Dung dịch PS nhớt từ cuối tháp trùng hợp chuyển vào thiết bị đun nóng nhiệt độ làm việc khoảng 225 o C để tách dung môi và một phần.. monome không phản ứng.[r]
(1)Chuyên đề
(2)Nguyên liệu để sản xuất PS Styren có cơng thức phân tử C8H8
Qua nhiều phương pháp nghiên cứu khác nhau, đặc biệt phương pháp nhiệt phân PS thấy PS có cấu tạo đầu nối
(3)* Vật Lý:
PS loại nhựa cứng suốt,
khơng có mùi vị, cháy cho lửa không ổn định PS không màu dễ tạo màu, hình thức đẹp, dễ gia cơng phương pháp ép ép phun
(4)* Độ hòa tan:
PS hòa tan cacbua hydro thơm, cacbua hydro clo
hóa, este, ceton PS khơng hịa tan cacbua hydro mạch thẳng, rượu thấp (rượu có độ rượu thấp), ete, phenol, axit
axetic nước PS bền vững dung dịch kiềm, axit
sunfuric, photphoric boric với nồng độ Bền với axit clohydric 10 - 36%, axit acetic 1- 29%, axit formic 1-90% axit hữu khác Ngồi PS cịn bền với xăng, dầu thảo mộc dung dịch muối Axit nitric đậm đặc chất oxi hóa khác phá hủy PS
* Tính học:
Tính chất học PS phụ thuộc vào mức độ trùng hợp PS có trọng lượng phân tử thấp dịn có độ bền kéo thấp Trọng
lượng phân tử tăng lên độ bền nhiệt tăng, độ dòn giảm Nếu vượt mức độ trùng hợp định tính chất học lại giảm
(5)Tỷ
trọng 1,05 - 1,06 g/cm3 Độ bền
Khi kéo 35-59 N/mm2
Khi nén 56-133 N/mm2
Khi uốn 80-112 N/mm2 Modun
đàn hồi
kéo
(2,8 -
3,5).103 N/mm2 Độ dai
va đập 12-20 KJ/m2 Độ cứng
Brinel 140 - 160 HB Nhiệt
độ làm việc lâu dài
70 - 75 oC
(6)1 Trùng hợp khối:
* Phương pháp gián đoạn * Phương pháp liên tục
2 Trùng hợp dung dịch:
* Phương pháp gián đoạn * Phương pháp liên tục
(7)1 Trùng hợp khối:
* Phương pháp gián đoạn:
Quá trình gồm hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1: trùng hợp sơ Styren áp suất thường sau tạo chân khơng 200-270mmHg đun nóng Khi hiệu suất phản ứng đạt khoảng 30-40% tiến hành làm lạnh đến 70-80oC rót vào khn có
dung tích từ 5-10 lít
- Giai đoạn 2: trùng hợp xirơp khn nhỏ nhờ đun nóng Sau tháo sản phẩm đem đập, nghiền, sàng đóng bao
* Phương pháp liên tục:
- Styren từ thùng lường (1) tự chảy liên tục vào nồi phản ứng (3) Trên đường chảy có bố trí thiết bị lọc (2) để tách bỏ tạp chất học
Nhiệt độ phản ứng trì nồi (3) từ 75-80oC, vận tốc cánh khuấy
khoảng 50-60 vòng/phút Khi hiệu suất phản ứng đạt từ 18-20% ta cho xirốp chảy vào tháp trùng hợp có chiều cao 7.000 mm, đường kính
(8)Thiết bị (4) chia làm khu vực, khu vực I có vỏ bọc ngồi để đun nóng, khu vực khác có thêm ống xoắn ruột gà bên để đun nóng Hơi bay khỏi thiết bị phản ứng (4) ngưng tụ thiết bị làm lạnh (5) Sản phẩm PS nóng chảy từ khu vực VI vào phần hình nón tháp có nhiệt độ 235oC sau nhờ trục vít đẩy liên tục
thành băng hay thỏi, đem làm nguội thực q trình đập, nghiền, sàng, đóng bao
2 Trùng hợp dung dịch:
- Phương pháp gián đoạn : có giai đoạn, trùng hợp nồi phản ứng, tách polymer khỏi dung dịch, đập nhỏ polymer
- Phương pháp liên tục: cho Styren dung môi từ thùng lường theo tỉ lệ định vào tháp trùng hợp (gồm nhiều tháp nối tiếp nhau)
Dung dịch PS nhớt từ cuối tháp trùng hợp chuyển vào thiết bị đun nóng nhiệt độ làm việc khoảng 225oC để tách dung môi phần
(9)3 Trùng hợp nhũ tương:
Đầu tiên cho nước xà phòng dầu ve vào thiết bị phản ứng tiến hành khuấy trộn Sau cho styren chất khởi đầu vào, trì vận tốc cánh khuấy khoảng 120-160 vịng/phút Đun nóng hỗn hợp lên 65-70oC lúc chất khởi đầu bắt đầu phân ly tạo
gốc tự do, phản ứng xảy theo chế trùng hợp gốc, phản ứng toả nhiệt nên nhiệt độ hỗn hợp tự tăng lên 85-90oC Giữ nhiệt độ hàm lượng monome dư hỗn hợp phản ứng nhỏ 1% Không nên tăng nhiệt lên hạt PS vừa tạo chảy mềm dính lại với Sau tiến hành phá nhũ tương đem lắng, lọc, ly tâm để tách
polymer hạt bé dung dịch chất nhũ hoá, chất khởi đầu
(10)Việc phá nhũ tương thực nhiều cách khác chẳng hạn như:
- Dùng nhiệt để phá hệ nhũ tương
- Dùng học: khuấy mạnh với vận tốc khuấy 3.000-6.000 vòng/phút - Dùng điện trường
- Dùng chất điện ly: muối ăn, NH4Cl, ZnCl2, CH3COOH
Sản phẩm tạo đem rửa nhiều lần H2O để làm hết chất nhũ hố cịn lại bề mặt trung tính Cuối đem sấy khô đến độ ẩm nhỏ 0,5% sàng phân loại, đóng bao
4 Trùng hợp huyền phù:
Cho nước, monome chất khởi đầu từ từ vào thiết bị phản ứng đồng thời mở cánh khuấy chạy với vận tốc 80-120 vòng/phút Cho tiếp dung dịch PVA vào Ban đầu nâng nhiệt độ lên 75-80oC vịng 1,5h sau
đó tăng nhiệt độ lên 88-90oC vòng 2h Tổng thời gian phản ứng
khoảng 4-5h, hiệu suất đạt 95-98% Hỗn hợp huyền phù gồm: hạt PS, môi trường đem ly tâm rửa nước ấm 45-50oC sau đem
sấy khơ nhiệt độ 65-75oC chân không đến độ ẩm nhỏ
(11)-PS làm vật liệu cách điện (điều kiện không tải tải trọng bé tĩnh)
-Làm sản phẩm khác dùng dân dụng cơng nghiệp, phải biến tính cách hố dẻo đồng trùng hợp với monome khác
(12)