Tóm tắt: Ứng dụng trong nướchydroxypropyl metyl xenlulozathay thế nhập khẩu để sản xuất PVC có độ trùng hợp cao đã được giới thiệu. Tác động của hai loại hydroxypropyl methylcellulose lên tính chất của PVC có độ trùng hợp cao đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy có thể thay thế hydroxypropyl methyl cellulose trong nước bằng loại nhập khẩu.
Nhựa PVC có độ trùng hợp cao là nhựa PVC có độ trùng hợp trung bình trên 1.700 hoặc có cấu trúc liên kết chéo nhẹ giữa các phân tử, trong đó phổ biến nhất là nhựa PVC có độ trùng hợp trung bình là 2.500 [1]. So với nhựa PVC thông thường, nhựa PVC có độ trùng hợp cao có khả năng phục hồi cao, độ nén nhỏ, khả năng chịu nhiệt tốt, chống lão hóa, chống mỏi và chống mài mòn. Đây là chất thay thế cao su lý tưởng và có thể được sử dụng trong dải niêm phong ô tô, dây và cáp, ống thông y tế, v.v. [2].
Phương pháp sản xuất PVC có độ trùng hợp cao chủ yếu là trùng hợp huyền phù [3-4]. Trong quá trình sản xuất phương pháp huyền phù, chất phân tán là tác nhân phụ trợ quan trọng, loại và lượng của nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng hạt, phân bố kích thước hạt và khả năng hấp thụ chất hóa dẻo của nhựa PVC thành phẩm. Các hệ thống phân tán thường được sử dụng là hệ thống polyvinyl alcohol và hệ thống phân tán composite hydroxypropyl methylcellulose và polyvinyl alcohol, và các nhà sản xuất trong nước chủ yếu sử dụng loại sau [5].
1 Nguyên liệu chính và thông số kỹ thuật
Nguyên liệu thô chính và thông số kỹ thuật được sử dụng trong thử nghiệm được thể hiện trong Bảng 1. Có thể thấy từ Bảng 1 rằng hydroxypropyl methylcellulose trong nước được chọn trong bài báo này phù hợp với hydroxypropyl methylcellulose nhập khẩu, điều này cung cấp điều kiện tiên quyết cho thử nghiệm thay thế trong bài báo này.
2 Nội dung kiểm tra
2. 1 Chuẩn bị dung dịch hydroxypropyl methylcellulose
Lấy một lượng nước khử ion nhất định, cho vào bình chứa và đun nóng đến 70°C, sau đó từ từ thêm hydroxypropyl methylcellulose trong khi khuấy liên tục. Cellulose lúc đầu nổi trên nước, sau đó dần dần phân tán cho đến khi hòa tan đều. Làm nguội dung dịch đến vạch.
Bảng 1 Nguyên liệu chính và thông số kỹ thuật của chúng
| Tên nguyên liệu thô | Đặc điểm kỹ thuật |
| Monome vinyl clorua | Điểm chất lượng ≥99. 98% |
| Nước khử muối | Độ dẫn điện≤10.0 μs/cm, giá trị pH 5.00 đến 9.00 |
| Polyvinyl rượu A | Độ cồn phân giải 78,5% đến 81,5%, hàm lượng tro ≤0,5%, chất dễ bay hơi ≤5,0% |
| Polyvinyl rượu B | Độ cồn phân giải 71． 0% đến 73． 5%, độ nhớt 4,5 đến 6,5mPa.s, chất dễ bay hơi ≤5,0% |
| Polyvinyl rượu C | Độ cồn phân giải 54,0% đến 57,0%, độ nhớt 800 ~ 1 400mPa.s, hàm lượng rắn 39,5% đến 40,5% |
| Hydroxypropyl methylcellulose nhập khẩu A | Độ nhớt 40 ~ 60 mPa s, phần khối lượng methoxyl 28% ~ 30%, phần khối lượng hydroxypropyl 7% ~ 12%, độ ẩm ≤5.0% |
| Hydroxypropyl methylcellulose B trong nước | Độ nhớt 40 ~ 60 mPa s, phần khối lượng methoxyl 28% ~ 30%, phần khối lượng hydroxypropyl 7% ~ 12%, độ ẩm ≤5.0% |
| Bis (2-etylhexyl peroxydicarbonate) | Phần khối lượng [ (45 ~ 50) ± 1] % |
2. 2 Phương pháp thử nghiệm
Trên thiết bị thử nghiệm nhỏ 10 L, sử dụng hydroxypropyl methyl cellulose nhập khẩu để tiến hành các thử nghiệm chuẩn để xác định công thức cơ bản của thử nghiệm nhỏ; sử dụng hydroxypropyl methyl cellulose trong nước để thay thế hydroxypropyl methyl cellulose nhập khẩu để thử nghiệm; Các sản phẩm nhựa PVC được sản xuất bằng hydroxypropyl methyl cellulose khác nhau đã được so sánh để nghiên cứu tính khả thi thay thế hydroxypropyl methyl cellulose trong nước. Theo kết quả của thử nghiệm nhỏ, thử nghiệm sản xuất được tiến hành.
2. 3 Các bước kiểm tra
Trước khi phản ứng, vệ sinh nồi trùng hợp, đóng van đáy, thêm một lượng nước khử muối nhất định, sau đó thêm chất phân tán; đóng nắp nồi, hút chân không sau khi vượt qua thử nghiệm áp suất nitơ, sau đó thêm monome vinyl clorua; sau khi khuấy lạnh, thêm chất khởi đầu; Sử dụng nước tuần hoàn để tăng nhiệt độ trong nồi đến nhiệt độ phản ứng và thêm dung dịch amoni bicarbonate kịp thời trong quá trình này để điều chỉnh giá trị pH của hệ thống phản ứng; khi áp suất phản ứng giảm xuống áp suất quy định trong công thức, thêm tác nhân kết thúc và tác nhân phá bọt, và xả Sản phẩm hoàn thiện của nhựa PVC thu được bằng cách ly tâm và sấy khô, và lấy mẫu để phân tích.
2. 4 Phương pháp phân tích
Theo các phương pháp thử nghiệm có liên quan trong tiêu chuẩn doanh nghiệp Q31/0116000823C002-2018, số độ nhớt, khối lượng riêng biểu kiến, chất dễ bay hơi (bao gồm nước) và khả năng hấp thụ chất hóa dẻo của 100 g nhựa PVC của nhựa PVC thành phẩm đã được thử nghiệm và phân tích; Kích thước hạt trung bình của nhựa PVC đã được thử nghiệm; hình thái của các hạt nhựa PVC đã được quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét.
3 Kết quả và thảo luận
3. 1 Phân tích so sánh chất lượng các lô nhựa PVC khác nhau trong quá trình trùng hợp quy mô nhỏ
Nhấn 2. Theo phương pháp thử nghiệm được mô tả ở mục 4, từng lô nhựa PVC thành phẩm quy mô nhỏ đã được thử nghiệm và kết quả được thể hiện ở Bảng 2.
Bảng 2 kết quả của các lô thử nghiệm nhỏ khác nhau
| Lô hàng | Hydroxypropyl metyl xenluloza | Mật độ biểu kiến/(g/mL) | Kích thước hạt trung bình/μm | Độ nhớt/(mL/g) | Độ hấp thụ chất dẻo của 100 g nhựa PVC/g | Chất dễ bay hơi/% |
| 1# | Nhập khẩu | 0,36 | 180 | 196 | 42 | 0,16 |
| 2# | Nhập khẩu | 0,36 | 175 | 196 | 42 | 0,20 |
| 3# | Nhập khẩu | 0,36 | 182 | 195 | 43 | 0,20 |
| 4# | Nội địa | 0,37 | 165 | 194 | 41 | 0,08 |
| 5# | Nội địa | 0,38 | 164 | 194 | 41 | 0,24 |
| 6# | Nội địa | 0,36 | 167 | 194 | 43 | 0,22 |
Có thể thấy từ Bảng 2: Khối lượng riêng biểu kiến, số độ nhớt và độ hấp thụ chất hóa dẻo của nhựa PVC thu được tương đối gần nhau khi sử dụng các loại xenlulo khác nhau cho thử nghiệm nhỏ; sản phẩm nhựa thu được khi sử dụng công thức hydroxypropyl methylcellulose trong nước có kích thước hạt trung bình nhỏ hơn một chút.
Hình 1 cho thấy hình ảnh SEM của các sản phẩm nhựa PVC thu được bằng cách sử dụng hydroxypropyl methylcellulose khác nhau.
(1)—Hydroxypropyl methylcellulose nhập khẩu
(2)—Hydroxypropyl methylcellulose trong nước
Hình 1 SEM của nhựa được sản xuất trong máy trùng hợp 10-L với sự hiện diện của hydroxypropyl methyl cellulose khác nhau
Có thể thấy từ Hình 1 rằng cấu trúc bề mặt của các hạt nhựa PVC được tạo ra bởi các chất phân tán xenlulo khác nhau tương đối giống nhau.
Tóm lại, có thể thấy rằng hydroxypropyl methylcellulose trong nước được thử nghiệm trong bài báo này có khả năng thay thế hydroxypropyl methylcellulose nhập khẩu.
3.2 Phân tích so sánh chất lượng nhựa PVC có độ trùng hợp cao trong thử nghiệm sản xuất
Do chi phí và rủi ro cao của thử nghiệm sản xuất, phương án thay thế hoàn toàn thử nghiệm nhỏ không thể áp dụng trực tiếp. Do đó, phương án tăng dần tỷ lệ hydroxypropyl methylcellulose trong nước trong công thức được áp dụng. Kết quả thử nghiệm của từng lô được thể hiện trong Bảng 3.
Bảng 3 Kết quả thử nghiệm của các lô sản xuất khác nhau
| Lô hàng | M (hydroxypropyl methyl cellulose trong nước): M (hydroxypropyl methyl cellulose nhập khẩu) | Mật độ biểu kiến/(g/mL) | Độ nhớt số/(mL/g) | Độ hấp thụ chất dẻo của 100 g nhựa PVC/g | Chất dễ bay hơi/% |
| 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 |
Có thể thấy từ Bảng 3 rằng việc sử dụng hydroxypropyl methylcellulose trong nước đã tăng dần cho đến khi tất cả các lô hydroxypropyl methylcellulose trong nước thay thế hydroxypropyl methylcellulose nhập khẩu. Các chỉ số chính như độ hấp thụ chất dẻo và mật độ biểu kiến không dao động đáng kể, cho thấy hydroxypropyl methylcellulose trong nước được chọn trong bài báo này có thể thay thế hydroxypropyl methylcellulose nhập khẩu trong sản xuất.
4 Kết luận
Kiểm tra trong nướchydroxypropyl metyl xenlulozatrên thiết bị thử nghiệm nhỏ 10 L cho thấy có khả năng thay thế hydroxypropyl methyl cellulose nhập khẩu; kết quả thử nghiệm thay thế sản xuất cho thấy hydroxypropyl methyl cellulose trong nước được sử dụng để sản xuất nhựa PVC, các chỉ tiêu chất lượng chính của nhựa PVC thành phẩm và hydroxypropyl methyl cellulose nhập khẩu không có sự khác biệt đáng kể. Hiện tại, giá cellulose trong nước trên thị trường thấp hơn giá cellulose nhập khẩu. Do đó, nếu sử dụng cellulose trong nước trong sản xuất, chi phí cho chất hỗ trợ sản xuất có thể giảm đáng kể.
Thời gian đăng: 25-04-2024