چکیده: کاربرد داخلیهیدروکسی پروپیل متیل سلولزبه جای وارداتی به تولید PVC با درجه پلیمریزاسیون بالا وارد شد. اثرات دو نوع هیدروکسی پروپیل متیل سلولز بر خواص PVC با درجه پلیمریزاسیون بالا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که جایگزینی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز داخلی به جای نمونه وارداتی امکان پذیر است.
رزین های PVC با درجه پلیمریزاسیون بالا به رزین های پی وی سی با درجه پلیمریزاسیون متوسط بیش از 1700 یا با ساختار کمی متقابل بین مولکول ها اطلاق می شود که در این میان رایج ترین رزین های PVC با درجه پلیمریزاسیون متوسط 2500 می باشد [1]. در مقایسه با رزین PVC معمولی، رزین PVC با پلیمریزاسیون بالا دارای انعطاف پذیری بالا، مجموعه فشرده سازی کوچک، مقاومت در برابر حرارت خوب، مقاومت در برابر پیری، مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر سایش است. این یک جایگزین ایده آل لاستیک است و می تواند در نوارهای آب بندی خودرو، سیم و کابل، کاتترهای پزشکی و غیره استفاده شود [2].
روش تولید PVC با درجه پلیمریزاسیون بالا عمدتاً پلیمریزاسیون سوسپانسیونی است [3-4]. در تولید روش تعلیق، پراکنده کننده یک عامل کمکی مهم است و نوع و مقدار آن مستقیماً بر شکل ذرات، توزیع اندازه ذرات و جذب نرم‌کننده رزین PVC تمام شده تأثیر می‌گذارد. سیستم‌های پراکندگی رایج عبارتند از سیستم‌های پلی وینیل الکل و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز و سیستم‌های پراکندگی کامپوزیت پلی وینیل الکل، و تولیدکنندگان داخلی بیشتر از دومی استفاده می‌کنند [5].
1 مواد اولیه و مشخصات اصلی
مواد خام اصلی و مشخصات مورد استفاده در آزمایش در جدول 1 نشان داده شده است. از جدول 1 می توان دریافت که هیدروکسی پروپیل متیل سلولز داخلی انتخاب شده در این مقاله با هیدروکسی پروپیل متیل سلولز وارداتی مطابقت دارد که پیش نیازی برای آزمایش جایگزینی در این مقاله فراهم می کند.
2 محتوای تست
2. 1 تهیه محلول هیدروکسی پروپیل متیل سلولز
مقدار معینی آب دیونیزه را بردارید و در ظرفی بریزید و تا دمای 70 درجه سانتیگراد گرم کنید و با هم زدن مداوم هیدروکسی پروپیل متیل سلولز را به تدریج اضافه کنید. سلولز ابتدا روی آب شناور می شود و سپس به تدریج پخش می شود تا به طور یکنواخت مخلوط شود. محلول را تا حد حجم خنک کنید.
جدول 1 مواد اولیه اصلی و مشخصات آنها
| نام مواد اولیه | مشخصات |
| مونومر وینیل کلرید | امتیاز کیفیت ≥99. 98% |
| آب شیرین شده | رسانایی≤10. 0 μs/cm، مقدار pH 5. 00 تا 9. 00 |
| پلی وینیل الکل A | درجه الکل 78. 5% تا 81. 5٪، محتوای خاکستر≤0. 5٪، مواد فرار≤5. 0% |
| پلی وینیل الکل B | درجه الکل 71. 0% تا 73. 5% ویسکوزیته 4. 5 تا 6. 5mPa s، مواد فرار≤5. 0% |
| پلی وینیل الکل C | درجه الکل 54. 0% تا 57. 0٪، ویسکوزیته 800 ~ 1 400 mPa s، محتوای جامد 39. 5% تا 40.5% |
| هیدروکسی پروپیل متیل سلولز وارداتی A | ویسکوزیته 40 ~ 60 میلی پاسکال بر ثانیه، کسر جرمی متوکسیل 28٪ تا 30٪، کسر جرمی هیدروکسی پروپیل 7٪ تا 12٪، رطوبت ≤5. 0% |
| هیدروکسی پروپیل متیل سلولز داخلی B | ویسکوزیته 40 ~ 60 میلی پاسکال بر ثانیه، کسر جرمی متوکسیل 28٪ تا 30٪، کسر جرمی هیدروکسی پروپیل 7٪ تا 12٪، رطوبت ≤5. 0% |
| بیس (2-اتیل هگزیل پراکسی دی کربنات) | کسر جرمی [ (45 ~ 50) ± 1] % |
2. 2 روش تست
در یک دستگاه آزمایش کوچک 10 لیتری، از هیدروکسی پروپیل متیل سلولز وارداتی برای انجام تست های معیار برای تعیین فرمول اصلی آزمایش کوچک استفاده کنید. از هیدروکسی پروپیل متیل سلولز داخلی برای جایگزینی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز وارداتی برای آزمایش استفاده کنید. محصولات رزین PVC تولید شده توسط هیدروکسی پروپیل متیل سلولز مختلف برای مطالعه امکان جایگزینی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز خانگی مقایسه شد. با توجه به نتایج آزمایش کوچک، آزمایش تولید انجام می شود.
2. 3 مرحله تست
قبل از واکنش، کتری پلیمریزاسیون را تمیز کنید، دریچه پایینی را ببندید، مقدار معینی آب نمک زدایی را اضافه کنید و سپس پراکنده را اضافه کنید. درب کتری را ببندید، پس از گذراندن آزمایش فشار نیتروژن، آن را جاروبرقی بکشید و سپس مونومر وینیل کلرید را اضافه کنید. پس از هم زدن سرد، آغازگر را اضافه کنید. از آب در گردش برای افزایش دما در کتری تا دمای واکنش استفاده کنید و در طول این فرآیند محلول بی کربنات آمونیوم را به موقع اضافه کنید تا مقدار pH سیستم واکنش را تنظیم کنید. هنگامی که فشار واکنش به فشار مشخص شده در فرمول کاهش می یابد، یک عامل پایان دهنده و یک عامل ضد کف اضافه کنید و تخلیه محصول نهایی رزین PVC با سانتریفیوژ و خشک کردن به دست آمد و برای تجزیه و تحلیل نمونه برداری شد.
2. 4 روش تجزیه و تحلیل
با توجه به روش‌های تست مربوطه در استاندارد سازمانی Q31/0116000823C002-2018، تعداد ویسکوزیته، چگالی ظاهری، مواد فرار (از جمله آب) و جذب نرم‌کننده 100 گرم رزین PVC از رزین پی‌وی‌سی تمام شده مورد آزمایش و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. اندازه متوسط ذرات رزین PVC مورد آزمایش قرار گرفت. مورفولوژی ذرات رزین PVC با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مشاهده شد.
3 نتایج و بحث
3. 1 تجزیه و تحلیل مقایسه ای کیفیت دسته های مختلف رزین PVC در پلیمریزاسیون در مقیاس کوچک
پرس 2. با توجه به روش آزمایشی که در 4 توضیح داده شده است، هر دسته از رزین PVC تمام شده در مقیاس کوچک مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج در جدول 2 نشان داده شده است.
نتایج جدول 2 از دسته های مختلف آزمایش کوچک
| دسته ای | هیدروکسی پروپیل متیل سلولز | چگالی ظاهری/(g/mL) | متوسط اندازه ذرات/μm | ویسکوزیته/(mL/g) | جذب روان کننده 100 گرم رزین پی وی سی در گرم | مواد فرار/% |
| 1# | واردات | 0.36 | 180 | 196 | 42 | 0.16 |
| 2# | واردات | 0.36 | 175 | 196 | 42 | 0.20 |
| 3# | واردات | 0.36 | 182 | 195 | 43 | 0.20 |
| 4# | داخلی | 0.37 | 165 | 194 | 41 | 0.08 |
| 5# | داخلی | 0.38 | 164 | 194 | 41 | 0.24 |
| 6# | داخلی | 0.36 | 167 | 194 | 43 | 0.22 |
از جدول 2 می توان مشاهده کرد: چگالی ظاهری، تعداد ویسکوزیته و جذب نرم کننده رزین پی وی سی به دست آمده با استفاده از سلولزهای مختلف برای آزمایش کوچک نسبتاً نزدیک است. محصول رزینی که با استفاده از فرمول هیدروکسی پروپیل متیل سلولز داخلی به دست می آید اندازه متوسط ذرات کمی کوچکتر است.
شکل 1 تصاویر SEM محصولات رزین PVC را نشان می دهد که با استفاده از هیدروکسی پروپیل متیل سلولز مختلف به دست آمده است.
(1) - هیدروکسی پروپیل متیل سلولز وارداتی
(2) - هیدروکسی پروپیل متیل سلولز داخلی
انجیر 1 SEM رزین تولید شده در پلیمریزر 10 لیتری در حضور هیدروکسی پروپیل متیل سلولز مختلف
از شکل 1 می توان دید که ساختارهای سطحی ذرات رزین PVC تولید شده توسط پراکنده کننده های سلولزی مختلف نسبتا مشابه هستند.
به طور خلاصه، می توان مشاهده کرد که هیدروکسی پروپیل متیل سلولز داخلی آزمایش شده در این مقاله امکان جایگزینی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز وارداتی را دارد.
3. 2 تجزیه و تحلیل مقایسه ای کیفیت رزین PVC با درجه پلیمریزاسیون بالا در تست تولید
با توجه به هزینه بالا و ریسک تست تولید، طرح جایگزینی کامل تست کوچک را نمی توان مستقیما اعمال کرد. بنابراین، طرح افزایش تدریجی نسبت هیدروکسی پروپیل متیل سلولز داخلی در فرمول اتخاذ شده است. نتایج آزمایش هر دسته در جدول 3 نشان داده شده است.
جدول 3 نتایج آزمایش دسته های مختلف تولیدی
| دسته ای | M (هیدروکسی پروپیل متیل سلولز خانگی): M (هیدروکسی پروپیل متیل سلولز وارداتی) | چگالی ظاهری/(g/mL) | عدد ویسکوزیته/(mL/g) | جذب روان کننده 100 گرم رزین پی وی سی در گرم | مواد فرار/% |
| 0# | 0:100 | 0.45 | 196 | 36 | 0.12 |
| 1# | 1.25:1 | 0.45 | 196 | 36 | 0.11 |
| 2# | 1.25:1 | 0.45 | 196 | 36 | 0.13 |
| 3# | 1.25:1 | 0.45 | 196 | 36 | 0.10 |
| 4# | 2.50:1 | 0.45 | 196 | 36 | 0.12 |
| 5# | 2.50:1 | 0.45 | 196 | 36 | 0.14 |
| 6# | 2.50:1 | 0.45 | 196 | 36 | 0.18 |
| 7# | 100:0 | 0.45 | 196 | 36 | 0.11 |
| 8# | 100:0 | 0.45 | 196 | 36 | 0.17 |
| 9# | 100:0 | 0.45 | 196 | 36 | 0.14 |
از جدول 3 می توان دریافت که استفاده از هیدروکسی پروپیل متیل سلولز داخلی به تدریج افزایش یافت تا زمانی که تمام دسته های هیدروکسی پروپیل متیل سلولز داخلی جایگزین هیدروکسی پروپیل متیل سلولز وارداتی شدند. شاخص‌های اصلی مانند جذب نرم‌کننده و چگالی ظاهری نوسان قابل‌توجهی نداشتند، که نشان می‌دهد هیدروکسی پروپیل متیل سلولز داخلی انتخاب شده در این مقاله می‌تواند جایگزین هیدروکسی پروپیل متیل سلولز وارداتی در تولید شود.
4 نتیجه گیری
آزمون داخلیهیدروکسی پروپیل متیل سلولزدر یک دستگاه آزمایش کوچک 10 لیتری نشان می دهد که امکان جایگزینی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز وارداتی را دارد. نتایج آزمایش جایگزینی تولید نشان می دهد که هیدروکسی پروپیل متیل سلولز داخلی برای تولید رزین PVC استفاده می شود، شاخص های کیفیت اصلی رزین PVC نهایی و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز وارداتی تفاوت معنی داری ندارند. در حال حاضر قیمت سلولز داخلی در بازار کمتر از سلولز وارداتی است. بنابراین در صورت استفاده از سلولز داخلی در تولید می توان هزینه کمک های تولید را به میزان قابل توجهی کاهش داد.
زمان ارسال: آوریل 25-2024