- •Пәнінің оқу-әдістемелік кешені
- •050721 – Органикалық заттардың химиялық технологиясы
- •Дәрістер
- •1 Сурет. Аморфты полимердің термомеханикалық қисығы: і – шыны тәріздес күй аймағы; іі – жоғары эластикалық күй аймағы; ііі – тұтқыраққыш күй аймағы
- •1 Сур. Полипропиленді үздіксіз өндірудің технологиялық схемасы: 1-араластырғыш, 2-полимеризатор, 3-газбөлгіш, 4-ыдырату аппараты, 5,7-центрифугалар, 6-шаю аппараты, 8-кептіргіш
- •1 Сурет. Толық конверсиялы блок әдісімен стирол полимерленуінің технологиялық схемасы: 1- форполимеризаторлар, 2-колонна, 3-кері тоңазытқыш, 4-экструдер, 5-суыту ваннасы, 6-гранулятор.
- •2 Сурет. Стиролдың жарым жартылай конверсиялы полимерленуінің технологиялық схемасы: 1-жылуалмастырғыш, 2,3,4 – полимеризаторлар, 5-вакуум камерасы, 6-экструдер-гранулятор, 7-кері тоңазытқыштар.
- •3 Сурет. Пс суспензиялық әдісі бойынша өңдірісінің технологиялық схемасы: 1,2-араластырғыштар, 3- реактор, 4-елеуіш, 5-аралық сыйымдылық,6-центрифуга, 7-кептірігіш
- •4 Сурет. Көбіктеген пс блок суспензиялық әдіспен өндірудің технологиялық схемасы: 1-реактор, 2-араластырғыш, 3-автоклав, 4-елеуіш, 5-аралық ыдыс, 6-центрифуга, 7-кептіргіш
- •1 Сурет. Блок әдіспен пвх өндірісінің технологиялық схемасы: 1-авоклав, 2-айналмалы автоклав, 3-фильтр, 4-конденсатор, 5-виброелеуіш, 6-центрифуга, 7-кептіргіш
- •2 Сурет. Суспензиялық әдіспен пвх өндірісінің технологиялық схемасы: 1-араластырғыш, 2-полимеризатор, 3-жинағыш, 4-центрифуга, 5-кептіргіш, 6-бункер-циклон, 7-үсақтау түйін, 8-қорап машинасы.
- •3 Сурет. Эмульсиялық пвх өндірісінің технологиялық схемасы: 1-араластырғыш, 2-полимеризатор, 3-дегазатор, 4-жинағыш, 5-тұрақтандыру аппараты, 6-кептіргіш.
- •1 Сурет. Суспензиялық политетрафторэтилен өңдірісінің технологиялық схемасы: 1-автоклав, 2,5-центрифугалар, 3-бункер, 4-ұсақтағыш, 6-кептіргіш
- •1 Сурет. Винилацетаттың ерітіндіде үздіксіз полимерленудің технологиялық схемасы: 1,3-реакторлар, 2,4,7-конденсаторлар, 5-ректификациялық колонна, 6-дефлегматор
- •2 Сурет. Үздіксіз әдіспен эмульсиялық поливинилацетат өндірісінің технологиялық схемасы: 1-араластырғыш, 2,3,4-реакторлар, 5,6,7 – кері тоңазытқыштар, 8-аралық сыйымдылық, 9-стандартизатор, 10-фильтр
- •2 Сурет. Пентапласт өңдірісінің схемасы: 1-араластырғыш, 2-реактор, 3-ерітікіштерді бөліп алу аппараты, 4-нутч-фильтр, 5-кептіргіш, 6-елеуіш, 7-араластырғыш, 8-экструдер-гранулятор
- •Дәріс 11, 12 - Фенолоальдегидті шайырлар және олардың негізінде пластмассалар
- •1 Сурет. Мерзімді әдіс бойынша новолакты шайырлар өндірісінің технологиялық схемасы: 1-3 – өлшегіштер, 4-реактор, 5-тоңазытқыш, 6-конденсат жинағышы, 7-суыту барабан, 8-транспортер.
- •1 Сурет. Пэтф өндірісінің технологиялық схемасы: 1,6-реакторлар, 2-қондырғы колонна, 3,7-конденсаторлар, 4,8-қабылдағыштар, 5-фильтр, 9-суыту барабан, 10- станок.
- •Зертханалық сабақтар
- •1,2 Зертханалық сабақтар– Полимерлі материалдардың технологиялық құрамын анықтау
- •3,4 Зертханалық жұмыстар – Резиналы қоспаларды дайындау
- •2 Сурет. Валкалар сызбасы
- •5,6 Зертханалық жұмыстар –Полистиролды алу
- •7, 8 Зертханалық жұмыстар – Каучуктардың ерігіштігін анықтау.
- •9, 10 Зертханалық жұмыстар –Поливинилацетатты алу және оның анализі
- •11, 12 Зертханалық жұмыстар – Фталды ангидрид пен глицериннің поликонденсациясымен полиэфирлы шайырды алу
- •13, 14 Зертханалық жұмыстар – Сілтілі ортада фенол мен формальдегидтің поликонденсациясы ( резольды шайырларды алу)
- •15 Зертханалық жұмыс – Қышқыл ортада фенол мен формальдегидтің поликонденсациясы (новолак шайырларды алу)
- •Студенттің өзіндік жұмысы
1 Сурет. Блок әдіспен пвх өндірісінің технологиялық схемасы: 1-авоклав, 2-айналмалы автоклав, 3-фильтр, 4-конденсатор, 5-виброелеуіш, 6-центрифуга, 7-кептіргіш
Сұйық мономерді және инициаторды (тотықтар, ДАК) автоклавқа 1 енгізіп, сонда 50-700С және қысым 1 МПа алдын ала полимерленуге түсіреді. Полимерленуді 10% конверсияға дейін жүргізеді. Алынған суспензияны айналмалы автоклавка түсіреді 2. Автоклав апааратын қабырғаларынан өсіп жатқан полимер қабатын жою үшін таспалы-спиральды араластырғышпен немесе метал түйіршіктерімен жабдықталған. Автоклавқа 2 төментемпературалы тотығу тотықсыздану иницирлеуші жүйесін, молекулалық масса регуляторын және ПВХ термостабилизаторларын (металдар стеараттары) қосады. Процессті 65-70%-ды конверсия дейін -10 дан -200С температурада жүргізеді. Полимерленбеген ВХ фильтр 3 мен конденсатор 4 арқылы өткізеді, сүйытылған винилхлорид циклге оралады. Ұнтақтәрізді полимер автоклавтан 2 виброелеуішке 5, содан кейін центрифугаға 6 түседі, онда ыстық сумен шайылады. Сығылған полимер кептіргішке 7 бағытталады.
2. Винилхлоридті суспензиялық полимерлену әдісі алынған полимердің жоғары тазалығымен процесті жеңіл реттеумен үйлестіреді. Суспензиялық ПВХ өндіру процесі келесі стадиялардан тұрады: реакциялық қоспаны дайындау, полимерлену, центрифугалау және кептіру.
2 Сурет. Суспензиялық әдіспен пвх өндірісінің технологиялық схемасы: 1-араластырғыш, 2-полимеризатор, 3-жинағыш, 4-центрифуга, 5-кептіргіш, 6-бункер-циклон, 7-үсақтау түйін, 8-қорап машинасы.
Полимеризацию проводят при 30-700С и давлении 0,5-1,4 МПа в течение 8-14 ч. Полимерленуді 30-700С және қысым 0,5-1,4 МПа 8-14 с аралығында жүргізеді. Бұл жағдайда мономер конверсиясы 80-90% құрайды. Автоклавта қысымның 0,3-0,35 МПа дейін түсуі полимерлену аяқталғанын көрсетеді. Реакцияласпаған винилхлорид вакууммен бөлініп, тазартылады және циклге қайта оралады.
3. Эмульсиялық ПВХ мерзімді және үздіксіз әдістермен алады. Үздіксіз әдіс бірнеше стадиялардан тұрады: сулы фазаны дайындау, полимерлену, дегазация, тұрақтандыру және кептіру. Суда еритін тотық инициаторлары, мысалы сутек асқыны немесе калий персульфаты және ионогенді эмульгаторлар қолданады. рН реттеу үшін буфер тұзын түзетін фосфор қышқылын және сілтіні енгізеді.
3 Сурет. Эмульсиялық пвх өндірісінің технологиялық схемасы: 1-араластырғыш, 2-полимеризатор, 3-дегазатор, 4-жинағыш, 5-тұрақтандыру аппараты, 6-кептіргіш.
Кемшіліктер: 1. Полимердің эмульгатор және буфер тұздарымен ластануы.
4. Бұл тығыздығы 1400 кг/м3 және ММ 30 000 нан 150 000 дейін полимер. ПВХ ММсын Фикентчер Кф константасымен сипаттайды:
Кф = 1000k
K коэффициентін теңдеуден табады:
Lgηсал/С = 75k2/ (1 + 1,5kC) + k
где ηсал – 25 0С ПВХ циклогексанонда салыстырмалы тұтқырлығы, С – ерітінді концентрациясы. 140 0С жоғары хлорлы сутек пен қосарланған қос байланысты тізбектер түзілуімен ыдырайды:
CH2CHCl – CH2CHCl - → - CH = CH – CH=CH - + 2 HCl
Бұл полимердің тігілуімен қараюына әкеледі. ПВХ ыдырауы – бөлінген хлорлы сутекпен жылдамданатын күрделі автокаталитикалық процесс. ПВХ ыдырауына оттегі, сәулелену және тағы басқа факторлар әсер етеді. Сондықтан ПВХ құрамына тұрақтандырғыштарды енгізеді. Тұрақтандырғыштар әрекетінің механизмі әртүрлі болады. Кальций, барий, кадмий, мырыш стеараттары бөлінген хлорлы сутекті байланыстырады:
(C17H35COO)2Ca + 2HCl → 2C17H35COOH + CaCl2
Түзілген стеарин қышқылы смазка ретінде қолданады. Басқа тұрақтандырғыштар оттегін және ультракүлгін сәулелерін сіңіреді. Эффективті тұрақтандырғыштар ретінде қорғасын мен қалайы, эпоксиқосылыстар қолданады.
ПВХ – қатты полимер. Оны пластификациялау үшін фтал қышқылының эфирлері (диоктилфталат, дибутилфталат), диоктилсебацинат қолданады. ПВХ негізінде пластмассаларды пластификация, сонымен қатар термиялық пластификация әдістерімен алады.
Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар:
Поливинилхлорид полимерленуінің мерзімді екістадиялық процесін неге қолданатының түсіндірініздер?
Винилхлоридтің суспензиялық полимерленуінің артықшылығы неде?
Поливинилхлоридтің қасиеттері мен қолдану аймағын сипаттаныздар.
Ұсынылған әдебиеттер:
1 Николаев А.Ф., Крыжановский В.К., Бурлов В.В. и др. Технология полимерных материалов. Учебное пособие. – Киев.: Профессия, 2008. -544с.
2 Галыгин В.Е. Технология переработки полимерных материалов.:Лабораторный практикум – М.: Химия, 2001. -132с.
3 Заикин А.Е. Практикум по технологии переработки и испытаниям полимеров и композиционных материалов. Колос, 2011.-191с.
Дәріс 7 - Фторланған қанықпаған көмірсутектер негізінде пластмассалар өңдірісі
Мазмұны:
1. Суспензиялық политетрафторэтиленнің өндірісі
2. Политетрафторэтилен қасиеттері
3. Политетрафторэтилен өңдірісі мен қолдануы
4. Политрифторхлорэтилен өндірісі
1. Суспензиялық политетрафторэтиленнің өндірісі келесі операциялардан тұрады: реакциялық коспаны дайындау, полимерлеу, центрифугалау және кептіру.
Полимерлену иницирлеу үшін калий немесе аммоний персульфатын, органикалық тотықтар, сонымен қатар тотоығу тотықсыздану жүйелерді қолданады. рН реттеушісі бура. Реактор – араластырғыш пен қоршамамен жабдықталған және де болаттан жасалған автоклав.