Поливинилхлорид - Ульянов В.М.
ISBN 5-7245-0727-7
Скачать (прямая ссылка):
Агрегативная устойчивость частиц ПВХ в общем случае должна определяться их концентрацией, размером, а также соотношением энергий притяжения, отталкивания и столкновения. Относительное движение глобул ПВХ в капле эмульсии может быть обусловлено как броуновской диффузией, так и инерционным движением глобул из-за разности плотностей ПВХ и ВХ при действии на каплю турбулентных пульсаций. Перемещение глобул внутри капли может влиять не только на частоту и энергию столкновений, но также на число частиц
В результате опытов, проведенных при полимеризации ВХ в массе, установлено, что с повышением интенсивности перемешивания в аппарате с мешалкой возрастает число частиц Nq, уменьшается средний диаметр глобулярных частице/ [29, 30] (рис. 1.19). Этот факт можно объяснить тем, что в условиях перемешивания обтекание частиц потоком жидкости из-за разности плотностей ПВХ и ВХ препятствует осаждению зародышей на частицы .и из них образуются новые полимерные частицы. Возможность влияния перемещения! глобул внутри капли на формирование пористой структуры изучена в [31].
Интенсивность инерционного движения глобул ПВХ в капле должна определяться мощностью, затрачиваемой на перемешивание единицы массы среды N/{VpP) и размером капель d [107]. Для оценки влияния ПараметровN/(p Vp) ис? на формирование пористой структуры рассмотрены зависимости удельной поверхности ^„ отй приЛ7(р Vp) =const и \д от Л/Уф Vp) при d= const (рис. 1.20, 1.21). Влияние d на Sy„ при "'v Vp) =const оценивали, анализируя фракции различного размера °Дного порошка ПВХ, а ЛГ/(р Vp) на SyR при d * const изучали на частных суспензионного ПВХ узкой фракции, имеющих сферическую Форму и выделенных с помощью вибросит (d = 56-63 мкм) из образцов суспензионного ПВХ, полученных при различных N/ip Vv). Из рис. 1.20 и •21 видно, что в исследуемом интервале N/ipVp) практически не
47
46
Afo-fO , частиц/моль ВХ 4 ¦
Таблица 1.11. Влияние параметров суспензионной полимеризации на характеристики пористой структуры порошка ПВХ при р = 0,9
У,иг/г
0,7 0,6 -
_1_
50 100 150 d ним
0,6j^~ 0,6
0,4
0,2 0,4 0,6 0,6 N/(Vrp)Bm/nt
Рис. 1.20. Зависимость удельной поверхности S„„ от размеров частиц ПВХ (/при Л^(»0р) = = const
Рис. 1.21. Зависимость удельной поверхности 5уд от удельной мощности, затрачиваемой hi перемешивание ЛГ/(УрР) при d= const
влияет на Syn. Незначительное увеличение SyR при уменьшении d обусловлено вкладом поверхности частиц (капель) в общую удельную поверхность порошка ПВХ. Таким образом, инерционное движение глобул ПВХ в капле, характеризуемой параметрами N/(pVp) и d, не влияет на формирование пористой структуры (на ^д), т.е. агрегация глобулярных частиц ПВХ в капле происходит под действием броуновской диффузии.
В работах [215, 244, 264, 269] агрегативную устойчивость частиц ПВХ в ВХ связывают с электрическим отталкиванием из-за наличия на поверхности частиц ПВХ ионов хлора. Более низкую агрегативнуи устойчивость глобул ПВХ в каплях эмульсии объясняют диффузией стабилизируюшлх ионов в воду, вследствие чего уменьшается энергия отталкивания между глобулами ПВХ. Так как значения р* и К * условиях блочной полимеризации выше, чем при суспензионной, ' соответствии с расчетом (1.49), (1.50) и (1.59) значения параметров er i>, 5уд для частиц суспензионного ПВХ должны быть меньше ег н^уд %nfy блочного ПВХ при одинаковой конверсии.
При р = 0,9 расчетные значения ег и &,д для блочного ПВХ, получек ного в ампуле, соответственно равны 0,2 и 1,4 м^/г. Следовательно, дл*
Рис. 1.19. Зависимость концентрации JVn(a) и среднего диаметра частиц d(6) от конверсии и условий перемешивания:
1 — отсутствие перемешивания (е - 0); 2 — турбинная мешалка (е = 0,028 Вт/кг); 3 — турбинная мешалка (е = 0,038 Вт/кг);4 — импеллерная мешалка (е = 0,078 Вт/кг);5 — инпеллерная мешалка (е = = 0,6 Вт/кг)
ТипСЭ Объем ре- Концент- е, S уд, К Л «1- Тип зерен в по-
актора, мЗ рация, % Вт/кг м^г мкм рошке ПВХ
MU 0,002 0,06 0,26 0,08 0,63 2,7 0,95 0,93 Одиночные частицы
MU 0,002 0,06 0,94 0,08 0,6 2,7 0,95 0,93 То же
МЦ 0,002 3,06 2,5 0,11 0,87 2,8 0,92 0,9 Одиночные частицы и агрегаты
MU 0.002 0,06 6,3 0,17 1,1 2,9 0,89 0,82 Агрегаты
MU 1,25 0,02 1,3 0,22 1,1 2,9 0,89 0,82 _ " _
МЦ 1,25 0,04 0,2 0,12 0,62 2,7 0,95 0,95 Одиночные частицы
МЦ 1,25 0,04 1,9 0,22 1,1 2,9 0,89 0,82 Агрегаты
МЦ 1,25 0,1 0,77 0,11 0,66 2,7 0,95 0,95 Одиночные частицы
МЦ 1,25 0,1 3,4 0,2 1,1 2,9 0,89 0,82 Агрегаты
МЦ 1,25 0,15 1,4 0,1 0,6 2,7 0,95 0,95 Одиночные частицы
ПВС 0,002 0,1 2,5 0,15 1,0 2,9 0,9 0,82 Агрегаты
ПВС 0,2 0,1 0,5 0,12 0,9 2,8 0,92 0,9 Одиночные частицы и агрегаты
данной конверсии наибольшие значения ег и SyR для зерен суспензионного ПВХ не должны сильно отличаться от 0,2 и 1,4 ъ?/г независимо от условий перемешивания, типа и концентраций высокомолекулярных СЭ.
В табл. 1.11 показано влияние указанных параметров на характеристики пористой структуры зерен суспензионного ПВХ, полученных в присутствии МЦ и ПВС (межфазное натяжение о = 6-10-3—8-10-3 Дж/м2) для р = 0,9. Как следует из таблицы, во всех опытах при различных W(Vpp) и концентрациях СЭ значение SyR не превышает 1,1 м2/г, а пористость 0,22. При этом для зерен суспензионного ПВХ, образованных из отдельных капель, SyR = 0,6-0,66м2/г, ег = 0,08-0,11, К = 2,7; для агрегированных частиц SYR = 1,0-1,1 м2/г, ег = 0,17-0,22, К = 2,9. Определенное отклонение от этих значений может быть вызвано неоднородностью морфологической структуры, когда в порошке ПВХ содержатся как одиночные, так и агрегированные частицы; возможно образование стекловидных частиц из-за неравномерного распределения инициатора. При этом SYR находится в пределах 0,66-1,1 м2/г.
