Polistirol rangsiz, qattiq shishaga o'xshash modda bo'lib, ko'rinadigan spektrning nurlarining 90% gacha uzatadi

1.4 Suspension polistirol ishlab chiqarishdagi innovatsiyalar

Ixtiro jarayonning mahsuldorligini va ko'pikli polistirol PSV kengayish tezligini oshirishga qaratilgan. Texnik natija shundan iboratki, polistirolni quruq ko'piklash usuli EPS granulalarini havo muhitida qisqa muddatli isitish, keyinchalik qizdirilgan granulalarga qisqa muddatli vakuum ta'sirini o'z ichiga oladi, keyinchalik granulalarni vakuum ostida sovutish. polistirolning viskoz-oqim holati va sovutgandan keyin vakuumni olib tashlash. EPS granulalarini quruq isitish issiq havo bilan to'ldirilgan yopiq idishda amalga oshiriladi. Bunday holda, muhrlangan idishdan havo pompalanishi orqali vakuum hosil bo'ladi. Granulalarni sovutish asosan granulalarning issiqlik energiyasining nurlanishi tufayli amalga oshiriladi. [6]

Ushbu ixtiro ko'pikli stirol polimerlarini ishlab chiqarish jarayoniga tegishli. Molekulyar og'irligi _Mw 190 000-400 000 g / mol oralig'ida ko'pikli stirol polimerlarini ishlab chiqarish usuli tavsiflangan, bu ko'pikli vositani o'z ichiga olgan stirol polimer eritmasini 140 dan 300 ° C gacha bo'lgan haroratda o'tkazishni o'z ichiga oladi . a haroratga qizdirilgan 20- 100 ° S haroratda belgilangan eritmaning harorati, ko'krak chiqishida diametri maksimal 1,5 mm bo'lgan teshiklari bo'lgan ko'krak plitasi va keyingi granulyatsiya (1.1-rasm). Texnik natija - bu usulning mahsuldorligini oshirish, ya'ni berilgan granula diametri bilan o'tkazuvchanlikni oshirish va granulalar o'lchamlarini bir xil taqsimlash [7]



Anjir. 1.2.

Ixtiro olefin polimerlarini suspenziya bosqichida harakatlantirish uchun vositalarga tegishli. Polimer o'z ichiga olgan suspenziya oqimini uzatish liniyasi orqali birinchi polimerizatsiya reaktoridan ikkinchi polimerizatsiya reaktoriga o'tkazish usuli tasvirlangan, bunda o'tkazish liniyasidan ikkinchi polimerizatsiya reaktoriga etkazib berishdan oldin suspenziya oqimi quyidagilarga bo'linadi. ikkita oqim, birinchisi birinchi reaktorga qaytariladi, ikkinchi oqim esa ikkinchi reaktorga o'tganda, birinchi reaktor va oqimni ajratish nuqtasi o'rtasidagi uzatish liniyasi uzunligi o'rtasidagi uzatish liniyasining uzunligidan kattaroqdir. ikkinchi reaktor va oqimni ajratish nuqtasi. Suspenziya oqimini uzatish usulining variantlari ham tavsiflangan. Texnik natija - birinchi va ikkinchi polimerizatsiya reaktorlari orasidagi o'tish chizig'ining cho'kindi va tiqilib qolishi bilan bog'liq muammolarning kamayishi. [8]

Ixtiro neft kimyosiga, ya'ni polimer materiallar ishlab chiqarish texnologiyasiga tegishli bo'lib, ko'pikli polistirol ishlab chiqarishda qo'llanilishi mumkin. Ikki bosqichda stirolni polimerizatsiya qilish orqali yuqori molekulyar ko'pikli polistirolni olish usuli tasvirlangan, birinchisida stirol jarayonning asosiy tashabbuskori (1) olovga chidamli geksabromosiklododekan va uning sinergisti - dikumil peroksid ishtirokida prepolimerlanadi. zanjir o'sishi regulyatori, ikkinchi tashabbuskor - O, O-tretamil- O - (2 geksil) - monoperoksikarbonat (2), so'ngra suvli muhitda stabilizator - polivinil spirti, zanjir ishtirokida ikkinchi bosqichda suspenziya polimerizatsiyasi. o'sish regulyatori, uchinchi qo'zg'atuvchi tert-butil perbenzoat (3) va ko'pikli agent, asosiy tashabbuskor sifatida jarayonning 2,5 - bis/2-etilgeksanoil-peroksi/-2,5 dimetilgeksan ishlatilishi bilan tavsiflanadi va jarayon amalga oshiriladi. 2,1-2,3 nisbiy viskoziteli polimerni olish uchun 0,956:1: (1,14-2,5) ga teng bo'lgan uchta tashabbuskorning massa nisbati 1:2:3 da chiqariladi.
Ko'pikli polistirolni ko'p bosqichli blok-suspenziya polimerizatsiyasi orqali olishning ma'lum usuli mavjud bo'lib, u xom ashyoni tayyorlash, stirolni quyma holda prepolimerlash, prepolimerni stabilizatorning suvli eritmasida to'xtatib turish - trikalsiy fosfatning yupqa suspenziyasi, yakuniy polimerizatsiya. puflash agenti-izopentanni kiritish, granulalarni sentrifugada siqish, granulalarni issiq havo oqimida quritish, tayyor mahsulotni elakdan o'tkazish va qadoqlash.
Ushbu usulning kamchiliklari peroksidlarning parchalanishi uchun sezilarli darajada farq qiluvchi harorat parametrlari bilan prepolimerizatsiya va yakuniy polimerizatsiya bosqichida polimerizatsiya tashabbuskorlaridan foydalanish bo'lib, bu reaktor sharoitida, hatto kuchli aralashtirish bilan ham, reaktsiya aralashmasining mahalliy qizib ketishiga olib keladi. molekulyar og'irlik taqsimotiga ko'ra polidispers mahsulot ishlab chiqarish va jarayonning aglomerat ("echki") shakllanishiga olib keladigan nazoratsiz rejimga o'tishi.
Texnik mohiyatiga ko'ra eng yaqin va erishilgan samara ko'p bosqichli blokli suspenziya polimerizatsiyasi yo'li bilan ko'pikli polistirol ishlab chiqarish usuli bo'lib, u xom ashyoni tayyorlash, massada stirolni boshlang'ich - benzoil peroksid, yong'inga qarshi vosita - ishtirokida prepolimerizatsiya qilishdan iborat. geksabromosiklododekan, yong'inga qarshi sinergist - dikumil peroksid, zanjir o'sishi regulyatori - alfametilstirol dimer, prepolimerni stabilizator - polivinil spirtining suvli eritmasida to'xtatib turish, inisiator sifatida tert-butil perbenzoat yordamida yakuniy polimerizatsiya, zanjir o'sishi regulatori. , kaltsiy xlorid, kaltsiy karbonat va puflovchi vosita - izopentanni kiritish bilan, granulalarni sentrifugada siqib, granulalarni issiq havo oqimida quritib, tayyor mahsulotni elakdan o'tkazing va qadoqlash.
Prototipning kamchiliklari "nisbiy yopishqoqlik" ko'rsatkichi bilan ifodalangan va 1,6-1,8 birlikni tashkil etadigan nisbatan past molekulyar og'irlikdir.
Molekulyar og‘irlik polimerning butun fizik-mexanik xossalari majmuasini, uni qo‘llash doirasini, qayta ishlash texnologiyasini va uni mahsulotga qayta ishlash jarayonining iqtisodiy samaradorligini belgilovchi kattalikdir.
Ushbu ixtironing maqsadi polimerning molekulyar og'irligini 30 000-40 000 birlikka oshirishdir. klassik monofunksional jarayon tashabbuskori - benzoil peroksidni ikki funktsiyali peroksid - 2,5-bis (2-etilgeksanoil-peroksi) - 2,5 - dimetilgeksan ("TRIGONOX-141") bilan almashtirish orqali "nisbiy yopishqoqligi" 2,3 bo'lgan kengaytiriladigan polistirolni olish uchun - 2,4 birlik
Bu maqsadga xomashyo tayyorlashdan iborat bo‘lgan ko‘p bosqichli blok-suspenziyali polimerizatsiya yo‘li bilan ko‘pikli polistirol ishlab chiqarish usulida polimerizatsiya inisiatori, yong‘inga chidamli, yong‘inga chidamli moddalar ishtirokida massadagi stirolni prepolimerizatsiya qilish orqali erishiladi. sinergist va zanjir o'sishi regulyatori, stabilizatorning suvli eritmasida prepolimerning suspenziyasi - polivinil spirti, polimerizatsiya tashabbuskori va zanjir o'sishi regulyatori ishtirokida yakuniy polimerizatsiya, puflovchi vosita - izopentan, granulalarni siqib chiqarish. sentrifugalash, granulalarni quritish, elakdan o‘tkazish va tayyor mahsulotni qadoqlash. Stirolni oldindan polimerizatsiya qilish va yakuniy polimerizatsiya qilish jarayoni uch komponentli inisiatorlar aralashmasi yordamida amalga oshiriladi, bu jarayonni faollashtirish va bir vaqtning o'zida ishlatiladigan inisiator miqdorini 7-8 baravar kamaytirish va mos ravishda ekzotermani tekislash imkonini beradi. jarayon. Bunday holda, boshlang'ich aralashmaning tarkibiy qismlari parchalanishning harorat parametrlarida farqlanadi, bu esa reaktsiya aralashmasining haroratini yumshoq oshirish imkonini beradi. Buning uchun polimerizatsiyadan oldingi bosqichda polimerizatsiya qo'zg'atuvchisi yuklanadi - "Trigonox-141" 2,5 bis (2-etilgeksanoil-peroksi) - 2,5 - dimetilgeksan va inisiator O, O-tretamil-O - (2-geksil) - monoperoksikarbonat qo'shimcha ravishda kiritiladi ("Luperox-TAEK", "Trigonox-131"). Yakuniy polimerizatsiya bosqichida qo'zg'atuvchi yuklanadi - tert-butil perbenzoat "Trigonox-S". Bunday holda, 17 kg benzoil peroksid o'rniga atigi 2,2 kg Trigonox 141 yuklanadi, bu esa 10 m ³ quvvatga ega reaktorda sodir bo'ladigan jarayon uchun umumiy inisiator sarfini 14,5-14,8 kg ga kamaytiradi .
Taklif etilayotgan uch komponentli peroksid polimerizatsiyasi tashabbuskorlari aralashmasini joriy etish natijasida hosil bo'lgan polimerning strukturasini sezilarli darajada o'zgartirish, uning ko'pikli plastmassalarning butun assortimenti (15, 25, 35, toifalar) uchun xom ashyo sifatida iqtisodiy jihatdan yaroqliligini ta'minlash imkonini beradi. 50) blok-suspenziya usulida ishlab chiqarilgan ko'pikli polistiroldan va ekstruziya usulida ishlab chiqarilgan "Penoplex" tipidagi ko'pikli plastmassalardan olinadi. [9]
Hozirgi vaqtda yuqori molekulyar birikmalar kimyosida radikal boshlash sharoitida makromolekulalarning boshqariladigan sintezi bilan bog'liq ilmiy yo'nalish faol rivojlanmoqda.
Bu sohada olib borilgan tadqiqotlar natijasida [10] boshqariladigan radikal polimerizatsiyaga bir qator original yondashuvlar taklif qilindi, jumladan barqaror radikallar hamda tarkibida metall boʻlgan birikmalar bilan polimerlar hosil qilish jarayonini teskari inhibe qilish. Biroq, makromolekulyarlarning boshqariladigan sintezi bo'yicha ishlarning katta qismi vinil monomerlarini, shu jumladan stirol, metil metakrilat, butil metakrilat va ba'zi akril kislota efirlarini blokli polimerizatsiya qilishga bag'ishlangan.
Boshqariladigan suv dispersiyasi polimerizatsiyasining xususiyatlari blokli polimerizatsiyaga qaraganda ancha kam o'rganilgan. Bir qator tadqiqotlarda blokli polimerizatsiya uchun sinovdan o'tgan yondashuvlar suvli muhitda boshqariladigan polimerizatsiya mexanizmini amalga oshirish uchun ishlatilgan. Tadqiqotlar natijasida, o'rganilayotgan tizimlarning ko'pchiligida boshqariladigan blokli polimerlanish qonuniyatlari ma'lum cheklovlar bilan dispersiya jarayonlariga o'tkazilishi mumkinligi aniqlandi. Biroq, ushbu yondashuvlarni yarim sanoatda amalga oshirish istiqbollari bunday jarayonlarning asosiy kamchiliklari bilan cheklangan - polimer sintezi uchun yuqori harorat (120-140 ° S), sanoatda esa, qoida tariqasida, 50-70 ° S harorat. ishlatiladi. Emulsiya polimerizatsiyasi sharoitida haroratning 100 ° C va undan yuqori darajaga ko'tarilishi muqarrar ravishda dispersion muhit - suvning qaynashiga olib keladi va texnologik nuqtai nazardan qabul qilinishi mumkin emas. Ushbu kiruvchi hodisaning oldini olish uchun polimerizatsiya yuqori bosim ostida amalga oshirilishi kerak, bu jarayonning apparat dizaynini murakkablashtiradi. Polimerlarni ishlab chiqarishning sanoat usulida haroratni pasaytirish zaruratining yana bir jihati energiyani tejashdir.
Yuqoridagilardan kelib chiqqan holda, ushbu ishning maqsadi nitroksid radikallari va ularning manbalaridan foydalangan holda 100 ° C dan past haroratlarda boshqariladigan blok va emulsiya polimerizatsiyasini o'tkazish usullarini ishlab chiqish edi.
Ishning ilmiy yangiligi va ahamiyati:
Atmosfera bosimi va nisbatan past haroratlarda (<100°C) boshqariladigan emulsiya polimerizatsiyasini o'tkazish uchun yuqori molekulyar og'irlikdagi nitroksid radikallaridan foydalanishga asoslangan usul ishlab chiqilgan .
• Nitroksid radikallari ishtirokida olib boriladigan boshqariladigan emulsiya polimerizatsiyasi jarayoniga tartibga soluvchi qo'shimchalar tuzilishi va ularning konsentratsiyasi, harorati va emulsifikatorlar tabiatining ta'siri o'rganildi;
• Nitroksil radikallari va imidazol nitronlarga asoslangan yangi zanjir o'sishi regulyatorlari taklif qilindi;
• Sopolimerlanishdan keyingi va blokli sopolimerlanish reaksiyalarida hosil bo‘lgan nitroksid radikallari ishtirokida boshqariladigan polimerizatsiya natijasida olingan polimerlarning faolligi bo‘yicha tizimli tadqiqotlar olib borildi [10].
Yuliya Olegovna Skurkis oʻz ishida [11] fan va texnikaning turli sohalarida qoʻllaniladigan monodispers polimer mikrosferalarini oʻrganadi. Ularning muntazam sferik shakli va monodispersligi polimer mikrosferalarini kolloidlarning reologik harakati, barqarorligi, cho'kishi, elektrokinetikasi va agregatsiyasini o'rganishda model kolloid sifatida keng qo'llanilishiga imkon beradi. Suyuq xromatografiya usullaridan foydalangan holda biologik faol moddalarni (BAS) tahlil qilish va ajratish uchun sorbentlar sifatida diametri 1 mikrondan ortiq bo'lgan etarlicha katta monodispers polimer zarralaridan foydalanish mumkin. So'nggi yillarda monodispers polimer mikrosferalar immunoassaylarda immunoreagentlarning tashuvchisi sifatida samarali qo'llanilmoqda, ular orasida oqsillar katta rol o'ynaydi. BAS molekulalari turli xil ionogen guruhlarni o'z ichiga oladi, shuning uchun ular nafaqat polimer tashuvchisi yuzasi bilan o'ziga xos o'zaro ta'sirga kirishishi, balki sirt zaryadining taqsimlanishiga ham ta'sir qilishi mumkin.
Shu bilan birga, zaryadning kattaligi bilan bir qatorda, polimer sirtining kimyoviy tabiati ham muhimdir - uning hidrofobiklik darajasi, ma'lum funktsional guruhlarning mavjudligi, ularning kislota-asos xususiyatlari va boshqalar. Mikrosferalar immunokimyoviy reaktsiyalarni ko'rish uchun xizmat qiladi, bunda antigen-antikor kompleksining hosil bo'lishi sirtda o'zaro ta'sir qiluvchi komponentlardan birini olib yuruvchi lateks zarralari yig'ilishi sifatida namoyon bo'ladi. Bunday reaksiyaning o'ziga xosligi va sezgirligi oqsil makromolekulalari konformatsiyasi bilan belgilanadi, u mikrosferalarning sirt tuzilishiga va ularning elektr sirt xususiyatlariga qarab o'zgaradi.