CS197090B1

CS197090B1 - Method of continuous determination of the viscosity in production of the water solutions of the resins

Info

Publication number: CS197090B1
Application number: CS389078A
Authority: CS
Inventors: Petr Sladky; Ivan Pelant; Ludvik Parma
Original assignee: Petr Sladky; Ivan Pelant; Ludvik Parma
Priority date: 1978-06-14
Filing date: 1978-06-14
Publication date: 1980-04-30

Description

Vynález se týká způsobu kontinuálního stanovení viskozity při výrobě vodných roztoků pryskyřic.The invention relates to a process for the continuous determination of viscosity in the manufacture of aqueous resin solutions.

Při výrobě vodných roztoků močovino-fonnaldehydovýoh, fenol-formaldehydových nebo malemin-formaldehydových pryskyřic sev duplikátorovém reaktoru, opatřeném míchadlem, případně zpětným trubkovým chladičem, kondenzuje močovina, enol nebo melamin s formaldehydem při teplotě 70 - 100 °C, podle druhu pryskyřice. Polykondenzační reakce se při dosažení předepsaných parametrů přeruší ochlazením reakční směsi. Během polykondenzace dochází ke změnám tlaku, lokální teploty, viskozity, stupně konverze a ostatních fyzikálněchemických parametrů, přičemž se převážně měří a zaznamenávají pouze teplota a tlak reakční směsi a teplota temperační vody v duplikátoru. Důležitým parametrem pro stanovení okamžiku přeruěení polykondenzační reakce je viskozita reakční směsi. Určení okamžiku přerušení této reakce je nejkritičtějším místem celé přípravy pryskyřice. V případě překondenzování nebo nedokondenzování vzniká pryskyřice nevhodné kvality, případně může dojít i k zakondenzování obsahu reaktoru. Proto se zpravidla před přerušením polykondenzační reakce její průběh zpomaluje úmyslným snížením reakční teploty, čímž však dochází k prodlužování výrobního cyklu. Velký význam má kontinuální stanovení viskozity při přípravě vodných roztoků pryskyřic v případě zkušebních polykondenzačních reakcí při hledání nových a efektivnějších receptů a podmínek polykondenzace v rámci základního a aplikovaného výzkumu.In the manufacture of aqueous solutions of urea-phonaldehyde, phenol-formaldehyde or malemin-formaldehyde resins in a duplicator reactor equipped with a stirrer and possibly a condenser, the urea, enol or melamine condenses with formaldehyde at a temperature of 70-100 ° C, depending on the type of resin. The polycondensation reaction is interrupted by cooling the reaction mixture when the prescribed parameters are reached. During polycondensation, changes in pressure, local temperature, viscosity, degree of conversion and other physicochemical parameters occur, with only the temperature and pressure of the reaction mixture and the temperature of the tempering water in the duplicator being measured and recorded. An important parameter for determining the breakpoint of the polycondensation reaction is the viscosity of the reaction mixture. Determining the moment of interruption of this reaction is the most critical point of the entire resin preparation. In the event of overcondensing or non-condensing, a resin of unsuitable quality is formed, or the reactor contents may condense. Therefore, as a rule, before the polycondensation reaction is interrupted, its course is slowed down by deliberately lowering the reaction temperature, but this leads to an extended production cycle. Continuous determination of viscosity in the preparation of aqueous resin solutions in the case of trial polycondensation reactions in search of new and more effective recipes and polycondensation conditions in the basic and applied research is of great importance.

197 090197 090

Dosud známé způsoby stanovení viskosity vodnýoh roztoků pryskyřic během polykondenzační reakce jsou převážně založeny na odběru vzorků reakční směsi v různých momentech polykondenzaoe a na následovném změření vlskozlty pomocí známých fyzikálně-chemiokýoh metod, zejména pomocí Fordova výtokového pohárku· Stanovení vlskozlty těmito způsoby je značně praoná a zdlouhavá. Vlastní odběr vzorků z reagující směsi i stanovení vlskozlty těchto vzorků vyžaduje větělnou lidskou obsluhu. Navíc, aby bylo možné poVažovat hodnotu vlskozlty v momentě odběru vzorku za hodnotu vlskozlty získanou měřením o určité době nutné k manipulaci se vzorkem s provedení měření, je třeba zastavit ve vzorku další pólykondenzaol.The methods known to date for determining the viscosity of aqueous resin solutions during the polycondensation reaction are mainly based on sampling the reaction mixture at various times in the polycondensation and subsequently measuring the microcosmos using known physico-chemical methods, in particular using a Ford discharge cup. . Sampling of the reacting mixture as well as determination of the microcosm of these samples requires a human-friendly operation. In addition, in order to consider the wavelength at the time of sampling for the wavelength obtained by measuring a certain amount of time required to handle the sample to perform the measurement, additional polyscondenzaol should be stopped in the sample.

Uvedená nedostatky odstraňuje způsob kontinuálního stanovení viskosity při výrobě vodnýoh roztoků ryskyřlo podle vynálezu, jehož podstatou jem že se do plykondenzující směsiThese drawbacks are eliminated by the method of continuously determining the viscosity in the production of aqueous solutions of the resin according to the invention, which is based on the fact that it is incorporated into the gas condensing mixture.

A Q zavádí ultrazvukové vlnění o frekvenci 10 až 10² Hz, přičemž se měří změna absorpce ultrazvukového vlnění při průchodu reakční směsi v závislosti na době trvání polykondenzaoe .AQ introduces an ultrasonic wave at a frequency of 10 to 10 ² Hz, measuring the change in the absorption of the ultrasonic wave as the reaction mixture passes through the duration of the polycondensation.

Kontinuálně měřená hodnoty koeficientu obsorpoe ultrazvukových vln se zaznamenávají a korelují pomocí kalibrační závislosti absorpce ultrazvuku daná frekvence na viskotitě reakční směsi během vzorové polykondenzační reakce nebo pomocí známých teoretických vztahů. Protože absorpce podélných ultrazvukových vln, jejichž vlnová délka je menší než střední hodnota strukturního parametru reakční směsi, je spojitou a jednoznačnou funkcí viskozlty, je možné korelaci mezi těmito veličinami provádět během polykondenzační reakce spojitě a jednoznačně.Continuously measured values of the ultrasonic wave obsorpoe coefficient are recorded and correlated by the calibration dependence of the ultrasonic absorption of a given frequency on the viscosity of the reaction mixture during an exemplary polycondensation reaction or by known theoretical relationships. Since the absorption of longitudinal ultrasonic waves whose wavelength is less than the mean value of the structural parameter of the reaction mixture is a continuous and unambiguous function of the viscosity, the correlation between these variables can be performed continuously and unambiguously during the polycondensation reaction.

Výhody způsobu podle vynálezu spočívají v tom, že dovoluje kontinuální stanovení vlskozlty během polykondenzaoe pryskyřic, umožňuje kontinuální zaznamenávání hodnot viskozity během reakce, efektivní a případně automatické stanovení konce polykondenzační reakce pro předepsanou hodnotu vlskozlty či jiných parametrů. Vedle toho dovoluje i sledováni případnýoh odchylek vlskozlty během polykondenzaoe pryskyřlo v důsledku odlišných parametrů reakce, odlišného složení vsázky resp. podmínek polykondenzační reakce jako otáček míchání, temperační teploty atp. Způsob podle vynálezu se provádí pomocí známých ultrazvukových zařízení jako jsou například ultrazvukové defektoskopy, komparátory čl hydrolokátory, eoholoty, jejich měrná ultrazvukové sondy jsou tlakově, tepelně a elektrojiskrově odolné,The advantages of the method according to the invention are that it permits continuous determination of the viscosity during the polycondensation of the resins, enables continuous recording of viscosity values during the reaction, an efficient and possibly automatic determination of the end of the polycondensation reaction for the prescribed value of the viscosity or other parameters. In addition, it also permits the monitoring of possible deviations of the microcosm during the polycondensation of the resin due to different reaction parameters, different batch composition and resp. conditions of polycondensation reaction such as stirring speed, tempering temperature etc. The method according to the invention is carried out by means of known ultrasonic devices such as ultrasonic flaw detectors, cell comparators hydrolocators, alcoholics, their specific ultrasonic probes are pressure, heat and electro-spark resistant,

V dalším je popsán způsob podle vynálezu na příkladu provedení ke kontinuálnímu stanovení viskozlty reakční směsi během polykondenzaoe močoviny e formaldehydem při výrobě vodného roztoku močovino-formaldehydové pryskyřice.In the following, the process according to the invention is described, by way of example, for the continuous determination of the viscosity of the reaction mixture during the polycondensation of urea with formaldehyde in the manufacture of an aqueous urea-formaldehyde resin solution.

PříkladExample

Do reaktoru se zavedly prostřednictvím ultrazvukového generátoru a přijímače doplněného o komparátor a pomocí ultrazvukové sondy z nerezavější oceli, podélná ultrazvuková vlny ve formě kvazlmonoohromatlokýoh impulsů o střední frekvenci 5 MHz dáloe 5/us a opakovači Longitudinal ultrasonic waves in the form of a quasi-mono-high-velocity pulses with a mean frequency of 5 MHz and 5 / us and repeaters were introduced into the reactor via an ultrasonic generator and receiver supplemented with a comparator and a stainless steel ultrasonic probe.

197 090 frekvenci 500 Hz, přičemž se měřila změna jejich absorpce při průchodu reakční směsí v závislosti na čase polykondenzace. Naměřené hodnoty absorpce se porovnávaly s kalibrační závislostí absorpce podélných ultrazvukových vln frekvence 5 MHz na viskozitě reakční směsi během polykondenzace. Tato závislost byla získána současným měřením absorpce ultrazvuku a viskozity reakční směsi v závislosti ná čase polykondenzace a je uvedena v tabulce 1.197,090 at a frequency of 500 Hz, measuring the change in their absorption as they pass through the reaction mixture as a function of polycondensation time. The absorption values measured were compared with the calibration dependence of the absorption of the longitudinal ultrasonic waves of the 5 MHz frequency on the viscosity of the reaction mixture during polycondensation. This dependence was obtained by simultaneously measuring the absorption of ultrasound and the viscosity of the reaction mixture versus the time of polycondensation and is shown in Table 1.

Tabulka 1 viskozita (opoise) aksorpoe (dB/m)Table 1 viscosity (opoise) aksorpoe (dB / m)

12,412.4

17,017.0

24,524.5

36,336.3

51,551.5

154154

84,384.3

247247

138,6138.6

Claims

Process for the continuous determination of viscosity in the manufacture of aqueous resin solutions, characterized in that ultrasonic waves having a frequency of 10 to 10 µHz are introduced into the reaction condensation mixture, measuring the change in ultrasonic wave content as it passes through the reaction mixture as a function of polycondensation. .