Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Описание технологического процесса

Подготовка реагентов и вспомогательных материалов для полимеризации осуществляется в специально приспособленном помещении с использованием сответствующего оборудования.

Для каждого продукта предусмотрена отдельная технологическая линия, в состав которой входят:

n мешкорастарочная машина с приемным бункером;

n шнековый дозатор;

n весы с платформой;

n передвижные бункера.

С помощью электропогрузчика поддон с мешками помещается на подъемный стол и подается к мешкорастарочной машине. Мешки опорожняются в бункер машины. Передвижной бункер устанавливается на платформу весов под выгрузочный бункер шнекового дозатора. Затаривается требуемое количество продукта по шкале весов. Взвешивание осуществляется автоматически по заданию. Передвижной бункер транспортируется к подъемнику и далее, на верхнюю отметку к загрузочному патрубку требуемого аппарата.

Выгрузка осуществляется самотеком или под давлением воды (инертного газа).

Для ударопрочного полистирола готовятся третдодецилмеркапт и инициаторы.

Рецептурные количества ТДМ и инициаторов взвешиваются на складе перекисей (объект 511) и загружаются в передвижные емкости:

n перекись дикумила в Д-107;

n перекись третбутилпербензоата в Д-110;

n ТДМ в Д-111;

n перекись бензоила в Д-112.

Автопогрузчиком емкости доставляются к подъемнику и поднимаются на отметку 13,2 м, а затем электропогрузчиком (внутри помещения) устанавливаются на погрузочные устройства реакторов или растворителя (емкость). Передвижные емкости соединяются с помощью специальных гибких шлангов с аппаратом и напорными коллекторами технологической воды или азота. Содержимое их передавливается полностью в соответствующий аппарат.

УПС получают блочно-суспензионным методом, включая следующие стадии:

n растворение в стироле предварительно измельченного в дробилке бутадиенового каучука;

n предварительная полимеризация (форполимеризация) стирола в дисперсной системе, где раствор каучука в стироле является дисперсионной средой;

n образование суспензии, в которой дисперсионной средой является раствор полистирола в стироле;

n суспензионная (низкотемпературная и высокотемпературная) полимеризация форполимера.

Отдельно готовится раствор каучука в стироле:

Растворение каучука в стироле производится в аппаратах Д-101а-с, объемом 42,6 м3, снабженных мешалкой и наружной рубашкой. Температура в растворителях поддерживается с помощью горячей воды, циркулирующей через Т-101а-с насосом Н-101а-с.

Приём стирола в растворитель осуществляется из заводского стирольного кольца, в котором поддерживается постоянная циркуляция охлажденного до 15-200С стирола. Циркуляция осуществляется по байпасному пневмоклапану, а при включенном переключателе через другой пневмоклапан.

Требуемое количество предварительно задается на счетчике и дозируется автоматически.

По окончании загрузки стирола в растворитель при работающей мешалке загружается расчетное количество раздробленного каучука от дробилки по пневмопроводу. Для создания инертной среды в растворитель при приеме стирола и подаче каучука подается азот с давлением 1 кг/см2, который затем сбрасывается через пневмоклапан и огнепреградитель в атмосферу.

По окончании загрузки компонентов в растворителе создается азотная подушка с помощью системы регулирования.

Порядок загрузки компонентов в растворитель:

n стирол;

n включение мешалки;

n лецитин из переносной тары вручную через загрузочный патрубок;

n третдодецилмеркаптан из передвижной емкости Д-111;

n ирганокс 1010 (феназан 23), вручную через патрубок.

n подача горячей воды в змеевик и подъем температуры до 770С;

n выдержка в течение 1,5 - 2 часов;

Температура рубашки не должна превышать 1100С во избежание прилипания каучука к стенкам растворителя!

n отбор пробы для визуального определения полноты растворения каучука и анализа содержания меркаптана в растворе.

Прививка стирола к каучуку осуществляется за счет отрыва подвижных водородных атомов от макромолекул каучука. Реакция сополимеризации протекает по механизму гетерофазного процесса. При исследовании исходного раствора бутадиенового каучука в стироле под фазово-контрастным микроскопом обнаруживается его гомогенность, рис. 1.

Рис. 1. Раствор каучука в стироле

Однако, сравнительно быстро (конверсия стирола менее 2-3%) раствор мутнеет, происходит расслоение фаз на каучуковую и полистирольную, ввиду их полной несовместимости, рис. 2.

Рис. 2. Образование второй фазы – раствор полистирола в стироле

Образуется полимерная эмульсия типа «масло в масле» с привитым сополимером в качестве эмульгатора. На первой стадии процесса непрерывной фазой такой эмульсии является раствор каучука, а дисперсной - раствор полистирола в стироле, рис 3..

Рис. 3. Эмульсия раствора полистирола в растворе каучука

С увеличением степени превращения количество гомополимера увеличивается, и объемы фаз сравниваются, рис. 4.

Рис.4. Объём дисперсной фазы сравнивается с объёмом дисперсионной среды

При конверсии стирола 12-14% гомополистирольная фаза становится слишком большой, чтобы быть дискретной. В этот момент происходит инверсия фаз, после окончания которой гомополимерная фаза становится непрерывной, а каучуковая – дискретной, рис.5.

Рис. 5. Инверсия: дисперсная фаза становится дисперсионной средой

При этом эффективность прививки мономера резко снижается. Стабилизация размера каучуковых частиц происходит при конверсии стирола 25-30%.

Размер частиц каучуковой фазы, характер их разбора по размерам и объем каучуковой фазы являются важными параметрами, определяющими свойства ударопрочного полистирола.

Предварительная полимеризация стирола в присутствии полибутадиенового каучука может проводиться методом термического инициирования при температуре 115-1160С или методом инициирования под действием перекисей (перекись бензоила, перекись фракций жирных кислот или их смесь) при температуре 75-920С в течение 3-5 часов. В качестве регулятора молекулярного веса используется третичный додецилмеркаптан (ТДМ). В зависимости от количества и времени введения ТДМ, типа и количества используемого инициатора, а также температуры и скорости перемешивания форполимера изменяются физико-механические свойства конечного продукта.

По окончании форполимеризации (вязкость форполимера достигает значения 2300-4500 спз., конверсия 20-30%) полимеризацию продолжают в суспензии. На стадии суспензионной полимеризации в качестве инициатора используется третбутилпербензоат с перекисью дикумила или перекись бензоила с третбутилпербензоатом. В первом случае полимеризацию проводят в две стадии:

n низкотемпературная, при 114-1160С;

n высокотемпературная, при 132-1360С,

При второй стадии температуру реакционной массы поднимают от 90 до 1340С плавно и выдерживают при этой температуре в течение 2- х; 3-х часов.

Варьируя количество инициатора, а также температуру и время выдержки на обеих стадиях суспензионной полимеризации, можно влиять на свойства готового продукта.

В полимеризующейся системе вплоть до глубоких степеней превращения (более 60%) отсутствует сшитый не растворимый продукт-гель. На более поздних стадиях процесса привитой сополимер за счет рекомбинации привитых полистирольных радикалов начинает переходить из растворимого в нерастворимое состояние.

При конверсии около 100% ударопрочный полистирол состоит из гель-фракции и гомополимера стирола. Содержание гель-фракции в зависимости от природы и количества каучука, а также от условий проведения процесса, колеблется от 15 до 25%.

Далее дисперсная система, представляющая собой суспензию полистирола в воде, выводится из реактора в аппарат с мешалкой, куда подаётся раствор соляной кислоты и моющее средство. Система разрушается с выделением полимера в виде тонкого порошка – бисера, распределённого в мыльной воде. Эта неустойчивая система называемая «пульпа», далее подаётся на центрифугирование. Отделяемый фугат – водная часть, содержащий остаточные продукты процесса полимеризации, направляется на химическую очистку и утилизируется в химически загрязнённую канализацию – ХЗК.

Бисер подаётся пневмотранспортом на осушку и далее, в хранилище, т.н. силоса. Из силосов бисер соответствующей марки полистирола отбирается для приготовления химических смесей, которые впоследствии подвергаются экструзии и гранулированию. Гранулы подвергаются рассеву и сортируются по фракциям. Товарный полистирол направляется пневмотранспортом на хранение в соответствующие ёмкости – силоса, из которых формируются партии для отправки потребителям.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Общие сведения. Впервые полистирол был получен в Германии еще в 1839 г., однако его промышленное производство (термическая полимеризация) было освоено только в 1920 г | Фактор-кольцо
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 511; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.023 сек.