CZ277852B6 - Vinyl chloride suspension polymerization process - Google Patents
Vinyl chloride suspension polymerization process Download PDFInfo
- Publication number
- CZ277852B6 CZ277852B6 CS892286A CS228689A CZ277852B6 CZ 277852 B6 CZ277852 B6 CZ 277852B6 CS 892286 A CS892286 A CS 892286A CS 228689 A CS228689 A CS 228689A CZ 277852 B6 CZ277852 B6 CZ 277852B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- polymerization
- weight
- deposits
- film
- nigrosine
- Prior art date
Links
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 12
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 title claims description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 61
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 claims description 6
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 11
- -1 methyl hydroxypropyl Chemical group 0.000 abstract description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003999 initiator Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 29
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- FFQQCJGNKKIRMD-UHFFFAOYSA-N methyl n-(3-hydroxyphenyl)carbamate Chemical compound COC(=O)NC1=CC=CC(O)=C1 FFQQCJGNKKIRMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 14
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 11
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 11
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 11
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 10
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100032843 Beta-2-syntrophin Human genes 0.000 description 2
- 108050004003 Beta-2-syntrophin Proteins 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 2
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- QWVBGCWRHHXMRM-UHFFFAOYSA-N hexadecoxycarbonyloxy hexadecyl carbonate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)OOC(=O)OCCCCCCCCCCCCCCCC QWVBGCWRHHXMRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- XZIIFPSPUDAGJM-UHFFFAOYSA-N 6-chloro-2-n,2-n-diethylpyrimidine-2,4-diamine Chemical compound CCN(CC)C1=NC(N)=CC(Cl)=N1 XZIIFPSPUDAGJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical class [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N Lauroyl peroxide Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OOC(=O)CCCCCCCCCCC YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MGJKQDOBUOMPEZ-UHFFFAOYSA-N N,N'-dimethylurea Chemical compound CNC(=O)NC MGJKQDOBUOMPEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N Sorbitan monostearate Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N 0.000 description 1
- MMCPOSDMTGQNKG-UHFFFAOYSA-N anilinium chloride Chemical compound Cl.NC1=CC=CC=C1 MMCPOSDMTGQNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L barium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ba+2] RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001863 barium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001734 carboxylic acid salts Chemical class 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 239000001788 mono and diglycerides of fatty acids Substances 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229940035044 sorbitan monolaurate Drugs 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
Vynález se týká suspenzní polymerace vinylchloridu. Suspenzní polymerace vinylchloridu se provádí za tlaku a zvýšené teploty ve vodní fázi za přídavku iniciátorů polymerace, makromolekulárních emulgátorů, tenzidů, regulátorů pH a dalších přísad. Vlastnosti polymerů závisejí zejména na složení vodní fáze, polymeračních podmínkách a režimu míchání.
Při suspenzní polymeraci vi“lchloridu vznikají na stěnách reaktoru, míchadle, narážkách a ostatních částech reaktoru úsady polymeru, které mohou dosáhnout po jedné polymeraci až 0,3 g polymeru na dm2. Úsady zhoršují převod tepla, snižují výtěžnost, dostávají se do hlavního produktu a zhoršují jeho užitné vlastnosti, mění režim míchání, takže se zvyšuje rozptyl základních vlastností polymeru. Proto se provádí pravidelná čištění reaktorů nejčastěji automaticky tlakovou vodou po každé polymeraci, které však není dostačující, takže periodicky jsou nutná mechanická čištění spojená se vstupem obsluhy do reaktoru. Mechanické čištění je časově náročné, takže se snižuje výrobní kapacita. Závažná je skutečnost, že při čištění reaktoru je ohroženo zdraví obsluhy, protože vinylchlorid je prokázaným karcinogenem.
Vznik a množství úsad závisejí na kvalitě vinylchloridu, vody a pomocných komponent. K nim patří zejména iniciátory polymerace, makromolekulární emulgátory, tenzidy, regulátory pH a další. Vliv má i režim polymerace, jako je způsob inertizace reaktoru, postup při dávkování, způsob vyhřívání vsádky, teplotní režim, konverze a podobně. Významný vliv má režim míchání i charakteristika polymeračního reaktoru, to je jeho tvar a velikosti, typ míchadla a narážek, zpětný chladič, stav povrchu reaktoru a ostatního vnitřního příslušenství, zejména drsnost. K tomu přistupuje skutečnost, že množství úsad závisí na typu vyráběného polymeru, zejména na K-hodnotě, distribuci velikosti částic, jejich morfologii a poresitě.
tom, jakým technickým problémem je tvorba úsad svědčí řada přihlášek vynálezů, které se týkají tohoto problému.
V Čs. autorském osvědčení č. 211935, 229 186 a 251 829 je popsán způsob suspenzní polymerace vinylchloridu, při němž jako tenzidy pro nastavení porezity polymeru jsou používány nerozpustné soli nenasycených karboxylových kyselin za přídavku makromolekulárních emulgátorů, iniciátorů polymerace, regulátorů pH, popřípadě dalších přísad. Ve srovnání s obvykle používanými tenzity pro nastavení porezity, jakou jsou parciální estery mastných kyselin s glycerinem, sorbitanem, speciální typy polyvinylalkoholu a jiné, vzniká při postupu podle uvedených vynálezů menší množství úsad. Toto zlepšení je však nedostatečné, množství úsad po každé polymeraci dosahuje místy až 100 mg/dm2.
Některá opatření pro potlačení vzniku úsad uváděná v literatuře (například Plaste und Kautschuk strana 552, ročník 26, rok 1979) byla za použití emulgačního systému popsaného v uvedených autorských osvědčení zkoušena, výsledek však byl neuspokojivý. Za současného stavu vyplývá, že nebylo dosud · nalezeno univerzální řešení pro potlačení vzniku úsad, navržená řešení jsou specifická pro každý výrobní proces a technologické zařízení, protože je příliš mnoho faktorů, které vznik a množství ůsad ovlivňují. Bylo proto hledáno řešení, jehož cílem bylo snížit množství ůsad po polymeraci na méně než 1 mg/dm2 plochy reaktoru a jeho příslušenství, které by spočívalo v úpravě stěn reaktoru a jeho příslušenství před každou polymeraci spojené popřípadě s přídavkem vhodné komponenty do vodní fáze.
Předmětem vynálezu je suspenzní polymerace vinylchloridu za tlaku a zvýšené teploty v přítomnosti iniciátorů polymerace, nerozpustných solí karboxylových kyselin s 12 až 24 uhlíkovými atomy a alespoň jednou nenasycenou vazbou s kationty dvou a/nebo vícemocných kovů, směsi methylhydroxypropylcelulozy a hydroxypropylcelulozy a popřípadě dalších přísad, při kterém se stěny polymeračního reaktoru a jeho příslušenství chrání proti úsadám filmem 10 až 90 dílů hmot, methylhydroxypropylcelulozy, 10 až 90 dílů hmot, nigrosinu a 0,1 až 5 dílů hmot, hydroxidu kovu alkalických zemin, přičemž hmotnost filmu je 0,02 až 5 g/m2 plochy.
Při postupu podle vynálezu se k vytvoření ochranného filmu používá methylhydroxypropylceluloza, která obsahuje 27 až 31 % hmot, metoxylových a 4 až 12 % hmot, hydroxypropoxylových skupin s viskozitou 2% (hmot.) vodného roztoku při 25 °C 15 až 60 mPas a bodem zákalu 1 % vodného roztoku 50 až 75 °C. Vhodnými typy nigrosinu jsou ty, které jsou rozpustné ve vodě nebo etanolu. Nigrosiny jsou barviva azinového typu připravovaná zahřívání anilinu, nitrobenzenu a anilinhydrochloridu se železnými pilinami (Borodkin V. F. Chemie organických barviv, SNTL Praha 1987).
Při přípravě roztoku se nejlépe postupuje tak, že se nejdříve připraví odděleně vodné roztoky methylhydroxypropylcelulozy a nigrosinu o koncentraci 1 až 5 % hmot, a nasycený roztok hydroxidu alkalické zeminy, nejlépe hydroxidu vápenatého. Z nich se připraví roztok vhodného složení přídavkem vody a etanolu. Jestliže se použije nigrosin rozpustný v etanolu, potom se tento roztok přidává k vodnému roztoku methylhydroxypropylcelulozy a hydroxidu vápenatého. Potřebný film se nejlépe připraví vhodným stříkacím zařízením roztoku, vhodná koncentrace roztoku je 0,2 až 2 % hmot.
Protože vzniklý film musí být souvislý a rovnoměrný, je třeba, aby roztok obsahoval 20 až 60 % hmot, etanolu, čímž se zajistí dokonalé smočení stěn. Pro vytvoření filmu je třeba roztok po nastříkání odpařit například zahřátím stěn reaktoru. V případě, že se před dávkováním vinylchloridu provádí inertizace nebo zkouška těsnosti reaktoru evakuací, není zahřátí stěn nutné. Film je třeba'vytvořit nejen na stěnách reaktoru, ale i na příslušenství jako jsou míchadlo, narážky, teploměrné jímky a popřípadě zpětný chladič.
Přestože se během polymerace ochranný film postupně rozpouští, zvýšená koncentrace jeho složek na stěnách má dostatečný účinek. Protože methylhydroxypropylceluloza a hydroxid vápenatý jsou obsaženy i ve vodní fázi, pokles jejich koncentrace na stěnách reaktoru je malý. Z tohoto důvodu je výhodné přidat do vodní fázi vodorozpustný nigrosin v množství 0,5 až 5 gramů na tunu vinylchloridu. Toto množství neovlivňuje průběh polymerace ani vlastnosti polymeru.
Postup podle vynálezu je vhodný pro suspenzní polymeraci vinylchloridu podle čs. autorského osvědčení č. 211935, 299186,' 251829. Není omezen typem použitých iniciátorů polymerace, ani obvyklou polymerační teplotou a ani přídavkem hlavních komponent, například antioxidantu, vodorozpustných peroxidů a podobně.
Podstatným snížením nebo potlačením vzniku úsad se dosáhne dobrého převodu tepla, stabilizace kvality, snížení množství odpadu, výrazně se sníží riziko ohrožení zdraví obsluhy a ztrátové časy vyvolané čištěním. Po nastříkání míst, na nichž se utvořily úsady, se tyto v dalších polymeracích uvolňují. Postup podle vynálezu umožňuje hlubší zásady do polymeračního režimu a polymeračních receptur, takže je možná záměna komponent emulgačního systému zejména tehdy, když větší změnou receptury, která by byla výhodná, dochází ke zvýšené tvorbě úsad.
Uvedené příklady ukazují výhody postupu podle vynálezu. Údaje o koncentraci jsou uvedeny v hmotnostních poměrech. Pro označení methylhydroxypropylcelulozy je používána zkratka MHPC, hydroxypropylcelulozy HPC, vinylchloridu VCM a polyvinylchloridu PVC.
Označení nigrosinu rozpustného ve vodě je V-nigrosin a označení nigrosinu rozpustného v etanolu je E-nigrosin. Polymery byly hodnoceny podle ČSN 64 3200. Analýzy všech polymerů připravených podle uvedených příkladů splňovaly ustanovení této normy, pokud není uvedeno jinak.
Příklad 1
Vyšetřování podmínek vzniku a potlačení úsad bylo prováděno v laboratorním autoklávu o obsahu 8 litrů, a to tak, že za standartních polymeračních podmínek byla do autoklávu pevně umístěna zkušební tělíska zhotovená z materiálu jakosti 17246,4 (nerez) o sile 0,5 mm, rozměrech 160 x 35 mm. Celková plocha obou stran byla 1,12 dm2, drsnost povrchu R& (ČSN 01 4450, Vrzal B., Strojnické tabulky, SNTL 1972) byla jednak 0,2 až 0,3, jednak 0,7 až 0,9.
Při zkouškách bylo zjištěno, že se vytvářejí v podstatě dva typy úsad. Primární úsady vznikají ihned na počátku polymerace a nevytvářejí souvislý film. Jejich tvar je nepravidelně kruhový až eliptický s nízkým profilem, jsou zpravidla uspořádány ve směru nerovností povrchu a vyznačují se distribucí velikosti. Profil těchto úsad v průběhu polyemrace roste. Souvislá vrstva se vytváří asi po 3 až 4 polymeracích a po dalších polymeracích začíná postupně opadávat. Sekundární typ úsad vzniká v průběhu polymerace. Je tvořen jemně disperzními částicemi polymeru, které ulpívají na primárních úsadách. Nejmenší částice polymeru nejsou po usazení strženy prouděním vodní fáze, probíhá částečné samotřídění.
Úsady nejsou na stěnách rozloženy rovnoměrně. Jsou větší v místech zhoršené turbulence, například za narážkami. Nejméně úsad vzniká v části reaktoru, která byla zatopena vodní fází před nadávkováním vinylchloridu, rostou směrem k rozhraní vodní fáze - monomer a největší jsou na rozhraní suspenze - parní prostor. Úsady rostou z počátku přibližně aritmetickou řadou, po vzniku souvislé vrstvy řadou geometrickou s kvocientem asi 3 až 4. Vliv drsnosti povrchu je jednoznačný. Při drsnosti Ra asi 0,8 jsou úsady asi 3krát větší než při drsnosti povrchu Ra asi 0,2.
Z tohoto důvodu byla používána tělíska o větší drsnosti Ra cca 0,8, čímž se zvýšila rozlišovací schopnost.
Tělíska byla před polymerací umístěna do tří různých pozic, a to tak, že byla v průběhu pólymerace omývána suspenzí na obou plochách.
V první pozici PÍ bylo tělísko umístěno tak, že před zahájením míchání bylo těsně pod hladinou vinylchloridu, tady nejvýše. Protože při polymerací probíhá objemová kontrakce cca 0,4 1 na kg VCM, tělísko postupně vystupuje z polymerující suspenze a na konci pólymerace je asi ze čtyř pětin nad hladinou, na níž je vytvořena pěna. V pozici PÍ je množství úsad na tělísku i stěnách reaktoru největší. V pozici P2 bylo tělísko umístěno na rozhraní vodní váze-VCM. V pozici P3 bylo tělísko ponořeno před začátkem míchání do vodní fáze. Tělíska v těchto dvou pozicích byla po zahájení míchání a v průběhu celé pólymerace ponořena do suspenze. Do každé pozice byla umístěna dvě tělíska, jedno s upraveným povrchem, druhé bez úpravy pro srovnání.
Při zkouškách bylo dodržováno standartní složení vodní fáze a polymerační podmínky. Do polymeračního reaktoru bylo nadávkováno 4 200 ml vodní fáze a pomocné komponenty. Po uzavření reaktoru bylo nadávkováno 2 400 g VCM. Jako makromolekulární emulgátor byla použita směs MHPC a HPC v množství 1,3 g na kg VCM, jako tenzid nenasycené karboxylové kyseliny jodové číslo 180, esterové číslo 5 v množství 0,08 g na kg VCM, hydroxid vápenatý v množství 0,18 g na kg VCM a dicetylperoxydikarbonát v množství 2,8 mM na kg VCM. Reakční směs byla za míchání udržována automaticky na těplotě 54 ± 0,5 °C. Pólymerace byla přerušena odpuštěním monometru při konversi 86 až 88 %. Tělíska byla po vyjmutí omyta vodou a po vysušení zvážena.
Byla provedena série polymerací, při níž byl sledován vliv filmu vytvořeného z MHPC na tělískách ponořením do 0,5 až 4% roztoku MHPC ve směsi voda-etanol 1 ku 1 (hmot.) a následným usušením.
Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1. Je v ní uvedeno množství η n
MHPC v mg/dm plochy tělíska a množství úsad PVC v mg/dm po polymerací při jednotlivých pozicích tělíska.
Tabulka 1
| MHPC mg/dm2. mg PVC/dm2 | 0,6 až 0,8 | 2 až 3 | 6 až 8 | 12 až 14 | 24 až 26 |
| pozice 1 | 16 | 14 | 6 | 8 | 17 |
| 2 | 5 | 3 | 2,4 | 2,4 | 4 |
| 3 | 1,3 | 1,4 | 1,2 | 1,2 | 1,5 |
Množství na tělískách bez úpravy v pozici 1 bylo 110 až 150 mg/dm2, 10 až 40 mg/dm2 v pozici 2 a 2 až 6 mg/dm2 v pozici 3. Další zvyšování množství MHPC na tělísku se neprojevilo.
Byly zkoušeny jiné makromolekulám! emulgátory, například hydroxypropylcelulosa, metylcelulosa, polyvinylalkohol, polystyren-maleinová kyselina, polyvinylpyrolidon, získané výsledky byly vesměs znatelně horší.
Příklad 2
Za stejných polymeračních podmínek jako v příkladu 1 byla provedena série polymerací, při níž byl na tělískách vytvořen film z nigrosinu. Byl použit vodorozpustný nigrosim. Ze 4% roztoku ve vodě byly připraveny 0,5 až 2% roztoky ve směsi etanol - voda 1 ku 1. Film byl vytvořen ponořením tělísek do roztoku s následným vysušením. Protože rozdíly v množství úsad na tělísku v pozici 3 byly malé a s malou rozlišovací schopností, byla tělíska umís%tována jen do pozic 1 a 2. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 2. Je v ní uvedeno množství nigrosinu v mg/dm plochy tělíska a množství úsad PVC v mg/dm2 v pozicích 1 a 2.
Tabulka 2
| nigrosin mg/dm mg PVC/dm2 | 0,3 až 0,6 |
| pozice 1 | 4 |
| 2 | 1 |
| 1 až 2 | 3 až 4 | 5 až 6 | 8 až 10 |
| 3,5 | 4 | 6 | 6 |
| 1 | 1 | 2 | 3 |
Při použití nigrosinu rozpustného v etanolu byly získány shodné výsledky. V tomto případě bylo však nutné použít pro přípravu roztoků nigrosinu a vytvoření souvislého a rovnoměrného filmu na tělískách nejméně 80% etanol, při větším zředění vodou tento typ nigrosinu z roztoku postupně vypadával a výsledky byly méně reprodukovatelné. Množství úsad na tělískách bez úpravy je uvedeno v příkladu 1.
Při použití nigrosinu rozpustného v uhlovodících byly získány negativní výsledky.
Příklad 3
Za polymeračních podmínek uvedených v příkladu 1 byla provedena série polymerací, při níž byl do vodní fáze přidáván vodorozpustný nigrosin v množství 0,5 až. 8 mg na kg VCM. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 3. Je v ní uvedeno množství nigrosinu dávkovaného jako vodný roztok v mg-nigrosinu na kg VCM, množství úsad na neupravených tělískách po polymerací v mg PVC na dm2 plochy tělíska a bělost výsledného práškovitého polymeru.
Tabulka 3 nigrosin
| mg/kg VC mg PVC/dm2 | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 |
| pozice 1 | 128 | 86 | 79 | 73 | 73 |
| 2 | 22 | 11 | 2 | 2 | 2 |
| bělost v % | 96,5 | 96,6 | 96,3 | 95,9 | 94, |
Zvyšování koncentrace V-nigrosinu nad 4 mg/kg VCM nemělo pozitivní vliv, docházelo ke snížení bělosti polymeru. Použití E-nigrosinu nemělo za stejných podmínek účinek.
Příklad 4
Podle příkladu 1 byla provedena série polymerací s těmito změnami: jako makromolekulám! emulgátor byla použita MHPC v koncentraci 0,8 g/kg VCM v kombinaci s HPC, jejíž koncentrace byla měněna v rozmezí 0 až 0,8 g/kg VCM. Na tělískách byl vytvořen film o hmotnosti 6 až 8 mg na dm2 plochy tělíska, což odpovídá tloušťce filmu cca 0,5 až 0,7 p.m. Film byl připraven z roztoku, který obsahoval vil 50% etanolu 10 g MHPC, 2 g V-nigrosinu a 0,1 g hydroxidu vápenatého.
V tabulce 4 je uvedeno množství úsad na tělískách bez úpravy v závislosti na koncentraci HPC ve vodní fázi.
Tabulka 4
HPC
| g/kg VCM mg PVC/dm2 | 0 | 0,06 | 0,12 | 0,24 | 0,5 | 0,8 |
| pozice 1 | 60 | 240 | 280 | 260 | 130 | 120 |
| 2 | 12 | 70 | 50 | 45 | 35 | 35 |
Změnou koncentrace HPC v emulgačním systému se mění množství úsad zejména na tělískách v pozici 1 a na stěnách reaktoru v tomto prostoru.
Na tělískách opatřených filmem uvedeného složení nebyly za uvedených experimentálních podmínek úsady zjištěny. Film vytvořený z MHPC (příklad 1) nebo nigrosinu (příklad 2) potlačuje vznik úsad významně, ale ne dostatečně. Kombinací obou komponent a alkalizací roztoku pro přípravu filmu hydroxidem vápenatým se projevuje synergické působení a bylo dosaženo požadového účinku, a to i za podmínek, kdy úpravou složení vodní fáze množství úsad znatelně roste.
Přiklad 5
Za polymeračních podmínek uvedených v příkladu 1 byly provedeny srovnávací polymerace s tím rozdílem, že jako tenzid byl použit sorbitanmonolaurát v koncentraci 1,4 g/kg VCM. Na zkušebních tělískách byl vytvořen film podle příkladu 4, hmotnost filmu byla 7 až 8 mg na dm2 plochy tělíska.
Na tělískách bez filmu se vytvořila v pozici 1 úsady v množství 280 mg/dm2, v pozici 2 v množství 110 mg/dm2. Na tělískách opatřených filtrem vznikly v pozici 1 úsady v množství 7 mg/dm2, v pozici 2 v množství 4 mg/dm2.
Zvýšené množství úsad vzniklo i při použití jiných tenzidů jako mono-diglyceridu mastných kyselin, etoxylovaného sorbitanstearátu a jiných. Film pro potlačení úsad neměl plný účinek.
Film pro potlačení vzniku úsad vytvořený podle vynálezu má specifický účinek pro emulgační systém založený na směsi MHPC a HPC v kombinaci s tenzidem odvozeným od nerozpustných solí nenasycených karboxylových kyselin.
Příklad 6
Polymerace byly provedeny za podmínek uvedených v příkladu
1. Po dvou polymeracích se vytvořily na neupravených tělískách v pozici 1 úsady v množství 240 až 260 mg/dm , v pozici 2 v množství 60 až 70 mg/dm2. Pro následující polymeraci byl na tělískách vytvořen film podle příkladu 4. Po polymeraci vzrostly na neupravených tělískách úsady v pozici 1 na 350 mg/dm2, v pozici 2 na 95 mg/dm2. Na dodatečně upravených tělískách podstatná část úsad odpadla, jejich množství kleslo
9 * v pozici 1 na 20 mg/dm , v pozici 2 na 5 mg/dm .
Příklad 7
Při polymerační teplotě 59 ± 0,5 °C byla provedena série polymeraci, při níž byl zjišťován vliv složení a hmotnosti filmu * na vznik úsad. Po nadávkování 4 200 ml vodní fáze, konponent a uzavření reaktoru bylo nadávkováno 2 400 g VCM, jako emulgátory směs MHPC a HPC v množství 1,1 g/kg VCM, jako tenzid nenasycené karboxylové kyseliny jodové číslo 180, esterové číslo 5 v množství 0,03 g/kg VCM a hydroxid vápenatý v množství 0,16 g/kg VCM. Dále bylo nadávkováno 0,03 g/kg VCM peroxidu vodíku a 0,40 g/kg VCM antioxidantu. Polymerace byla zastavena při poklesu tlaku o 0,02 MPa to je při konverzi 86 až 88 V
Roztoky pro vytvoření filmu byly připravováno z vodných roztoků MHPC, V-nigrosinu a hydroxidu vápenatého nebo barnatého ředěním vodou a etanolem, přičemž etanol byl přidáván za míchání jako poslední. Výsledný poměr vody k etanolu byl 1 ku 1 hmot.
Při přípravě roztoků obsahujících E-nigrosin bylo postupováno tak, že etanolový roztok E-nigrosinu byl za míchání přidáván k vodnému roztoku MHPC a hydroxidu alkalické zeminy, přičemž výsledný poměr etanolu k vodě byl 3 ku 2 hmot. Za těchto podmínek nedocházelo k vypadání E-nigrosinu nebo se vytvořil dostatečně stabilní koloidní roztok E-nigrosinu stabilizovaný MHPC.
Hmotnost filmu byla dosahována bud’ koncentrací roztoku, nebo opakovaným namočením tělíska v roztoku komponent.
Množství úsad na neupravěných tělískách bylo v pozici 1 v rozmezí 120 až 160 mg/dm2, v pozici 2 v rozmezí 10 až 40 mg/dm2V tabulce 5 je uvedeno složení filmu ve hmot. %, hmotnost
| filmu v mg/dm2, 5 jsou výsledky E-nigrosinu. | množství úsad v pozici 1 a 2 v mg/dm . V tabulce | ||||
| při použití V-nigrosinu, | v tabulce 6 při použití | ||||
| Tabulka 5 | |||||
| složení filmu MHPC % | 5 . | 20 | 40 | 60 | 80 |
| V-nigrosin % | 94,5 | 79,5 | 59,5 | 39,5 | 19,5 |
| Ca(0H)2 % | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| hmotnost filmu | |||||
| mg/dm2 | 9 | 8 | 9 | 10 | 9 |
| úsady mg/dm2 pozice 1 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| pozice 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Tabulka 6 | |||||
| složení filmu MHPC % | 5 | 30 | 50 | 70 | 90 |
| E-nigrosin % | 94,5 | 69,5 | 49,5 | 29, | 5 9,5 |
| Ba(OH)2 % | 0,5 | 0,5 | 0,5 | o, | 5 0,5 |
| hmotnost filmu | |||||
| mg/dm2 úsady mg/dm2 | 11 | 10 | 10 | 11 | 12 |
| pozice 1 | 4 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| pozice 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
V tabulce 7 je uvedeno množství úsad polymeru v závislosti
| na hmotnosti filmu, jehož složení bylo MHPC 60 %, a hydroxid vápenatý 1 %. | V-nigrosin 39 % | |||
| Tabulka 7 | ||||
| hmotnost filmu | ||||
| mg/dm2 úsady mg/dm2 | 0,5 | 5 | 10 | 20 40 |
| pozice 1 | 1 | 0 | 0 | 0 0 |
| pozice 2 | 0 | 0 | 0 | 0 0 |
Jestliže roztok pro přípravu filmu nebyl alkalizován hydroxidem vápenatým, potom tělísko bylo někdy slabě znečištěno nevažitelným množstvím úsad, které byly viditelné v mikroskopu. Toto znečištění nepřevyšovalo 2 % plochy tělíska.
Příklad 8 o
V provozních reaktorech o objemu 42,5 m byl při polymeračních teplotách 54 až 67 C vyráběn suspenzní roztok PVC s K-hodnotami 58 až 70 za použití směsi MHPC s HPC v kombinaci s nerozpustným tenzidem odvozeným od vápenatých solí nenasycených mastných kyselin jodové číslo 180, esterové číslo 3, pH vodní fáze bylo nastaveno na pH 9 až in jako iniciátor byly používány dicetylperoxydikarbonát a dilauroyl-peroxid. Reaktor byl po vypuštění suspenze čištěn po každé polymeraci proudem vody o tlaku cca 20 MPa. Po 40 až 50ti polymeracích bylo nutné provést mechanické čištění spojené se vstupem obsluhy do reaktoru.
Na stejném reaktoru byla za stejných polymeračních podmínek prováděna údržba před každou polymeraci impregnace stěn a příslušenství reaktoru roztokem, který obsahoval ve 100 litrech 55% etanolu 0,6 kg MHPC, 0,2 kg V-nigrosinu a 0,04 kg hydroxidu vápenatého. Postřik reaktoru byl prováděn automatickou stříkací pistolí, spotřeba roztoku byla cca 10 až 12 litrů před každou polymeraci. Film byl vytvořen po uzavření reaktoru evakuací. Vnitřní stav povrchu reaktoru byl posuzován z hlediska množství úsad po každé polymeraci. Bylo zjištěno, že povrch reaktoru a jeho součástí na nichž byl soustavně vytvářen film uvedeným postupem měl po 190 polymeracích kovový vzhled, nebylo jej třeba mechanicky čistit a reaktor byl schopen dalšího provozu.
Příklad 9
Za polymeračních podmínek uvedených v příkladu 1 byla provedena série stejných polymeraci. Roztok pro přípravu filmu na zkušebních tělískách obsahoval v 1 litru 60% etanolu 5 g MHPC, 1 g dimetylo-močoviny a 3 g E-nigrosinu, pH upraveno na 3. Hmotnost filmu na tělískách byla 9 až 10 mg/dm2. Síťování bylo provedeno při 120 ’C po dobu 30 minut. Po polymeraci byla tělíska omyta vodou, film nebyl obnovován.
V tabulce 8 je uveden počet polymeraci a množství usad v mg PVC na dm2.
Tabulka 8 počet polymeraci3 úsady v mg/dm2 pozice 10 pozice 20
| 5 | 10 | 15 |
| 1,4 | 12 | odpadání |
| 0 | 0 | 0 |
Claims (2)
1. Způsob suspenzní polymerace vinylchloridu za tlaku a zvýšené teploty v přítomnosti iniciátorů polymerace, nerozpustných solí karboxylových kyselin s 12 až 24 uhlíkovými atomy a alespoň jednou nenasycenou vazbou s kationty dvou a nebo vícemocných kovů, směsi methylhydroxypropylcelulozy a hydroxypropylcelulozy a popřípadě dalších přísad, vyznačující se tím, že stěny polymeračního reaktoru a jeho příslušenství se chrání proti ůsadám filmem 10 až 90 dílů hmot, methylhydroxypropylcelulozy, 10 až 90 dílů hmot, nigrosinu a 0,1 až 5 dílů hmot, hydroxidu kovu alkalických zemin, přičemž hmotnost filmu je 0,02 až 5 g/dm plochy.
2. Způsob suspenzní polymerace vinylchloridu podle bodu 1, vyznačující se tím, že vodní fáze obsahuje 0,5 až 5 g nigrosinu rozpustného ve vodě na Mg vinylchloridu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS892286A CZ277852B6 (en) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Vinyl chloride suspension polymerization process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS892286A CZ277852B6 (en) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Vinyl chloride suspension polymerization process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS228689A3 CS228689A3 (en) | 1992-06-17 |
| CZ277852B6 true CZ277852B6 (en) | 1993-06-16 |
Family
ID=5359541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS892286A CZ277852B6 (en) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Vinyl chloride suspension polymerization process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ277852B6 (cs) |
-
1989
- 1989-04-13 CZ CS892286A patent/CZ277852B6/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS228689A3 (en) | 1992-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2239942C3 (de) | Verfahren zur Polymerisation von Vinylchlorid | |
| DE2810097A1 (de) | Verfahren zur polymerisation von vinylhalogenidmonomeren in waessriger dispersion | |
| DE2357869C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Vinylchloridpolymeren | |
| DE2357867C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Vinylchloridpolymeren | |
| DE2801219C2 (cs) | ||
| JPH09504043A (ja) | カルボキシル基含有水溶性共重合体、その製造方法およびスケール抑制剤としてのその使用 | |
| DE69839129T2 (de) | Polymerisationsverfahren | |
| DE2248607A1 (de) | Verfahren zur herstellung von polyvinylhalogeniden | |
| CA1264410A (en) | Coated polymerization reactors and polymerization therein | |
| EP0152115B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten ethylenisch ungesättigter Verbindungen | |
| CA1331253C (en) | Polymerization reactor coatings and use thereof | |
| DE2757065C2 (de) | Verfahren zur Polymerisation von Vinylchlorid, allein oder zusammen mit anderen Vinylhalogeniden oder anderen mit Vinylchlorid copolymerisierbaren Comonomeren, in wäßriger Dispersion und Reaktionsgefäß zu dessen Durchführung | |
| DE60107412T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von hautfreiem PVC | |
| DE2538148C2 (de) | Verfahren zur Verhinderung der Anreicherung eines Polymerisats auf den inneren Oberflächen eines Polymerisationsgefäßes während der Polymerisation in wäßriger Dispersion | |
| FI62319C (fi) | Foerfarande foer polymerisering av vinylklorid i vattendispersion | |
| DE2437044C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten und Copolymerisaten des Vinylchlorids durch Suspensionspolymerisation | |
| DD150618A5 (de) | Verfahren zur herstellung von vinylchlorid-polymerisaten | |
| EP0006335B1 (en) | Method for reducing wall fouling in vinyl chloride polymerization | |
| EP0081777B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid-Polymerisaten | |
| EP3784702B2 (de) | Verfahren zur reinigung eines polymerisationsreaktors | |
| DE69719397T2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Vinyl-Harzes | |
| DE3109052A1 (de) | Suspensionspolymerisation von halogenaethylen-verbindungen | |
| DE2701147A1 (de) | Verfahren zur herstellung von vinylchlorid-copolymerisaten, die nur einen geringen gehalt an freiem vinylchlorid aufweisen | |
| EP0019197B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid-Polymerisaten, Mittel zur Beschichtung von Polymerisationsgefässen sowie das damit beschichtete Polymerisationsgefäss | |
| US4182809A (en) | Inversion polymerization process for producing vinyl resins using a dual layer coating |