Nghiên cứu thử nghiệm sản xuất nhựa PVC từ Hydroxypropyl Methyl Cellulose

Quy trình sản xuất HPMC trong nước đã được giới thiệu và vai trò chính của HPMC trong nước trong quy trình sản xuất PVC và ảnh hưởng của nó đến chất lượng nhựa PVC đã được nghiên cứu trong thử nghiệm thí điểm. Kết quả cho thấy rằng:①Hiệu suất của HPMC trong nước là tuyệt vời và hiệu suất của nhựa PVC được sản xuất tương đương với chất lượng của nhựa PVC được sản xuất bởi các sản phẩm HPMC nhập khẩu;②Khi HPMC nội địa được sử dụng trong sản xuất PVC, PVC có thể được cải thiện và tinh chỉnh bằng cách điều chỉnh loại và số lượng HPMC Hiệu suất của các sản phẩm nhựa;③HPMC trong nước phù hợp để sản xuất các loại nhựa PVC rời khác nhau. Các hạt nhựa PVC được tạo ra có màng mỏng và bám nhẹ vào ấm;④Sản phẩm HPMC trong nước có thể thay thế sản phẩm HPMC nhập khẩu.

Từ khóa:PVC; chất phân tán; hydroxypropyl metyl xenluloza

Việc sản xuất HPMC bằng bông tinh chế ở nước ngoài bắt đầu từ năm 1960, nước tôi bắt đầu phát triển HPMC vào đầu năm 1970. Do hạn chế về thiết bị, công nghệ và các yếu tố khác nên chất lượng không thể ổn định, bề ngoài bị xơ. Vì lý do này, HPMC được ngành nhựa PVC, công nghiệp dược phẩm, vật liệu xây dựng cao cấp, mỹ phẩm, thép, thực phẩm và các ngành công nghiệp khác yêu cầu đều dựa vào nhập khẩu, chủ yếu từ Hoa Kỳ và Nhật Bản, còn HPMC chịu sự độc quyền của nước ngoài. . Năm 1990, Bộ Công nghiệp Hóa chất đã tổ chức các đơn vị liên quan cùng nhau giải quyết các vấn đề trọng tâm, sản xuất các sản phẩm đáp ứng yêu cầu chất lượng công nghiệp của PVC, hiện thực hóa nội địa hóa HPMC. Trong những năm gần đây, các nhà sản xuất HPMC xuất sắc trong nước đã thiết lập vững chắc khái niệm phát triển về đổi mới, phối hợp, xanh, cởi mở và chia sẻ, kiên trì phát triển theo hướng đổi mới và đạt được thành công sự phát triển chất lượng cao thông qua đổi mới độc lập, phát triển khoa học và tăng tốc chuyển đổi động năng cũ và động năng mới. Được đề xuất bởi Liên đoàn Công nghiệp Hóa chất và Dầu khí Trung Quốc, GB/T 34263-2017 “Sợi Hydroxypropyl Methyl dùng trong công nghiệp”, được Ủy ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn Hóa chất Trung Quốc chỉ định và được đơn vị soạn thảo phê duyệt, đã được ban hành vào năm 2017, và nó được phát hành trên toàn quốc vào ngày 01/04/2018. chính thức triển khai. Từ đó có những tiêu chuẩn để doanh nghiệp PVC mua và sử dụng sản phẩm HPMC.

1. Chất lượng cotton tinh tế

Bông tinh chế 30# có dạng sợi mịn dưới kính hiển vi. Một sợi bông trưởng thành có hàng trăm sợi nguyên tố cơ bản kết tinh trên mặt cắt ngang của nó và các sợi nguyên tố cơ bản được tổng hợp thành hàng trăm sợi bó lại. Những bó fibril Một sợi bông được cuộn xoắn ốc thành các lớp đồng tâm. Điều này có lợi cho sự hình thành cellulose kiềm hóa và tính đồng nhất của mức độ ether hóa, đồng thời có lợi cho việc cải thiện khả năng giữ keo của HPMC trong quá trình trùng hợp PVC.

Bông tinh chế 30 # sử dụng xơ bông có độ chín cao và độ trùng hợp thấp làm nguyên liệu thô, quy trình sản xuất phức tạp, cần phải tinh chế và chi phí sản xuất cao. Bông tinh chế 1000 # sử dụng xơ bông có độ chín cao và độ trùng hợp cao làm nguyên liệu thô, quy trình sản xuất không phức tạp và chi phí sản xuất thấp. Vì vậy, bông tinh chế 30# được sử dụng để sản xuất các sản phẩm cao cấp như nhựa PVC/y học/thực phẩm và bông tinh chế 1000# được sử dụng để sản xuất loại vật liệu xây dựng hoặc các lĩnh vực ứng dụng khác.

2. Tính chất, mẫu mã và quy trình sản xuất sản phẩm HPMC

2.1 Tính chất của sản phẩm HPMC

HPMClà một loại bột dạng sợi hoặc dạng hạt màu trắng hoặc trắng nhạt không độc hại, không mùi, không vị được làm từ bông tinh chế tự nhiên làm nguyên liệu chính. Nó là một loại hợp chất polymer bán tổng hợp, không hoạt động, nhớt, không ion. Các bí danh Trung Quốc là hydroxymethyl propyl cellulose, cellulose hydroxypropyl methyl ether và hypromellose, và công thức phân tử là [C6H7O2(OH)2COOR]n.

Điểm nóng chảy của HPMC là 225-230°C, tỷ trọng là 1,26-1,31 g/cm3³, khối lượng phân tử tương đối khoảng 22.000, nhiệt độ cacbon hóa là 280-300°C, và sức căng bề mặt là 42-56 mN/m (dung dịch nước 2%).

Các tính chất vật lý và hóa học của HPMC chủ yếu bao gồm các điểm sau.

(1) Chỉ số kích thước hạt: Chỉ số kích thước hạt HPMC cho nhựa PVC có yêu cầu cao. Tỷ lệ đậu 150μm lớn hơn 98,5% và tỷ lệ đỗ là 187μm là 100%. Yêu cầu chung của thông số kỹ thuật đặc biệt là từ 250 đến 425μm.

(2) Độ hòa tan: hòa tan trong một số dung môi như nước và rượu, hòa tan trong nước và có hoạt động bề mặt. Độ trong suốt cao, hiệu suất ổn định của dung dịch, thông số kỹ thuật khác nhau của sản phẩm có nhiệt độ gel khác nhau, độ hòa tan thay đổi theo độ nhớt, độ nhớt càng thấp thì độ hòa tan càng lớn, thông số kỹ thuật khác nhau của HPMC có sự khác biệt nhất định về hiệu suất và độ hòa tan trong nước không bị ảnh hưởng bởi giá trị pH.

Độ hòa tan trong nước lạnh và nước nóng là khác nhau. Sản phẩm có hàm lượng methoxyl cao không tan trong nước nóng trên 85°C, sản phẩm có hàm lượng methoxyl trung bình không tan trong nước nóng trên 65°C và các sản phẩm có hàm lượng methoxyl thấp không tan trong nước nóng trên 65°C. Nước nóng trên 60°C. HPMC thông thường không hòa tan trong các dung môi hữu cơ như etanol, ete và cloroform, nhưng hòa tan trong dung dịch nước etanol 10% đến 80% hoặc hỗn hợp metanol và dichloromethane. HPMC có độ hút ẩm nhất định. Ở tuổi 25°C/80%RH, độ hấp thụ độ ẩm cân bằng là 13%, rất ổn định trong môi trường khô ráo và giá trị pH từ 3,0-11,0.

(3) HPMC có đặc tính tuyệt vời là hòa tan trong nước lạnh nhưng không hòa tan trong nước nóng. Cho HPMC vào nước lạnh và khuấy đều có thể hòa tan hoàn toàn và biến thành chất lỏng trong suốt. Một số sản phẩm thương hiệu về cơ bản không hòa tan trong nước nóng trên 60°C và chỉ có thể sưng lên. Đặc tính này có thể được sử dụng để rửa và thanh lọc, giúp giảm chi phí, giảm ô nhiễm và tăng tính an toàn trong sản xuất. Khi hàm lượng methoxyl giảm, điểm gel của HPMC tăng lên, độ hòa tan trong nước giảm và hoạt động bề mặt cũng giảm.

(4) HPMC được sử dụng làm chất ổn định và phân tán huyền phù trong phản ứng trùng hợp vinyl clorua và vinylidene. Nó có thể được sử dụng cùng với rượu polyvinyl (PVA) hoặc độc lập và có thể kiểm soát hình dạng hạt và sự phân bố hạt.

(5) HPMC còn có khả năng kháng enzyme mạnh, đặc tính gel nhiệt (nước nóng trên 60°C không hòa tan mà chỉ trương nở), đặc tính tạo màng tuyệt vời, độ ổn định giá trị pH (3,0-11,0), giữ nước và nhiều đặc tính khác.

Dựa trên những đặc tính ưu việt trên, HPMC được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp như y học, công nghiệp hóa dầu, xây dựng, gốm sứ, dệt may, thực phẩm, hóa chất hàng ngày, nhựa tổng hợp, sơn phủ và điện tử.

2.2 Mẫu sản phẩm HPMC

Tỷ lệ hàm lượng methoxyl và hàm lượng hydroxypropyl trong các sản phẩm HPMC là khác nhau, độ nhớt khác nhau và hiệu suất của sản phẩm cũng khác nhau.

2.3 Quy trình sản xuất sản phẩm HPMC

HPMC sử dụng cellulose bông tinh chế làm nguyên liệu chính và tạo thành bột bông thông qua quá trình nghiền. Cho bột bông vào ấm trùng hợp thẳng đứng, phân tán trong khoảng 10 lần dung môi (toluene, isopropanol làm dung môi hỗn hợp) và thêm theo trình tự Lye (xút ăn da cấp thực phẩm được hòa tan trong nước nóng trước), oxit propylen, tác nhân ete hóa metyl clorua, phản ứng ete hóa được thực hiện ở nhiệt độ và áp suất nhất định, và sản phẩm phản ứng được trung hòa bằng axit, loại bỏ sắt, rửa sạch và sấy khô, và cuối cùng thu được HPMC.

3. Ứng dụng HPMC trong sản xuất PVC

3.1 Nguyên tắc hành động

Việc ứng dụng HPMC làm chất phân tán trong sản xuất công nghiệp PVC được xác định bởi cấu trúc phân tử của nó. Từ cấu trúc phân tử của HPMC có thể thấy rằng công thức cấu trúc của HPMC có cả nhóm chức hydroxypropyl (-OCH-CHOHCH3) ưa nước và nhóm chức methoxyl ưa mỡ (-OCH,). Trong phản ứng trùng hợp huyền phù vinyl clorua, chất phân tán chủ yếu tập trung ở lớp giao diện của pha nước-giọt monome và được sắp xếp sao cho đoạn ưa nước của chất phân tán kéo dài đến pha nước và đoạn lipophilic kéo dài đến monome. giọt nước. Trong HPMC, đoạn dựa trên hydroxypropyl là đoạn ưa nước, được phân bố chủ yếu trong pha nước; đoạn dựa trên methoxy là đoạn ưa lipid, được phân bố chủ yếu ở pha monome. Lượng phân đoạn ưa mỡ phân bố trong pha monome ảnh hưởng đến kích thước hạt sơ cấp, mức độ kết tụ và độ xốp của nhựa. Hàm lượng của phân đoạn ưa mỡ càng cao thì tác dụng bảo vệ các hạt sơ cấp càng mạnh, mức độ kết tụ của các hạt sơ cấp càng nhỏ và nhựa. Độ xốp của nhựa tăng và mật độ biểu kiến ​​giảm; Hàm lượng của phân đoạn ưa nước càng cao thì tác dụng bảo vệ đối với các hạt sơ cấp càng yếu, mức độ kết tụ của các hạt sơ cấp càng lớn, độ xốp của nhựa càng thấp và mật độ biểu kiến ​​càng cao. Ngoài ra, tác dụng bảo vệ của chất phân tán quá mạnh. Với sự gia tăng độ nhớt của hệ thống phản ứng trùng hợp, ở tốc độ chuyển đổi cao hơn, sự liên kết giữa các hạt nhựa dễ xảy ra, làm cho hình dạng hạt không đều; tác dụng bảo vệ của chất phân tán quá yếu và các hạt sơ cấp dễ kết hợp lại ở giai đoạn tốc độ chuyển đổi thấp trong giai đoạn đầu của quá trình trùng hợp, do đó tạo thành nhựa có hình dạng hạt không đều.

Thực tế đã chứng minh rằng việc thêm HPMC và các chất phân tán khác vào quá trình trùng hợp huyền phù của vinyl clorua có thể làm giảm sức căng bề mặt giữa vinyl clorua và nước ở giai đoạn trùng hợp ban đầu. Độ phân tán ổn định trong môi trường nước, hiệu ứng này được gọi là khả năng phân tán của chất phân tán; mặt khác, nhóm chức năng ưa mỡ của chất phân tán được hấp phụ trên bề mặt giọt vinyl clorua tạo thành một lớp bảo vệ để ngăn chặn sự kết tụ của giọt vinyl clorua. Giọt đóng vai trò ổn định và bảo vệ, được gọi là khả năng giữ keo của chất phân tán. Nghĩa là, trong hệ thống trùng hợp huyền phù, chất phân tán đóng vai trò kép là phân tán và bảo vệ độ ổn định của keo.

3.2 Phân tích hiệu suất ứng dụng

Nhựa PVC là một loại bột hạt rắn. Các đặc tính hạt của nó (bao gồm hình dạng hạt, kích thước và phân bố hạt, cấu trúc vi mô, kích thước và sự phân bố lỗ chân lông, v.v.) ảnh hưởng lớn đến hiệu suất xử lý của nhựa và hiệu suất sản phẩm, đồng thời xác định PVC. Có hai yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến đặc tính của hạt nhựa:①Quá trình khuấy của bể trùng hợp, thiết bị tương đối cố định và đặc tính khuấy về cơ bản không thay đổi;②Hệ thống phân tán của monome trong quá trình trùng hợp, tức là cách chọn loại, cấp và liều lượng là biến số quan trọng nhất kiểm soát các tính chất của viên nhựa PVC.

Từ cơ chế tạo hạt nhựa trong quá trình trùng hợp huyền phù, người ta biết rằng việc thêm chất phân tán trước phản ứng chủ yếu nhằm ổn định các giọt dầu monome được hình thành bằng cách khuấy và ngăn chặn sự trùng hợp lẫn nhau và hợp nhất các giọt dầu. Do đó, hiệu ứng phân tán của chất phân tán sẽ ảnh hưởng đến các tính chất chính của nhựa polymer.

Khả năng lưu giữ keo của chất phân tán có mối quan hệ tích cực với độ nhớt hoặc trọng lượng phân tử. Độ nhớt của dung dịch nước càng lớn, trọng lượng phân tử càng cao và độ bền của màng bảo vệ được hấp phụ trên giao diện pha vinyl clorua-nước càng cao thì càng ít bị vỡ màng và hạt thô.

Dung dịch nước của chất phân tán có hoạt tính bề mặt, sức căng bề mặt càng nhỏ, hoạt động bề mặt càng cao, các giọt dầu monome hình thành càng mịn, mật độ biểu kiến ​​của các hạt nhựa thu được càng nhỏ, càng lỏng và xốp hơn.

Thông qua nghiên cứu thực nghiệm, người ta đã xác nhận rằng sức căng bề mặt của HPMC tương đối nhỏ trong dung dịch phân tán nước của gelatin, PVA và HPMC ở cùng nồng độ, nghĩa là sức căng bề mặt càng nhỏ thì hoạt động bề mặt của HPMC càng cao. hệ thống trùng hợp huyền phù vinyl clorua, cho thấy khả năng phân tán của chất phân tán HPMC càng mạnh. So với chất phân tán PVA có độ nhớt trung bình và cao, trọng lượng phân tử tương đối trung bình của HPMC (khoảng 22.000) nhỏ hơn nhiều so với chất phân tán PVA (khoảng 150.000), nghĩa là hiệu suất duy trì chất kết dính của chất phân tán HPMC không tốt bằng. của PVA.

Những phân tích lý thuyết và thực tiễn trên cho thấy HPMC có thể được sử dụng để sản xuất nhiều loại nhựa PVC huyền phù. So với PVA có mức độ cồn hóa 80%, nó có khả năng giữ keo yếu hơn và khả năng phân tán mạnh hơn;．So với 5% PVA, khả năng giữ keo và khả năng phân tán là tương đương. HPMC được sử dụng làm chất phân tán và các hạt nhựa do HPMC sản xuất có hàm lượng “màng” ít hơn, độ đều đặn của các hạt nhựa kém, kích thước hạt mịn hơn, khả năng hấp thụ cao của chất hóa dẻo xử lý nhựa và thực sự ít dính vào ấm hơn, vì nó không -độc hại và dễ dàng Sản xuất nhựa y tế có độ trong cao.

Theo phân tích sản xuất lý thuyết và thực tiễn ở trên, HPMC và PVA, là chất phân tán chính cho quá trình trùng hợp huyền phù, về cơ bản có thể đáp ứng các yêu cầu về chất lượng của sản phẩm nhựa, nhưng rất khó đáp ứng các yêu cầu về khả năng lưu giữ chất kết dính và hoạt động bề mặt trong quá trình trùng hợp. sản xuất. Do cả hai đều có những đặc điểm riêng nên để sản xuất ra các sản phẩm nhựa chất lượng cao, hầu hết các nhà sản xuất đều sử dụng hệ thống composite với khả năng lưu giữ chất kết dính và hoạt động giao thoa khác nhau, đó là hệ thống phân tán composite PVA và HPMC, để đạt được hiệu quả học hỏi từ mỗi loại. khác.

3.3 So sánh chất lượng HPMC trong và ngoài nước

Quy trình kiểm tra nhiệt độ gel là chuẩn bị dung dịch nước có phần khối lượng 0,15%, cho vào ống đo màu, lắp nhiệt kế, đun nóng từ từ và khuấy nhẹ, khi dung dịch xuất hiện gel dạng sợi màu trắng đục là giới hạn dưới của nhiệt độ gel, tiếp tục đun nóng và khuấy đều, khi dung dịch chuyển hoàn toàn sang màu trắng sữa là giới hạn trên của nhiệt độ gel.

3.4 Tình trạng các mô hình HPMC trong và ngoài nước dưới kính hiển vi

Có thể thấy hình ảnh các loại HPMC dưới kính hiển vi:①Cả E50 nước ngoài và 60YT50 HPMC trong nước đều có cấu trúc tổng hợp dưới kính hiển vi, cấu trúc phân tử của 60YT50HPMC trong nước nhỏ gọn và đồng nhất, và cấu trúc phân tử của E50 nước ngoài bị phân tán;②Trạng thái tổng hợp của 60YT50 HPMC trong nước Cấu trúc về mặt lý thuyết có thể làm giảm sức căng bề mặt giữa vinyl clorua và nước, đồng thời hỗ trợ vinyl clorua phân tán đồng đều và ổn định trong môi trường nước, nghĩa là do hàm lượng hydroxypropyl của 60YT50 HPMC cao hơn một chút, nên nó làm cho nó ưa nước hơn, trong khi ES0 Do hàm lượng nhóm methoxyl cao nên về mặt lý thuyết, nó có hiệu suất giữ cao su mạnh hơn;③ngăn chặn sự hợp nhất của các giọt vinyl clorua trong giai đoạn đầu của quá trình trùng hợp;④ngăn chặn sự hợp nhất của các hạt polymer ở ​​giai đoạn giữa và sau của quá trình trùng hợp. Cấu trúc tổng hợp chủ yếu nghiên cứu sự sắp xếp lẫn nhau của các phân tử cellulose (vùng kết tinh và vô định hình, kích thước và hình dạng của tế bào đơn vị, dạng đóng gói của chuỗi phân tử trong tế bào đơn vị, kích thước của tinh thể, v.v.), cấu trúc định hướng ( chuỗi phân tử và Định hướng của vi tinh thể), v.v., có lợi cho phản ứng ghép hoàn toàn của bông tinh chế trong quá trình ete hóa, đồng thời cải thiện chất lượng nội tại và độ ổn định của HPMC.

3.5 Tình trạng dung dịch nước HPMC trong và ngoài nước

HPMC trong và ngoài nước được điều chế thành dung dịch nước 1%, độ truyền ánh sáng của HPMC 60YT50 trong nước là 93% và của HPMC E50 nước ngoài là 94%, và về cơ bản không có sự khác biệt về độ truyền ánh sáng giữa hai loại.

Các sản phẩm HPMC trong và ngoài nước được pha chế thành dung dịch nước 0,5% và quan sát thấy dung dịch sau khi hòa tan cellulose HPMC. Có thể thấy bằng mắt thường độ trong suốt của cả hai đều rất tốt, trong suốt, không có lượng lớn chất xơ không hòa tan, điều này cho thấy chất lượng của HPMC nhập khẩu và HPMC trong nước tốt hơn. Độ truyền ánh sáng cao của dung dịch cho thấy HPMC phản ứng hoàn toàn trong quá trình kiềm hóa và ete hóa, không có lượng lớn tạp chất và chất xơ không hòa tan. Đầu tiên, nó có thể dễ dàng xác định chất lượng của HPMC. Chất lỏng và bọt khí màu trắng.

4. Thử nghiệm thí điểm ứng dụng chất phân tán HPMC

Để khẳng định thêm hiệu suất phân tán của HPMC trong nước trong quá trình trùng hợp và ảnh hưởng của nó đến chất lượng của nhựa PVC, nhóm R&D của Công ty TNHH Vật liệu mới Shandong Yiteng đã sử dụng các sản phẩm HPMC trong và ngoài nước làm chất phân tán và HPMC trong nước và nhập khẩu PVA làm chất phân tán. Chất lượng của các loại nhựa được điều chế bởi các nhãn hiệu HPMC khác nhau làm chất phân tán ở Trung Quốc đã được kiểm tra và so sánh, đồng thời phân tích và thảo luận về hiệu quả ứng dụng của HPMC trong nhựa PVC.

4.1 Quy trình thử nghiệm thí điểm

Phản ứng trùng hợp được thực hiện trong ấm trùng hợp 6 m3. Để loại bỏ ảnh hưởng của chất lượng monome đến chất lượng của nhựa PVC, nhà máy thí điểm đã sử dụng phương pháp cacbua canxi để sản xuất monome vinyl clorua và hàm lượng nước trong monome nhỏ hơn 50×10-6. Sau khi độ chân không của ấm trùng hợp đủ tiêu chuẩn, lần lượt thêm vinyl clorua và nước không có ion đã đo vào ấm trùng hợp, sau đó thêm chất phân tán và các chất phụ gia khác theo công thức vào ấm cùng lúc sau khi cân. Sau khi khuấy trước 15 phút, nước nóng ở 90°C được đưa vào áo khoác, được làm nóng đến nhiệt độ trùng hợp để bắt đầu phản ứng trùng hợp, đồng thời đưa nước lạnh vào áo khoác và nhiệt độ phản ứng được kiểm soát bởi DCS. Khi áp suất của ấm trùng hợp giảm xuống 0,15 MPa, tốc độ chuyển đổi trùng hợp đạt 85% đến 90%, thêm chất kết thúc để chấm dứt phản ứng, thu hồi vinyl clorua, tách và sấy khô để thu được nhựa PVC.

4.2 Thử nghiệm sản xuất nhựa HPMC 60YT50 trong nước và nhựa HPMC E50 nước ngoài

Từ dữ liệu so sánh chất lượng của nhựa PVC 60YT50 trong nước và E50 HPMC nước ngoài để sản xuất nhựa PVC, có thể thấy rằng độ hấp thụ độ nhớt và chất hóa dẻo của nhựa PVC 60YT50 HPMC trong nước tương tự như các sản phẩm HPMC nước ngoài tương tự, có chất dễ bay hơi thấp, khả năng tự chịu lực tốt. -Đầy đủ, Tỷ lệ đủ điều kiện là 100% và về cơ bản cả hai đều gần giống nhau về chất lượng nhựa. Hàm lượng methoxyl của E50 nước ngoài cao hơn một chút so với HPMC 60YT50 trong nước và hiệu suất lưu giữ cao su của nó rất mạnh. Nhựa PVC thu được tốt hơn một chút so với chất phân tán HPMC trong nước về khả năng hấp thụ chất hóa dẻo và mật độ biểu kiến.

4.3 HPMC 60YT50 trong nước và PVA nhập khẩu dùng làm chất phân tán để sản xuất nhựa thử nghiệm thí điểm

4.3.1 Chất lượng nhựa PVC sản xuất

Nhựa PVC được sản xuất bởi HPMC 60YT50 trong nước và chất phân tán PVA nhập khẩu. Có thể thấy dữ liệu so sánh chất lượng: sử dụng cùng chất lượng 60YT50HPMC và hệ thống phân tán PVA nhập khẩu để sản xuất nhựa PVC, vì về mặt lý thuyết, chất phân tán 60YT50HPMC có khả năng phân tán mạnh và hiệu suất giữ cao su tốt. Nó không tốt bằng hệ thống phân tán PVA. Mật độ rõ ràng của nhựa PVC được tạo ra bởi hệ thống phân tán HPMC 60YTS0 thấp hơn một chút so với chất phân tán PVA, khả năng hấp thụ chất hóa dẻo tốt hơn và kích thước hạt trung bình của nhựa mịn hơn. Kết quả thử nghiệm về cơ bản có thể phản ánh các đặc tính khác nhau của 60YT50 HPMC và hệ thống phân tán PVA nhập khẩu, đồng thời cũng phản ánh những ưu điểm và nhược điểm của hai chất phân tán từ hiệu suất của nhựa PVC. Về cấu trúc vi mô, màng bề mặt của nhựa phân tán HPMC Mỏng, nhựa dễ dẻo hóa hơn trong quá trình gia công.

4.3.2 Trạng thái màng hạt nhựa PVC dưới kính hiển vi điện tử

Quan sát cấu trúc vi mô của các hạt nhựa, các hạt nhựa do chất phân tán HPMC tạo ra có độ dày “màng” siêu nhỏ mỏng hơn; các hạt nhựa được tạo ra bởi chất phân tán PVA có “màng” cực nhỏ dày hơn. Ngoài ra, đối với các nhà sản xuất nhựa cacbua canxi có hàm lượng tạp chất monome vinyl clorua cao, để đảm bảo tính ổn định của hệ công thức, họ phải tăng lượng chất phân tán, dẫn đến sự gia tăng cặn lắng trên bề mặt của các hạt nhựa. và sự dày lên của “bộ phim”. Hiệu suất dẻo hóa xử lý xuôi dòng là không thuận lợi.

4.4 Thử nghiệm thí điểm các loại HPMC khác nhau để sản xuất nhựa PVC

4.4.1 Chất lượng nhựa PVC sản xuất

Sử dụng các loại HPMC nội địa khác nhau (có độ nhớt và hàm lượng hydroxypropyl khác nhau) làm chất phân tán duy nhất, lượng chất phân tán là 0,060% monome vinyl clorua và quá trình trùng hợp huyền phù của vinyl clorua được thực hiện ở mức 56,5° C để thu được Kích thước hạt trung bình, mật độ biểu kiến ​​và khả năng hấp thụ chất làm dẻo của nhựa PVC.

Từ đó có thể thấy rằng:①So với hệ thống phân tán HPMC 65YT50, 75YT100 có độ nhớt 65YT50 HPMC nhỏ hơn 75YT100HPMC và hàm lượng hydroxypropyl cũng nhỏ hơn 75YT100HPMC, trong khi hàm lượng methoxyl cao hơn 75YT100 HPMC. Theo phân tích lý thuyết về chất phân tán, độ nhớt và hydroxypropyl. Việc giảm hàm lượng bazơ chắc chắn sẽ dẫn đến giảm khả năng phân tán của HPMC và việc tăng hàm lượng methoxy sẽ thúc đẩy việc tăng cường khả năng lưu giữ chất kết dính của chất phân tán, nghĩa là hệ thống phân tán HPMC 65YT50 sẽ làm cho kích thước hạt trung bình của nhựa PVC tăng lên (kích thước hạt thô), Mật độ biểu kiến ​​tăng lên và độ hấp thụ chất hóa dẻo tăng lên;②So với hệ thống phân tán HPMC 60YT50, hàm lượng hydroxypropyl của 60YT50 HPMC lớn hơn so với 65YT50 HPMC và hàm lượng methoxy của cả hai gần bằng và cao hơn. Theo lý thuyết phân tán, hàm lượng hydroxypropyl càng cao thì khả năng phân tán của chất phân tán càng mạnh, do đó khả năng phân tán của 60YT50 HPMC được nâng cao; đồng thời, hàm lượng hai methoxyl gần nhau và hàm lượng cao hơn, khả năng giữ keo cũng mạnh hơn. Trong hệ thống phân tán HPMC 60YT50 HPMC và 65YT50 có cùng chất lượng, nhựa PVC được sản xuất bởi 60YT50HPMC so với hệ phân tán HPMC 65YT50 hệ thống phải có kích thước hạt trung bình nhỏ hơn (kích thước hạt mịn) và mật độ biểu kiến ​​thấp hơn, vì hàm lượng methoxyl trong hệ phân tán gần bằng (hiệu suất lưu giữ cao su), dẫn đến khả năng hấp thụ chất hóa dẻo tương tự. Đây cũng là lý do tại sao 60YT50 HPMC thường được sử dụng trong ngành nhựa PVC khi lựa chọn chất phân tán composite PVA và HPMC. Tất nhiên, việc 65YT50 HPMC có được sử dụng hợp lý trong công thức hệ thống phân tán hỗn hợp hay không cũng phải được xác định theo các chỉ số chất lượng nhựa cụ thể.

4.4.2 Hình thái hạt của hạt nhựa PVC dưới kính hiển vi

Hình thái hạt của nhựa PVC được tạo ra bởi 2 loại chất phân tán HPMC 60YT50 với hàm lượng hydroxypropyl và methoxyl khác nhau dưới kính hiển vi có thể thấy: khi hàm lượng hydroxypropyl và methoxyl tăng lên, khả năng phân tán của HPMC, khả năng giữ keo được nâng cao. So với 60YT50 HPMC (8,7% phần khối lượng hydroxypropyl, 28,5% phần khối lượng methoxyl), các hạt nhựa PVC được tạo ra đều đặn, không có đuôi và các hạt rời rạc.

4.5 Ảnh hưởng của liều lượng HPMC 60YT50 đến chất lượng nhựa PVC

Thử nghiệm thí điểm sử dụng 60YT50 HPMC làm chất phân tán đơn với phần khối lượng nhóm methoxyl là 28,5% và phần khối lượng nhóm hydroxypropyl là 8,5%. Kích thước hạt trung bình, mật độ biểu kiến ​​và khả năng hấp thụ chất hóa dẻo của nhựa PVC thu được khi tiến hành trùng hợp huyền phù vinyl clorua ở 5°C.

Có thể thấy rằng khi lượng chất phân tán tăng lên, độ dày của lớp phân tán được hấp phụ trên bề mặt giọt nước tăng lên, giúp nâng cao hiệu suất phân tán và khả năng lưu giữ chất kết dính của chất phân tán, dẫn đến giảm kích thước hạt trung bình của PVC nhựa và giảm diện tích bề mặt. Mật độ biểu kiến ​​tăng lên và độ hấp thụ chất dẻo giảm.

5 Kết luận

(1) Hiệu suất ứng dụng của nhựa PVC được điều chế từ các sản phẩm HPMC trong nước đã đạt đến mức tương đương với các sản phẩm nhập khẩu tương tự.

(2) Khi HPMC được sử dụng làm chất phân tán đơn lẻ, nó cũng có thể tạo ra các sản phẩm nhựa PVC có chỉ số tốt hơn.

(3) So với chất phân tán PVA, chất phân tán HPMC và PVA, hai loại phụ gia này chỉ được sử dụng làm chất phân tán để sản xuất nhựa và các chỉ số nhựa được sản xuất đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Chất phân tán HPMC có hoạt tính bề mặt cao và hiệu suất phân tán giọt dầu monome mạnh. Nó có hiệu suất tương tự như hiệu suất tương tự mức độ cồn của PVA 72,5%.

(4) Trong cùng điều kiện chất lượng, các loại HPMC khác nhau có hàm lượng methoxyl và hydroxypropyl khác nhau, có công dụng khác nhau để điều chỉnh chỉ số chất lượng của nhựa PVC. Chất phân tán 60YT50 HPMC có hiệu suất phân tán tốt hơn 65YT50 HPMC do hàm lượng hydroxypropyl cao; 65YT50 HPMC Do hàm lượng methoxy cao trong chất phân tán nên hiệu suất lưu giữ cao su mạnh hơn 60YT50HPMC.

(5) Thông thường trong quá trình sản xuất nhựa PVC, lượng chất phân tán 60YT50HPMC được sử dụng là khác nhau, việc điều chỉnh chất lượng và hiệu suất của nhựa PVC cũng có những thay đổi rõ ràng. Khi tăng liều lượng chất phân tán 60YT50 HPMC, kích thước hạt trung bình của nhựa PVC giảm, mật độ biểu kiến ​​tăng và độ dẻo Tốc độ hấp thụ của tác nhân giảm và ngược lại.

Ngoài ra, so với chất phân tán PVA, HPMC được sử dụng để sản xuất các dòng sản phẩm nhựa, cho thấy độ đàn hồi và ổn định cao đối với các thông số như loại ấm trùng hợp, thể tích, khuấy, v.v., đồng thời có thể làm giảm hiện tượng thành ấm của thiết bị dính vào ấm đun nước, và giảm màng bề mặt nhựa Độ dày, nhựa không độc hại, độ ổn định nhiệt cao, tăng cường độ trong suốt của các sản phẩm xử lý hạ nguồn nhựa, v.v. Ngoài ra, HPMC trong nước sẽ giúp các nhà sản xuất PVC giảm chi phí sản xuất, nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường và mang lại lợi ích tốt cho các nhà sản xuất PVC. lợi ích kinh tế.