1 Сурет. Блок әдіспен пвх өндірісінің технологиялық схемасы: 1-авоклав, 2-айналмалы автоклав, 3-фильтр, 4-конденсатор, 5-виброелеуіш, 6-центрифуга, 7-кептіргіш

Сұйық мономерді және инициаторды (тотықтар, ДАК) автоклавқа 1 енгізіп, сонда 50-70⁰С және қысым 1 МПа алдын ала полимерленуге түсіреді. Полимерленуді 10% конверсияға дейін жүргізеді. Алынған суспензияны айналмалы автоклавка түсіреді 2. Автоклав апааратын қабырғаларынан өсіп жатқан полимер қабатын жою үшін таспалы-спиральды араластырғышпен немесе метал түйіршіктерімен жабдықталған. Автоклавқа 2 төментемпературалы тотығу тотықсыздану иницирлеуші жүйесін, молекулалық масса регуляторын және ПВХ термостабилизаторларын (металдар стеараттары) қосады. Процессті 65-70%-ды конверсия дейін -10 дан -20⁰С температурада жүргізеді. Полимерленбеген ВХ фильтр 3 мен конденсатор 4 арқылы өткізеді, сүйытылған винилхлорид циклге оралады. Ұнтақтәрізді полимер автоклавтан 2 виброелеуішке 5, содан кейін центрифугаға 6 түседі, онда ыстық сумен шайылады. Сығылған полимер кептіргішке 7 бағытталады.

2. Винилхлоридті суспензиялық полимерлену әдісі алынған полимердің жоғары тазалығымен процесті жеңіл реттеумен үйлестіреді. Суспензиялық ПВХ өндіру процесі келесі стадиялардан тұрады: реакциялық қоспаны дайындау, полимерлену, центрифугалау және кептіру.

2 Сурет. Суспензиялық әдіспен пвх өндірісінің технологиялық схемасы: 1-араластырғыш, 2-полимеризатор, 3-жинағыш, 4-центрифуга, 5-кептіргіш, 6-бункер-циклон, 7-үсақтау түйін, 8-қорап машинасы.

Полимеризацию проводят при 30-70⁰С и давлении 0,5-1,4 МПа в течение 8-14 ч. Полимерленуді 30-70⁰С және қысым 0,5-1,4 МПа 8-14 с аралығында жүргізеді. Бұл жағдайда мономер конверсиясы 80-90% құрайды. Автоклавта қысымның 0,3-0,35 МПа дейін түсуі полимерлену аяқталғанын көрсетеді. Реакцияласпаған винилхлорид вакууммен бөлініп, тазартылады және циклге қайта оралады.

3. Эмульсиялық ПВХ мерзімді және үздіксіз әдістермен алады. Үздіксіз әдіс бірнеше стадиялардан тұрады: сулы фазаны дайындау, полимерлену, дегазация, тұрақтандыру және кептіру. Суда еритін тотық инициаторлары, мысалы сутек асқыны немесе калий персульфаты және ионогенді эмульгаторлар қолданады. рН реттеу үшін буфер тұзын түзетін фосфор қышқылын және сілтіні енгізеді.

3 Сурет. Эмульсиялық пвх өндірісінің технологиялық схемасы: 1-араластырғыш, 2-полимеризатор, 3-дегазатор, 4-жинағыш, 5-тұрақтандыру аппараты, 6-кептіргіш.

Кемшіліктер: 1. Полимердің эмульгатор және буфер тұздарымен ластануы.

4. Бұл тығыздығы 1400 кг/м³ және ММ 30 000 нан 150 000 дейін полимер. ПВХ ММсын Фикентчер К_ф константасымен сипаттайды:

К_ф = 1000k

K коэффициентін теңдеуден табады:

Lgη_сал/С = 75k²/ (1 + 1,5kC) + k

где η_сал – 25 ⁰С ПВХ циклогексанонда салыстырмалы тұтқырлығы, С – ерітінді концентрациясы. 140 ⁰С жоғары хлорлы сутек пен қосарланған қос байланысты тізбектер түзілуімен ыдырайды:

• CH₂CHCl – CH₂CHCl - → - CH = CH – CH=CH - + 2 HCl

Бұл полимердің тігілуімен қараюына әкеледі. ПВХ ыдырауы – бөлінген хлорлы сутекпен жылдамданатын күрделі автокаталитикалық процесс. ПВХ ыдырауына оттегі, сәулелену және тағы басқа факторлар әсер етеді. Сондықтан ПВХ құрамына тұрақтандырғыштарды енгізеді. Тұрақтандырғыштар әрекетінің механизмі әртүрлі болады. Кальций, барий, кадмий, мырыш стеараттары бөлінген хлорлы сутекті байланыстырады:

(C₁₇H₃₅COO)₂Ca + 2HCl → 2C₁₇H₃₅COOH + CaCl₂

Түзілген стеарин қышқылы смазка ретінде қолданады. Басқа тұрақтандырғыштар оттегін және ультракүлгін сәулелерін сіңіреді. Эффективті тұрақтандырғыштар ретінде қорғасын мен қалайы, эпоксиқосылыстар қолданады.

ПВХ – қатты полимер. Оны пластификациялау үшін фтал қышқылының эфирлері (диоктилфталат, дибутилфталат), диоктилсебацинат қолданады. ПВХ негізінде пластмассаларды пластификация, сонымен қатар термиялық пластификация әдістерімен алады.

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. Поливинилхлорид полимерленуінің мерзімді екістадиялық процесін неге қолданатының түсіндірініздер?

2. Винилхлоридтің суспензиялық полимерленуінің артықшылығы неде?

3. Поливинилхлоридтің қасиеттері мен қолдану аймағын сипаттаныздар.

Ұсынылған әдебиеттер:

1 Николаев А.Ф., Крыжановский В.К., Бурлов В.В. и др. Технология полимерных материалов. Учебное пособие. – Киев.: Профессия, 2008. -544с.

2 Галыгин В.Е. Технология переработки полимерных материалов.:Лабораторный практикум – М.: Химия, 2001. -132с.

3 Заикин А.Е. Практикум по технологии переработки и испытаниям полимеров и композиционных материалов. Колос, 2011.-191с.

Дәріс 7 - Фторланған қанықпаған көмірсутектер негізінде пластмассалар өңдірісі

Мазмұны:

1. Суспензиялық политетрафторэтиленнің өндірісі

2. Политетрафторэтилен қасиеттері

3. Политетрафторэтилен өңдірісі мен қолдануы

4. Политрифторхлорэтилен өндірісі

1. Суспензиялық политетрафторэтиленнің өндірісі келесі операциялардан тұрады: реакциялық коспаны дайындау, полимерлеу, центрифугалау және кептіру.

Полимерлену иницирлеу үшін калий немесе аммоний персульфатын, органикалық тотықтар, сонымен қатар тотоығу тотықсыздану жүйелерді қолданады. рН реттеушісі бура. Реактор – араластырғыш пен қоршамамен жабдықталған және де болаттан жасалған автоклав.