เมื่อปริมาณของสารช่วยกระจายตัว 60YT50 HPMC เพิ่มขึ้น ขนาดอนุภาคเฉลี่ยของเรซิน PVC จะลดลง ความหนาแน่นปรากฏเพิ่มขึ้น และการทำให้เป็นพลาสติก อัตราการดูดซึมของสารลดลงและในทางกลับกัน

นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับสารช่วยกระจายตัว PVA แล้ว HPMC ยังใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ซีรีส์เรซิน ซึ่งแสดงความยืดหยุ่นและความเสถียรที่ดีเยี่ยมกับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ประเภทกาต้มน้ำโพลีเมอไรเซชัน ปริมาตร การกวน ฯลฯ และสามารถลดปรากฏการณ์ที่ผนังกาต้มน้ำของอุปกรณ์เกาะติดกับ กาต้มน้ำและลดความหนาของฟิล์มพื้นผิวเรซิน เรซินปลอดสารพิษ ความเสถียรทางความร้อนสูง เพิ่มความโปร่งใสของผลิตภัณฑ์การประมวลผลขั้นปลายเรซิน ฯลฯ นอกจากนี้ HPMC ในประเทศจะช่วยให้ผู้ผลิต PVC ลดต้นทุนการผลิต ปรับปรุงความสามารถในการแข่งขันในตลาด และนำสิ่งที่ดีมาสู่ ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ