Поливинилхлоридті алу технологиясы

КІРІСПЕ
1.1 ШЫҒЫС ӨНІМДЕРІ. СИПАТТАМАСЫ
ВИНИЛХЛОРИДТІҢ ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ
Винилхлоридтің қоршаған ортаға әсері.
Негізгі Бөлім
2. ПОЛИВИНИЛХЛОРИДТІ АЛУДЫҢ ФИЗИКА . ХИМИЯСЫ. АЛУ ӘДІСТЕРІ
2.1 ПОЛИВИНИЛХЛОРИДТІ АЛУ
2.2 ВИНИЛХЛОРИДТІ ПОЛИМЕРЛЕУ ЗАҢДЫЛЫҚТАРЫ
2.3 ГЕЛЬ.ЭФФЕКТ
2.3 ТІЗБЕККЕ БЕРІЛУІ ЖӘНЕ ПОЛИМЕРДІҢ МОЛЕКУЛАЛЫҚ МАССАСЫ
3. ПОЛИВИНИЛХЛОРИДТІ АЛУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
3.1 ВИНИЛХЛОРИДТІ МАССАДА ӨНДІРУ
Эмульсиядағы поливинилхлорид өндірісі
3.2 ҚАТТЫ ПОЛИВИНИЛХЛОРИД ӨНДІРІСІ
3.5 Эластикалық поливинилхлорид өндірісі
3.3 ПВХ ӨНДІРУ КЕЗІНДЕГІ ҚАУІПСІЗДІК ТЕХНИКАСЫ
4. ПВХ ҚАСИЕТТЕРІ
4.1 ПВХ ФИЗИКА . МЕХАНИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ
Поливинилхлоридтің қолданылуы
КІРІСПЕ
Мақсаты: Поливинилхлорид жайлы жалпы түсінік беру, оның алыну әдістері мен өндірісте алу технологияларымен танысу, өндіру кезіндегі қауіпсіздік техникасын, сол сияқты физика – химиялық және физика – механикалық қасиеттерін қарастыру.
Тақырыптың өзектілігі:
• Қазіргі таңда поливинилхлоридті жоғары экономикалық эффективтілігі мен өндірістің түрлі салаларында қолдану көптеген әлем елдерінде кеңінен етек жаюы оның шикізатының арзан қол жетімді болуы.
• поливинилхлорид алу әдісі мен синтездеу технологиясына бірінші дәрежелі қызығушылық тудырып қана қоймай, сонымен қатар тұрақтандыру, оптималды құрам принципін жасау, поливинилхлоридтен алынған материалдар мен өнімдердің ұзақ уақыт қызмет етуін қамтамасыз ету принциптері.
Поливинилхлорид (ПВХ) – винилхлоридті полимерлеу, этиленді хлормен орынбасу арқылы алынған термопластикалық материал. Әлемдік өндірісте шығарылатын полимерлік өнімдердің ішіндегі жетекші орынды иеленеді. Бұл полимердің негізінде алуан түрлі мақсатқа негізделген үш мыңнан астам түрлі материалдар алынады және олар жыл өткен сайын жаңа қолданысқа ие болуда.
Алғаш рет хлорлы винилді 1935 жылы Реньо дихлорэтанды сілтінің спирттік ерітіндісімен әрекеттестіріп алған болатын. 1912 жылы полимерлерді алу үшін винил – галогенидтерді өнеркәсіпте қолдануға бірінші патент берілді. Бірақ поливинилхлорид тек 1935 жылы ғана сауда өніміне айналды. Поливинилхлоридпен жұмыс істеу барысында басты қиыншылық – оның макромолекуласының аз тұрақты болуы [1].
Полимерлерді қайта өндіру, сақтау және эксплуатациялау процесі кезінде көптеген химиялық, биологиялық және физикалық факторларға ұшырайды: жылу, жарық, оттегі, озон, ылғалдылық, агрессивті химиялық және биохимиялық реагенттер, механикалық күштер полимердің физикалық және химиялық қасиеттерінің қайтымсыз өзгеруіне, тозуына, пайдалы эксплуатационды комплекстің қасиеттерінің жойылуына және бұзылуына әкеледі. Дегенмен, поливинилхлоридті жоғары экономикалық эффективтілігі мен өндірістің түрлі салаларында қолдану көптеген әлем елдерінде кеңінен етек жаюы оның шикізатының арзан қол жетімді болуы.
Поливинилхлоридтен материалдар мен бұйымдарды жасау кезінде полимерді пластификатор, тұрақатандырғыш, лубрикант (майлағыш),
        
        Кіріспе
Мақсаты: Поливинилхлорид жайлы жалпы түсінік беру, оның алыну әдістері мен өндірісте алу технологияларымен танысу, өндіру ... ... ... сол ... ... - ... және ... - механикалық қасиеттерін қарастыру.
Тақырыптың өзектілігі:
* Қазіргі ... ... ... ... ... мен өндірістің түрлі салаларында қолдану көптеген әлем елдерінде кеңінен етек жаюы оның шикізатының арзан қол жетімді ... ... алу ... мен синтездеу технологиясына бірінші дәрежелі қызығушылық тудырып қана ... ... ... тұрақтандыру, оптималды құрам принципін жасау, поливинилхлоридтен алынған материалдар мен өнімдердің ұзақ уақыт қызмет етуін қамтамасыз ету принциптері.
Поливинилхлорид (ПВХ) - ... ... ... хлормен орынбасу арқылы алынған термопластикалық материал. Әлемдік өндірісте шығарылатын полимерлік өнімдердің ішіндегі жетекші ... ... Бұл ... ... ... ... ... негізделген үш мыңнан астам түрлі материалдар алынады және олар жыл өткен сайын жаңа қолданысқа ие ... ... рет ... ... 1935 жылы Реньо дихлорэтанды сілтінің спирттік ерітіндісімен әрекеттестіріп алған болатын. 1912 жылы полимерлерді алу үшін винил - галогенидтерді ... ... ... патент берілді. Бірақ поливинилхлорид тек 1935 жылы ғана сауда өніміне айналды. Поливинилхлоридпен жұмыс істеу барысында басты қиыншылық - оның ... аз ... ... ... қайта өндіру, сақтау және эксплуатациялау процесі кезінде көптеген химиялық, биологиялық және физикалық факторларға ... ... ... оттегі, озон, ылғалдылық, агрессивті химиялық және биохимиялық реагенттер, механикалық күштер полимердің ... және ... ... ... ... тозуына, пайдалы эксплуатационды комплекстің қасиеттерінің жойылуына және бұзылуына әкеледі. ... ... ... ... ... мен ... түрлі салаларында қолдану көптеген әлем елдерінде кеңінен етек жаюы оның шикізатының арзан қол ... ... ... мен бұйымдарды жасау кезінде полимерді пластификатор, тұрақатандырғыш, ... ... ... бояғыш заттар рөлін атқаратын түрлі қоспалармен әрекеттестіріп, поливинилхлоридтен ... ... мен ... ... ... ...
Поливинилхлоридтен пластиктелген (жұмсақ және жартылай жұмсақ) және сол сияқты пластиктенбеген (қатты ) бұйымдар алынды.
Пластиктелген поливинилхлоридтерді ... және ... мен ... ... ... ... жасанды былғары алу үшін, иілгіш құбырлар жасауда қолданылады.
Пластиктенбеген поливинилхлорид қатты құбырлар мен фитингтер ... ... газ және су ... ... ... ... шкафтар, электротехникалық бұйымдар, пенопласт (дыбыс, жылу изоляция, толтырғыш материалдар), сыйымдылықтар (банка, бөтелке, ыдыстар), панель, талшықтар және т.б. ... ... ... ... ... ... ... өткізгіштерін, цистерна немесе қорларды хлор, тұз және күкірт қышқылы және басқа да агрессивті орталардан сақтау үшін қолдануға көп мән беріледі.
Басында ... ... ... ... да полимерлер сияқты сақтау кезінде, қайта өндіруде және эксплуатациялау кезінде тозудың көптеген түрлеріне ұшырайды. Сомен ... ... ... ... айналуларын бақылауға болады. Тозу процесінің дамуында ішкі факторлар - макротізбектердің құрылысы мен ... ... рөл ... ... ... құрылысының өзгеруін молекуланың қайта бағытталуы, ішкі кернеудің азаюы, полимерлі тізбектің үзілуі мен тігілуіне байланысты деуге болады. Сол секілді ұшқыш ... ... ... ... суды ... еріп ... ісінуі және т.б. себептері болуы мүмкін.
Жоғарыда айтылғандар тек поливинилхлорид алу әдісі мен синтездеу технологиясына бірінші дәрежелі ... ... қана ... Сонымен қатар тұрақтандыру, оптималды құрам принципін жасау, поливинилхлоридтен алынған материалдар мен өнімдердің ұзақ уақыт қызмет ... ... ету ... табылады.
1.1 Шығыс өнімдері. сипаттамасы
Поливинилхлорид өндірісінің бастапқы шикізаты ретінде винилхлорид қолданылады. Ол сұраныс және қолданылуы бойынша этилен мономерінен ... ... ... ... ... температурасында және атмосфералық қысым жағдайындағы винилхлорид эфир иісті түссіз ... ... ... температурасы - 13, 9ºС және тығыздығы 970 кг/м3. Винилхлорид ацетонда, этил спиртінде, ароматты және алифатты көмірсутектерде ериді, бірақ суда мүлдем ... ... - тез ... зат. Оның ... ... ... береді; жанған кезде түршіктіргіш, улы және коррозиялық - ... ... (улы ... ... ... −78°С, өздігінен тұтану температурасы 472°С. Ауада тұтану шегі 3,6-33%. Винилхлоридтің жануы кезінде жалынды сөндіруді тек газ беруді тоқтатқаннан кейін ... ... көп ... су ... сол кезде ыстық беткі қабатты салқындата отырып, ... ... ... ... ... адам ағзасының орталық нерв жүйесіне, сүйек, тері, ми, жүрек - қантамыр жүйесіне ... улы әсер ... ... ... мен ... ісік ... ... Сол сияқты канцерогенді, мутагенді және тератогенді әсер береді. Көптеген зерттеушілер винилхлоридтің әсері тері мен ... ... ісік ... ... ... дейді. Сонымен қатар ми, өкпе, лимфалық және гемапоэтикалық (қан ... ... ... мен ... ... ... Сол ... этанолды қолдану винилхлоридтің канцерогенді эффектісін тек үдетуі мүмкін.
Винилхлоридті әр түрлі әдістермен алады:
* Ацетиленді катализатор қатысында гидрохлорлау.
* Дихлорэтанды ... ... ... ... ... ... Этиленді жоғары температурамен хлорлау.
* Этиленді тотықпен хлорлау.
Винилхлоридті алу дәл қазіргі уақытта жалғыз ғана мысал көмірсутектерді ... ... ... ... асады.
Бірінші сатыда 1,2 - дихлорэтан түзіледі.
Кейін алынған дихлорэтанды пиролизге ұшыратып, винилхлорид пен HCl ... ... ПВХ алу үшін ... ... ... ... ... жылу мен от көзінен, сұйық күйде 14/22°C температура ... - ... ... ... ... ... қосылған (мысалы: гидрохинон) сыйымдылықтарда сақталады. Сыйымдылықтар өздігінен бекітілетін клапанды, қысымды реттегіш құралмен және жалын өшіргішпен жабдықталуы керек [2]. ... ... ... жақсы желдетілген жерде сақталынып, сыртқы температурасы 50°C - тан төмен жағдайында болуы керек. ... ... ... болу керек, кез келген от немесе жылу көздерінен, тотықтырғыштар, каустикалық сода мен активті металдармен жанаспауын бақылау қажет. Тұрақтандырылған ... ... ... ... ... бар болат цистерналар арқылы жеткізіліледі.
Винилхлоридтің химиялық қасиеттері
Винилхлоридтің қатысуымен болатын реакцияларды екі топқа бөлеміз. Бірінші топқа галоген қатысатын ... ал ... ... ... ... орналасуына байланысты жүретін реакциялар.
Галоген атомының қатысуымен жүретін реакция.
Галоген атомы галогентуындылардың ... ... ... атомы негізінде қос байланысты болады) ең аз жылжымалы ... ... ... ... ... ... мен катализаторларды қолдану алқылы жүзеге асады.
Галогенсутектерді ыдырату
HCl - ды отщепление өте күшті негіздер, соның ішінде натрий металының ... ... (NH3) ... әсері арқылы өтеді.
Процесс:
Бензолмен әрекеттесуі.
Фридель - Крафтс катализаторы қатысында өтеді. Бензолда AlCl3 суспензиясын дайындайды да оған ... ... ... 1,1-дифенилэтан
Дәл осы қорытындыны түзілген HCl - дың хлорды винилмен әрекеттестіріп алуға болады.
Нәтижесінде, 1,1-дихлорэтан түзіледі, ол ... ... ... ... ... ...
Винил эфирлерінің түзілуі.
Винил эфирлері өте бағалы мономерлер болып ... ... ... ... винилхлоридтің тотыққан қосылыстармен (спирттер, фенолдар) немесе дайын алкоголяттармен әрекеттесу нәтижесінде түзіледі. ... ... ... ... 80 - 100 [º]С ... ... эфирдің жоғары шығымымен жүреді. Карбон қышқылдарын винилдейтін ... ... ... ... ... ...
Схема бойынша:
Сусыз ортадағы галогендердің қосылуы, галоген еселі байланыс орны бойынша үш галогентуындыны түзе ... ... ... ... ... ... еруі нәтижесінде хлорлы қышқыл түзіледі.
Галогенсутектің қосылуы. Винилхлоридке ... ... ... металдар қатысында сутек хлоридімен қышқыл түзеді.
Қосылу реакциясы Морковников ережесіне сәйкес ... ... ... ... ... ... болады:
3) Тотыққан галогентуындылардың қосылуы.
Әсіресе маңызды реакциялардың бірі хлорметил спиртінің қосылу реакциясы, ... HCl - дың ... ... ... ... ... ... тағы да Морковников ережесімен жүреді. Реакция өнімі хлорметил спирті болып табылады.
3,3-дихлор-1-1пропан
Винилхлоридтің қоршаған ортаға әсері.
Винилхлорид қоршаған ортада оны өндіру кезінде және ... ... ... нәтижесінде пайда болады. Мамандардың бағалауы бойынша, винилхлоридтің 99% - нан көбі ... ... ... Сол ... ... - ... ... оның фотохимиялық деградациясы өтеді. Оның жартылау ыдырау периоды 18 сағатқа тең.
Топырақтың беткі қабатындағы ... тез ... ... ол ... ... арқылы тереңдікке өтіп кетуі мүмкін. Өсімдіктер мен жануарларда жиналмайды. Топырақ пен суда винилхлорид микроағзалардың ... ... ... ... мүмкін.
Негізгі Бөлім
2. Поливинилхлоридті алудың физика - химиясы. Алу әдістері
+ Поливинилхлоридті алу
Поливинилхлоридті кәсіпорын өндірісінде үш әдіспен ... ... ... ... ... 0,02-0,05% инициатор массасы бар (диазоқосылыстар) винилхлоридті құрамында 0,02-0,05% қорғаныш коллоид (метилгидроксипропилцеллюлоза, поливинил спирті) массасымен сулы ... ... ... араластырамыз. Қоспаны 45-65ºC температураға дейін қыздырады (винилхлоридтің қажетті молекулалық массасына тәуелді) және поливинилхлоридтің біртекті массасын алу үшін берілген ... тар ... ... ... ... винилхлорид тамшысында өтеді, бұл кезде бөлшектердің агрегаттануы өтеді. Нәтижесінде өлшемі 100-300 мкм ... ... ... ... ... ... ... соң (винилхлоридке айналу дәрежесі шамамен 85-90%) әрекеттеспей қалған мономерді жойып, поливинилхлоридті фильтрлеп алады, токтың ... ... ... електен өткізіп, өлшеніп оралады. Полимерлену үлкен көлемді (200м3 дейін) реакторда өткізіледі. Жаңа өндіріс ... ... ... ... ... шығысы 1,03-1,05 т/т.
Бұл әдістің артықшылығы: реакция жылуын оңай бөлуі, жоғары өнімділік, поливинилхлоридтің ... ... ... ... ... жақсы араласады, поливинилхлоридке түрлі қоспаларды қосып және көрсеткіштерін модификациялауды кең ауқымда ... ...
2) ... ... периодтық схема бойынша екі сатыда жүргізеді: Бірінші сатыда винилхлоридтің құрамында 0,02-0,05% инициатор массасын 10% - дық дәрежесіне айналғанға ... ... ... ... полимерлейді. Нәтижесінде екі сатыда реакторға кеп түсетін поливинилхлоридтің мономердегі жұқа бөлшектері алынады. Осы жерге қосымша мономер мен инициатор санын ... ... ... жай ... ... ... 80% - ға дейін айналу дәрежесіне жеткенше полимерлеуді жүргізе береміз. Екінші сатыда поливинилхлорид бөлшектерінің өсуі және олардың бөлшектік агрегаттануы жүреді ... ... ... ... ... ... мен араластыру жылдамдығына байланысты өлшемі 100-300 мкм кеуекті поливинилхлорид түйіршіктері алынады. Полимерленбей қалған винилхлоридті жойып,поливинилхлоридті ... ... ... ... ... ... және оңай ...
Суспензиялық әдістің артықшылығы: сулы фазаны дайындау сатысының болмауы, ... бөлу және ... ... аз ... жұмсалады,энергия шығыны мен қызмет ету шығындары азяды.
Кемшіліктері: реакция жылуын бөлу және аппаратура қабырғасында ... ... ... ... ... ... молекулалық массасы бойынша біртекті емес; оның термотұрақтылығы бірінші әдіспен алынған поливинилхлоридке қарағанда төмен [3].
3) Периодты және үздіксіз схема бойынша ... ... ... суда ... ... (сутек пероксиді, персульфат), эмульгаторлар ретінде - ПАВ (алкил немесе арилсульфат,сульфонат) қолданылады. ... 0,5% - ға ... ... ... мен 3% - ға дейін эмульгатор әрекеттесіп, сулы фазада радикал тудырады, ... ... ... ... мицелласында жалғасады. Үздіксіз технология бойынша сулы фаза мен винилхлорид реакторға түседі. Полимерлену 45-60ºC температурасында және жай ... ... ... 0,03-0,5 мкм поливинилхлорид бөлшектерінен өлшемді түзілген 40-50% - ды латекс ... ... ... ... ... ... дәрежесі 90-95%. Периодты технология кезінде компоненттерді (сулы орта, винилхлорид және әдеттегі ... ... ... т.б. ... ... ... оларды барлық көлемде араластырады. Алынған латекс винилхлоридті жойғаннан кейін бүріккіш ... ... және ... ... ... ... ... процесі жоғары өнімді болғанымен, артықшылығы периодтылығына байланысты немесе ол ... ... ... ... құрамда (бөлшектердің өлшемі шамамен 0,5-2 мкм) алуға ... ... ... ... ... ... ... заттармен біршама ластанған, сондықтан бұдан тек пасталар мен пластизолдар жасайды.
Суспензиялық полимерлеумен әлемде поливинилхлоридтің 80% өндіреді, ал қалған екі әдіспен ~10% - дан ... ... ... заңдылықтары
Бірінші полимерлеу деген не екенін есімізге түсірейік.
Полимерлеу ... - ... ... ... ... ... ... макромолекулалардың түзілу әдістері. Реакция нәтижесінде қосалқы заттар бөлінбейді, ал ... ... ... ... сай ... ... радикалды полимерлену арқылы алады. Полимерлеуді иницирлеу тотықтар мен азоқосылыстардың ыдырауы кезінде түзілетін бос радикалдарға ... ... ... ... бос ... ... активті орталық түзе отырып полимерленуді иницирлейді.
Поливинилхлорид синтезі кезінде тізбектердің берілуі тек радикал арқылы ғана емес, мономер немесе полимерде мына схема ... ... ... ... ... ... өте жай ... ал ультракүлгін сәулесі әсерінен тез өтеді. Полимерлену жылдамдығы ... ... ... ... қосу ... ... жоғарылатуға болады [4].
Оттегі мен инициатор қатысынсыз ... ... ... ... ... ... қатысында полимер кейбір индуктивті периодтан кейін анағұрлым тез өтеді.
Индуктивті период кезінде оттегі винилхлоридпен тотық түзе отырып ... ... ... ... ... ... туғызады. Шамамен 20 - 110ºС температурада 50 - 100 сағ қыздырған кезде оттегі қатыспайтын ... ... ... ... ... ... ... блокта немесе эмульсияда өткізетін болсақ, ауадан қарағанда азот атмосферасында тез өтеді.
Полимерлеу реакциясы түрлі ... өте ... ... мен этил ... тұз ... ... ... қатты баяулатса, ал стирол,гидрохинон, резорцин, анилин, фенол, бром және калий перманганаты тоқтатып тастайды. Мысалы, стиролдың мардымсыз қоспасы полимерлену реакциясының ... ... ... және ... молекулалық массасын айтарлықтай азайтады, ал стиролды 1% - дан жоғары енгізетін болсақ, онда ... ... ... ... ... ... реакция жылдамдығы төмендеп, полимердің молекулалалық массасы азаяды. Еріткіш полимер тізбектерінің орналасу жүйесіне әсер етеді. Көптеген еріткіштерде (метил және этил ... ... ... ... сірке қышқылы және т.б.) поливинилхлорид түзілуде ерітіндіден мономерлерге ыдырап кетеді. Ыдыраған полимер ... ... ... ... инициатор мен төменмолекулалы фракциялар жоқ.
Винилхлорид мономерін винилацетат мономерімен ерітіндіде полимерлеу арқылы әрекеттестіріп алынған сополимерлер кең ... ... ... кезінде бастапқы түзілген полимердің өзгерісіне әкелетін екіншілік реакциялар өтуі мүмкін. Егер процесс 75ºС - тан ... ... ... ... ... ... бастапқы кезде көп уақыт қыздырылған күйде болады, полимер молекуласынан хлорлы ... ... ... бұл ... ... ... тез өтеді.
Егер винилхлоридті полимерлеуді жұмсақ жағдайда (70ºС және одан ... ... онда ... хлор мен ... ... теорияға сәйкес болады.
Винилхлоридтің блокта, яғни, сұйық фазада инициатор қатысында полимерлену ... ... ... Бұл зерттеулердің нәтижесіне сүйенсек, полимерлену әдеттегідей радикалды - тізбекті механизмі бойынша жүреді, бірақ оның екі спецификалық қасиеттері бар:
1) ... ... ... ... полимерлену жылдамдығын жоғарылатқан кезде ~50% дейін мономердің айналуы, яғни гель ... ... ... Басқа винил қосылыстарын полимерлеуге қарағанда, тізбектің берілу реакциясының жылдамдығына ... мән ... ... осы екі ... ... ... ие. ... эмульсионды және суспензионды полимерленудегі жылдамдықтың тұрақтанбауының себебі болып табылады. Екінші қасиеті алынатын полимердің молекулалық ... ... ... ...
2.3 ... тотықтар мен азоқосылыстар қатысында 30 - 80ºС температурада жылдам полимерленеді. Полимер мономерде мүлдем ерімейтіндіктен, полимерлену бастала сала оның ... ... ... ... ... деп ... [5]. ... айналуы ~50% болғанда, полимерлену жылдамдығы 50ºС температурада бензоил перексидінің түрлі санында максималды болып ... ... ... реакция жылдамдығы үздіксіз жоғарылайды, ал 50% - ға ... ... ... ... ... ... сутек пероксидімен иницирлеп, эмульсионды полимерлеу арқылы алады. Көптеген зерттеулерге сүйенсек, полимерленудің жылдамдығының ... ... ... ... қатысуының салдары емес. Ол қоспаның бар - жоғына тәуелді емес. Гель - ... ... ... түсінік бар, бірақ олар нақты дәлелденбеген.
+ Тізбекке берілуі және полимердің молекулалық ... ... ... ... ... ... ... полимердің молекулалық массасы мыналарды көрсетті:
* Инициатор концентрациясына ... ... ... ... ... концентрацияда бірден төмендейді;
* Мономердің айналу дәрежесіне тәуелді болмайды;
* Полимерленудің температурасы өскен ... ... ... поливинилхлоридтің молекулалық массасын инициатор концентрациясын өзгертпей, полимерлену температурасын өзгерту арқылы реттейді.
Поливинилхлоридтің полимерлену дәрежесі Pn тек температураға тәуелді, яғни температураны ... ... ... аз ... ... ... ... орташасанды молекулалық салмағы осмостық әдіс арқылы зерттегенде, оның ... 30 дан 130ºС - қа ... ... Mn 85000 - нан 14000 - ге ... ... молекулалық массасын реттеу тек температурасын өзгертуден басқа, тізбектің берілуі немесе реакциялық қоспадағы мономердің эффективті концентрасын азайту үшін оған қоспаларды ... ... ... жағдайда винилхлоридті полимерлеу әдісін эмульсияда берілген температурада винилхлоридтің қаныққан буы қысымына қарағанда төмен қысымда ... ... Бұл сулы ... ... ... ... полимердің молекулалық массасы мен полимерлену жылдамдығының төмендеуіне ... ... ... қарқынды араластыру үлкер бөлшектердің механикалық бұзылуына әкеледі, ал ол полимер ... ... ... ... тармақтарының орташа саны 1000 тізбекті құрайды, конверсия дәрежесімен өседі, бірақ оның ұзындығы азаяды. Гетерогенді полимерленуде фазалар шекарасында ... ... ... бөлшектердің жылдам өсуіне әкеледі, және сонымен бірге тармақталу санын азайтады. ... ... ... жылу ... 42ºС температурада 21,8 ккал/моль құрайды.
Сулы эмульсияда суда еритін, сол сияқты инициатордың мономерде еру кинетикасын зерттегенде, реакция кезінде жылу бөлінудің ... ... ... ... ... ... ... жылу бөлетін аймақтар экзотермиялық процестің ұлғаюымен сипатталады. Процесс соңында жылу ... ... ... ... ... жылу ... ... бірден төмендейді. Реакция температурасы неғұрлым жоғарылаған сайын, процесс жылдам өтеді де, жылу қарқынды бөлінеді.
3. Поливинилхлоридті алу технологиясы
Поливинилхлоридті жоғарыда айтқандай, ... ... және ... ... алу әдісі оның қасиетіне (молекулалық массасына, бөлшектің өлшеміне), қатысты бағасы және сополимер дайындау мүмкіндігіне әсер ... ... ... ... сатылардан тұрады:
* Винилхлоридті алдын - ала полимерлеу
* Біржола полимерлеу
* Полимер ұнтағын бөліп алу
* Жуу, кептіру, електен өткізу және буып - ... ... ... ... өндірудегі басты шикізат винилхлорид. Винилхлоридті полимерлеудің ерекшелігі мынада. Оттегі мен инициатор қатысынсыз мономердің ... ... ... ... ... ... кейбір индукциялық периодтан кейін анағұрлым тез өтеді. Винилхлоридті полимерлеу инициатор қатысында азот атмосферасында ... ... тез ... ... ... ... өте сезімтал. Мысалы, ацетилен, метил және этил спирті, тұз қышқылы процесс жылдамдығын ... ... ал ... ... ... дифениламин, фенол тоқтатып тастайды.
Винилхлоридті массада полимерлеуді алдын - ала ерітілген инициаторы бар сұйық мономерде ... Ол ... ... полимер ұнтағын түзуге әкеледі. Процесс периодты немесе үздіксіз әдіспен төмен (−10 / −20°С) температурада, ал қалыпты ... (40 / 70ºС) іске ... ... процесті қарастыратын схемалардың бірі мына сатылардан тұрады: Винилхлоридті алдын - ала полимерлеу, біржола полимерлеу, ... ... ... алу, жуу, ... ... ... және буып - орау ... 1 автоклавқа 2 винилхлорид пен инициаторды артады (дипитрилазобисомай қышқылы. Изопропилпероксидикарбонат және т.б.), ал ... ... 60 - 65°С су ... ... ... 0,9 - 1,0 Мпа - ға ... ... Турбиналы араластырғышпен 0,25 - 1 сағат үздіксіз ... сол ... ... ... сұйық винилхлорид түрінде түзілетін винилхлоридінің алдын - ала ... ... (10% - ға ... ... бақылау автоклав қысымы мен су температурасына байланысты болады. Суспензияны реакциялық қоспаны араластыратын ... және ... - ... ... бар горизонталь автоклавқа құяды 3, оған молекулалық массалы реттегіш (транс - дихлорэтилен, циклопентен, тетрагидрофуран) және төмен ... ... ... ... ... - аскорбин қышқылы - темір (ІІ) сульфаты); трет - бутилдің гидропероксиді - ... және тағы ... ... 7,5 - 9,5 ... ішінде винилхлорид конверсиясын -10 до 20ºС температурасында 60-85% дейін жеткізеді. Әрекеттеспей қалған винилхлорид автоклавтан фильтрленіп, салқындатылып және ... ... ... 1 ... келеді, ал полимер ұнтағы бункерге 4 түседі және одан кейін елекке 5, онда ... ... 1мм - ден ... ... ... Полимер ұнтағын центрифугада 6 ыстық сумен жуып, бенкерге 7 жіберіліп, кейін транспортер 8 көмегімен кептіргішке 9 артылады. Ыстық ауамен ... ... ... ... 10 жинап, електен өткізіп 11 және ыдыстарға орап - ... ... ірі ... ... және жеке - жеке ... Винилхлорид полимерленуінің бастапқы және соңғы процестері автоклавта винилхлоридті ... ... ... оттегіні жойып өткізеді [6].
Сур.1. Тазалау процесі
Поливинилхлоридті массада өндірі схемасы: 1 - жинағыш; 2 - автоклав; 3 - горизонталь ... 4, 7, 10 - ... 5,11 - ... 6 - центрифуга; 8 - транспортер; 9 - кептіргіш; 12 - поливинилхлорид ұнтағына арналған ыдыс.
Полимерлеу кезінде реакция ... ... ... ... ... қоспаның температурасы ұлғайған сайын анағұрлым төмен молекулалық массалы полимер түзіледі. Процесс аяқталған соң 3 - 4 ... ... ... ... ... қалған полимерлерден тазартып отырады, себебі, ол жылу жинау шартын бұзады. Алынатын ... ... ... және кең молекулалық - массалық таралуымен ерекшеледі.
Массада полимерленудің артықшылығы: полимердің жоғары тазалығы, жоғары электроизоляциялық ... ... ... ... ... өндіру
Поливинилхлоридтердің көп бөлігі полимердің жоғары сапасын қамтамасыз ететін (салыстырмалы жіңішке молекулалық - массалық таралу) және ... ... ... ... ... ... ... әдіспен өндіріледі. Реакция жылуын бөлу (91,6 кДж/моль) дисперсті ортада (сулы фазада) жүзеге асады. Бұл кезде ... ... ... қорғағыш коллоидтар (суспензия тұрақтандырғыштары) қатысында дисперсияланады.
Винилхлорид сулы фазада өзі ... ... жеке ... ... ... ... әрбір тамшыда мономерде ісінген біріншілік бөлшектер пайда болады, олардың саны артқан сайын бір - ... ... ... ... ... 20-30% - ға ... конверсиялау кезінде байқалады. Мономерді әрі қарай жүмсау мен полимерлеуді аяқтауда түзілген бөлшектер пайда болған ... ... ... ... бастайды, ал кейін соңында монолитті қатты микроблоктарға айналады.
Суспензиялық поливинилхлоридті жартылай үздіксіз схема ... ... ... сатысы - периодты процесс, ал кейінгі операциялар үздіксіз жүргізіледі. Инициаторлар қатысында ... ... ... ... лаурил пероксиді, пероксидикарбонат және т.б. Кейбір пероксидикарбонаттар ... ... ... 2 - 3 есе ... Неғұрлым эффективті келетіні инициатор қоспалары. Тұрақтандырғыштар ретінде метилцеллюлоза, винил спиртінің винилацетатпен ... және ... ... 26 - 32% метоксил тобы бар суда ерігіш метилцеллюлоза басқа тұрақтандырғыштарға қарағанда анағұрлым төменгі концентрацияларда мономер тамшыларын ... ... ... Винилхлорид полимерлеуінде рН мәнінің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін жүйеге буферлі қоспаларды қсоады (суда ерігіш карбонаттар немесе ... ... ... ... ... ... тармақталу дәрежесін және полимердің термотұрақтылығын анықтайды. Анықталған дәрежеде өнім қасиетіне сол сияқты су мен ... ... ... конверсия дәрежесі және т.б. факторлар әсер етеді.
Полимер ұнтағының бөлшектерінің өлшемі (600 мкм - ге ... , ... 75 - 150 мкм) ... ... ... оның саны мен ... қарқындылығына байланысты [7].
Винилхлоридті суспензиялық және эмульсиялық полимерлеудегі рецептура бір - ... ... ... ... (1 кестеде көрсетілген).
Кесте 1. Винилхлоридті полимерлеудің суспензиялық және эмульсиялық құрамы (масс. сағ).
Поливинилхлоридті суспензияда өндіру процесінің технологиялық ... екі ... ... ... ... ... салқындату және сығу, полимер ұнтағын кептіру (сур.2).
Сур. 2. Поливинилхлоридті суспензияда өндіру схемасы: 1 - реактор; 2 - ... суға ... ... 3 - ... ерітіндісіне арналған сыйымдылық; 4 - фильтр; 5 - инициатор ерітіндісін салмақтық өлшегіші; 6 - ... ... 7 - ... - баяулатқыш; 8 - центрифуга; 9 - кептіргіш; 10 - бункер; 11 - ... ... ... 12 - ... ... ... ыдыс.
Қысымда жұмыс істейтін реактор 1 көлемі 20 - 40м3, араластырғыш пен реакциялық қоспаны жылытып және салқындататын ... ... ... ... ... суды ... 2, тұрақтандырғыш ерітіндісін сыйымдылықтан 3 (фильтр арқылы 4) және ... ... ... ... 5 ... ... ... азотпен үрлеп және араластыра отырып сұйық винилхлоридті жинағыштан 6 толтыра артады. Компоненттерді ... ... ... ... сыртына реакциялық қоспаны 40 °С - қа дейін қыздыру үшін ыстық су беріледі. Полимерлеудің ұзақтығы 42 - 88ºС ... мен 0,5 - 1,4 Мпа ... 20 - 30 сағ ... ... ... 80 - 90%. ... ... реактордағы қысым 0,33-0,35Мпа жеткенде процесс аяқталады. Вакуум аппараттағы реакцияласпай қалған винилхлоридті жою үшін ... ол ... ... ... ... ... ол ... полимерлену процесіне дайын болады. Полимердің түзілген суспензиясын жинағыш - баяулатқышқа 7 жібереді, оныы басқа партиялармен араластырып, ... ... ... сулы ... ... үшін ... 8 құяды. 25 - 35% ылғалы бар ... 9 ... ... 80 - 120°С температурада ыстық ауамен кептіреді. Кейін ұнтақты ауамен сығып бункерге 10 жібереді, ал кейін ... ... ... 11 ... Алынған ұнтақ буып - түйіліп, ал електен өтпей ... ... ... ... ... ... ... поливинилхлорид ақ түсті біртекті ұнтақ түрінде шығарылады, ... 450-700 ... ... ... Кф (Фикентчер тұрақтысымен) сипатталады. Кф тұрақтысын мына қатынастан есептеуге болады:
Кф = 1000k;
Мұндағы k мәнін мына формуламен есептейміз:
Мұндағы: поливинилхлорид ерітіндісінің 25°С ... ... - ... ... (0,5 ...... 100 мл циклогексанон немесе дихлорэтандағы ерітіндісі).
Эмульсиядағы поливинилхлорид өндірісі
Винилхлоридті эмульсияда полимерлеу, суспензияда полимерлеу сияқты сулы ... ... ... суда еритін ионогенді беттік - активті заттар (эмульгаторлар) мен ... ... ... ... май ... ... мен калий тұздары (стеарин, олеин және басқалары), алифатты және ароматты сульфоқышқылдардың ... ... ... ... ... ... табиғаты мен саны (0,1 - 3%) эмульсияда полимерленуге біраз әсерін тигізеді. Оның ... ... ... ... ... ... мен ... полимерленуге қарағанда 2 - 3 есе өседі. Процестің инициаторы - суда ергіш пероксидтер мен гидропероксидтер ... ... ... натрий, калий персульфаты). Реакция температурасын 50 - 90ºС - ден 15 - 20ºС - ге ... ... үшін ... ... үшін ... ... темір (ІІ) сульфаты, бикарбонат, натрийдің бисульфаты мен ... ... ... және т.б. ... ... мен ... ... инициатор мен эмульгатордың табиғаты мен концентрациясына, рН ортасына, мономерлердің қатынасына тәуелді: сулы фаза, температура және басқа да ... ... ... ... 0,1- ден 3 мкм ... ... бөлшектері алынады.
Эмульсиялық поливинилхлоридті винилхлоридті периодты және үздіксіз схемамен полимерлеу арқылы алады. Үздіксіз әдіспен өндірудің технологиялық процесі мына ... ... ... полимерлеу, дегазация, латексті тұрақтандыру мен кептіру, ұнтақты електен өткізу. Ол 3 суретте көрсетілген.
Сур.3 Поливинилхлоридті эмульсияда өндіру схемасы: 1 - ... 2 - ... 3 - ... ... 4,5 - ... ... 6 - кептіргіш; 7 - циклон; 8 - ... ... 9,10 - ... ... және түйіршіктелген поливинилхлорид негізгі өндірістік маркаларды алуда, ... ... ... ... - ... пен ... ... алудың басты шикізаттары болып табылады.
3.2 Қатты поливинилхлорид өндірісі
Қатты поливинилхлорид өнідісі экструзия әдісімен жүргізіледі. Ол ... ... ... ... араластыру, экструзиямен жұқа қабықша алу, жұқа қабықшаны каландрлау, қабаттарды престеу. 4 суретте көрсетілген.
Ұнтақ тәрізді поливинилхлоридті сақтау ... 1 ... - ... 2 мен ... сіңіргіш 3 арқылы қыздырғыш 4 және салқындатқыштан 5 тұратын пневмотранспортпен екі бөлімді ұйытқыма араластырғышқа жіберіледі. ... ... ... құбыр өткізгішке келеді. Сосын тұрақтандырылған қоспаны вакуумдық қабылдағышқа 9, кейін табақты сіңіргішпен 10 араластырғышқа 4 жібереміз. ... 4 ... ... өндіру схемасы: 1 - ПВХ қоймасы; 2,7 - бункер-циклондар; 3, 10 - сіңіргіштер; 4 - ... ... 5 - ... ... 6 - фильтр; 8 - шарлы диірмен; 9 - вакуум-қабылдағыш; 11 - ... 12 - ... 13 - ... ... 14 - ... станок; 15 - төсеуші; 16 - ... ... ... ... ... ... ... жасалған жұқа қабықша пластикат деп аталады) ұнтақ тәрізді ПВХ пен пластификаторлар негізінде алады. ... ... ... ... ... ... - ... тұрақтандырғыштар, толтырғыштар және бояғыштар пайдаланылады.
Жұқа қабықшалы пластификатты ... ... ... ... әдісімен жүзеге асады. Ол бірнеше сатыдан тұрады: компоненттерді араластыру, экструзия массасы, жұқа ... ... орау және буып - түю. ... 5 суретте көрсетілген.
Сур. 5 Жұқа қабықшалы пластификатты өндіру схемасы: 1 - ПВХ қоймасы; 2,5 - ... 3 - ... 4 - ... 6 - ... ... 7 - каландр; 8 - орауыш станок
3.3 ПВХ өндіру кезіндегі ... ... ... ... ингибитор қатысында (гидрохинон, трет - бутилпирокатехин) тасымалдайды және ... ... ... жағдайларда оны ингибиторсыз да төменгі температурада (− 40ºС және одан төмен) сақтай береді. Оттегі қатысынсыз мономер ... ... ... ... жарылыс қаупі бар қоспалар түзуі мүмкін. Винилхлоридпен ... ... ... және ... ... ... ... мыстың жарылғыш ацетиленидінің түзілуін болдырмайтын материалдан жасалуы керек. Винилхлорид улы, наркотикалық және канцерогенді зат.
ПВХ - тің барлық өндірісі өрт және ... ... ... оның ... бір ... ал ... кептіру, елек торабы және қойма - ... ... ...
4. ПВХ ... ПВХ физика - механикалық қасиеттері
ПВХ ... ... ... тән. ... - ақ ... қатты зат. Полимерлену дәрежесі 100-2500. Полимердегі элементар буындар негізінен 1, 2 тізбектерде орналасқан. ПВХ макромолекуласының реттік дәрежесі полимерлену температурасына, ... 40000 - 150000 ... ... ... ... ... ПВХ ... дәрежесі 10% - ға жетуі мүмкін. ПВХ ... ... - ... ... ... ПВХ - тің ... физика - механикалық қасиеттері келтірілген:
20°С - тағы тығыздығы, г/см[3]......................1,35 - ... ... ... ... - ... ... ... вт/ (м К)......................0,15-0,175
Меншікті жылу сыйымдылығы, кдж/ (кг К)..........1, 00 - 2,14
Суды сіңіруі
24 сағ,% (г/м[2])..................................................0,4 - 0,6 (0,11 - 0,3)
1000 сағ, г'м[2] ... ... ... ... ... ... - 160 ... кезде.....................................................80-120 (800-1200)
Морфологиялық белгісі бойынша суспензиялық ұнтақ ПВХ бөлінеді:
* Біртекті (түссіз түйірлі монолитті ... ... ...
* ... кеуекті.
Эмульсионды ПВХ түйірін екі типке жіктейміз:
* Ценосферикалық
* ... ... ПВХ ... ... 2 ... көрсетілген.
Кесте 2. Суспензиялық ұнтақ тәрізді ПВХ физикалық ... ... ... ... ... тұрақтысы ,Кф
71
77
74
75
60
63
65
70
77
Тығыздық, г/см[3]
1,419
1,402
1,401
1,396
1,392
1,400
1, 307
1,345
1,246
Монолитті түйір құрамы,%
0
16
12
71
77
85
45
58
26
Үйілген ... ... ... ... ... ... кеуектілігі,%
56
52
52
37
48
42
43
50
46
Суыққа сіңірілетін пластификатор саны, мл/г
0,92
0,90
0,84
0,56
0,76
0,51
0, 52
0, 53
0.66
Меншікті беттік, см[2]/г
1000
650
850
560
750
1500
1150
4 150
1330
Түйірдің орташа ... ... ... ... ... ... жоғары мөлшері болғандықтан (≈ 56%), поливинилхлорид тұтанбайды және жанбайды.
Поливинилхлоридтің қолданылуы
Поливинилхлоридтен материалдар мен бұйымдарды жасау ... ... ... ... лубрикант (майлағыш), толтырғыш, бояғыш заттар рөлін атқаратын түрлі қоспалармен әрекеттестіріп, поливинилхлоридтен алынған материалдар мен бұйымдарға спецификалық қасиет береді.
Поливинилхлоридтен ... ... және ... ... және сол ... ... (қатты ) бұйымдар алынды.
Пластиктелген поливинилхлоридтерді изоляция және электрөткізгіштер мен кабельдердің ... ... ... ... ... алу ... иілгіш құбырлар жасауда қолданылады.
Пластиктенбеген поливинилхлорид қатты құбырлар мен фитингтер өндірісінде (канализация, газ және су жабдықтағыштар), декоративті, конструктивті, тартпа шкафтар, ... ... ... (дыбыс, жылу изоляция, толтырғыш материалдар), сыйымдылықтар (банка, бөтелке, ыдыстар), панель, талшықтар және т.б. алуда қолданыс табады.
Қорытынды
Пластикалық массалар - ... ... ... ... ... ... оның даму қарқыны мен бағытын химия өндірісі анықтайды десе болады. Ал химияландырудың негізігі бағыты пластикалық масса мен ... ... ... қолдану екенін өмірдің өзі көрсетіп келеді.
Жақында ғана ... ... ... деп ... ... ... күнделікті өмір мен техниканың тұрақты серігі болып алды. Пластмассалардан жасалған бұйымдардың негізгі артықшылығы жеңілдігі, жоғары диэлектрикалық ... ... ... ... ортаның, агрессивтік қосылыстардың әсеріне тұрақтылығы, механикалық беріктігі.
Қазіргі өмірдегі полимердің ... ... және ... өсуі және ... ... - ... ... өсудің бір генеральдық бағыты болып табылады. Өндірісті және транспортты, мәдениет және шаруашылығын, медицинаны, космостық техниканы белгісіз ... жаңа ... ... ... ... іске асуын айту өте қиын.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 19 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 900 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Магнитті қосқыштарды монтаждау және жөндеу7 бет
Акрил қышқыл негізінде суда еритін ұнтақ тәрізді полимерлерді алу26 бет
Полимерді алу механизмі10 бет
Полимердің алу механизмі26 бет
Суда еритін полимерлерді алу19 бет
TCP/IP хаттамалар комплекстерімен жұмыс7 бет
«Агросервис Шапағат» жауапкершілігі шектеулі серіктестігінің есептіліктері мен алғашқы құжаттары33 бет
«Көлік шинасының резина үгіндісінің мұнай битумының сипаттамаларына әсерін зерттеу»26 бет
Адам құқықтарының жалпыға ортақ декларациясы7 бет
Адамды кепілге алу қылмысы77 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь