PET butilkalar uchun mo'ljallangan granulalar sifatiga ta'sir qiluvchi muhim omillar

PET butilkalar uchun mo'ljallangan granulalar sifatiga ta'sir qiluvchi muhim omillar

Hozirda PET eng keng tarqalgan ichimlik boshqaruv materiali hisoblanadi. PET ni qulay sovutish orqali asosan amorf holatda, yuqori shaffoflikka ega va cho'zilishi oson bo'lgan mahsulotlarga aylantirish mumkin. Shu sababli PET ikki o'qli cho'ziladigan boshqaruv plyonkasi sifatida ishlatilishi hamda amorf hovonlardan yuqori mustahkamlik va yuqori shaffoflikka ega bo'lgan cho'zilgan pichirlanadigan idishlar olish uchun ham foydalanilishi mumkin. Bundan tashqari, uni bevosita cho'zilmasdan ekstruziya qilish yoki pichirlash orqali PET idishlar (bo'sh idishlar) olish hamda to'ldirish jarayonida ham qo'llash mumkin. PET bo'sh idishlar, ayniqsa, cho'zib pichirlash orqali olingan idishlar PET xususiyatlarini to'la namoyon etadi, tarkibidagi mahsulotni yaxshi namoyish etadi, boshqa bo'sh idishlar bilan raqobatda yaxshi ishlash ko'rsatkichlari va arzon narxga ega. Shu tufayli PET boshqaruv materiali asosan cho'zib pichirlash usulida qo'llaniladi. Eng keng tarqalgan turlari bir necha o'n millilitrdan 2 litrgacha bo'lgan maydalar, shuningdek, 30 litrgacha sig'imiga ega idishlar ham mavjud. 1980-yillardan boshlab, yengil, shakllantirish oson, arzon va massaviy ishlab chiqarishga qulayligi tufayli tez rivojlanish tendensiyasini yaratdi. Taxminan 20 yil ichida dunyoning eng muhim ichimlik boshqaruvi materialiga aylandi. Gazlangan ichimliklar, shishalangan suv, souslar, kosmetika, likyor, quruq fruktоза kabi mahsulotlarni boshqarishda keng qo'llaniladi. Maxsus issiq to'ldirish uchun ishlov berilgan idishlarda meva sharbati va choy ichimliklarini boshqarishda ham qo'llash mumkin. Eng ilg'or texnologiya bilan ishlangan PET piv idishlari ham bozorga chiqmoqda, steril to'ldirish uchun mo'ljallangan PET idishlarning rivojlanishi ham tez sur'atda olib borilmoqda. Texnik taraqqiyotning o'sishi natijasida PET idishlarning qo'llanilishi kengaymoqda, faqatgina gazlangan ichimliklar va suv kabi an'anaviy bozorni kengaytirmasdan, balki piv, shishalar hamda aluminiy bankalar bilan ham oxirgi pog'onada raqobatlashish imkonini beradi.

PET plastik shishalar uchun granulat ishlab chiqarish jarayoni asosan ikkita qismga bo'linadi. Birinchi qism — asosiy granulat, ya'ni poliester ishlab chiqarish. Shisha darajadagi asosiy plastinkalarni ishlab chiqarish jarayoni an'anaviy plastinkalarnikiga deyarli mos keladi. Shisha darajadagi plastinkalarning ayrim xususiyatlarini ta'minlash uchun uchinchi monomer IPA va ba'zi qo'shimchalarni qo'shiladi. Ikkinchi qism — asosiy plastinkalarning qattiq fazada namlikni oshirish jarayonidir.

1. Xom ashyoning kesilgan qismlarining o'lchami

Transesterifikatsiya ham, esterifikatsiya ham qaytariladigan reaktsiyalardir. Muvozanatni ijobiy tomonga siljitish uchun, uzoq muddat saqlanmaydigan kichik molekulyar mahsulotlarni o'z vaqtida chiqarib tashlash kerak. Qattiq fazada polikondensatsiya natijasida hosil bo'lgan kichik molekulyar qo'shimcha mahsulotlarni ikki jarayon orqali plastinkadan ajratish mumkin: kichik molekulyar qo'shimcha mahsulotlarning plastinka ichidan sirtiga diffundirlanishi va plastinka sirtidan tashqariga tarqalishi. Nisbatan aytganda, SSP ishlab chiqarishda kichik molekulyar mahsulotlarning plastinka ichida tarqalish tezligi nisbatan yuqori harorat va oqim tezligida plastinka tashqi sirtidagi tarqalish tezligiga qaraganda ancha sekinroq bo'ladi. Shu sababli, kichik molekulyar mahsulotlardan imkon qadar tezroq xalos bo'lish uchun texnologiya plastinkaga ega bo'lishini talab qiladi. Reaktorda turish vaqti uzunroq bo'lishi kerak. Chunki kichik zarralarda kichik molekulyar mahsulotlarning tarqalish yo'li katta zarralarga qaraganda qisqaroq bo'lib, ularni chiqarish osonroq, namuna zarralari maydaroq bo'lsa, zarralar umumiy sirti ortadi, issiqlik uzatish tezligi oshadi va reaktsiya tezligi ham tezlashadi. Shu sababli, ma'lum chegarada PET ning qattiq fazada polikondensatsiyasi reaktsiya tezligi dastlabki plastinka zarrachalar hajmi bilan teskari proporsionaldir. Biroq, agar zarralar juda maydaroq bo'lsa, ular bir-biriga osongina yopishib qoladi, bu esa reaktsiya tezligiga ta'sir qiladi. Bundan tashqari, zarralar shakli ham reaktsiya tezligiga ta'sir qiladi. Noaniq shakl va yopishish ehtimoli yuqori. Shu sababli, boshlang'ich kesishga qat'iy talablar mavjud, maxsus kesimli plastinkalar qattiq fazali polikondensatsiya tizimiga kiritilmaydi.

2. Xomashyoning plastinkalarining rang qiymati

Pasta kesilgan holdagi rang qiymati mahsulotning kesilgan qismining rang qiymatini bevosita belgilaydi. Bazali plastinkalarning rang qiymatiga ta'sir qiluvchi omillar ko'p. Rang reaktsiya plastinkalarining sifatini baholash uchun eng intuitiv ko'rsatkichdir. O'lchash xromatografik va fotometrik tamoyillarga, shuningdek, Xalqaro yorug'lik komissiyasi (ILC) o'lchash standartlariga asoslanadi va odatda Hunt (L, a, b) kolorimetr yordamida o'lchanadi, L oqlik, yorqinlikni anglatadi; A — yashil/qizil indeks; B — sariq indeks. Asosiy plastinkalarning rangiga ta'sir qiluvchi omillar ko'p bo'lib, asosan xom ashyoning sifati, qo'shimcha moddalarning turlari va miqdori, ishlab chiqarish texnologiyasi, ishlab chiqarish jarayonini boshqarish hamda mahsulot sifatidagi farqlar tufayli vujudga keladi. Hozirgi kunda jarayondan bevosita nazorat usuli — xom va yordamchi materiallarning sifati barqaror bo'lgan sharoitda qizartiruvchi va ko'klovchi moddalar qo'shilishini o'zgartirishdan iborat. Yakuniy mahsulot plastinkalarining rang qiymatiga ta'sir qiluvchi omillar yanada murakkab, lekin shishaga mo'ljallangan plastinkalar uchun mahsulotning yuqori rang qiymati talab etiladi, shu sababli foydalanuvchilarning ehtiyojlarini qondirish uchun jarayonni o'z vaqtida sozlash kerak.

3. IPA va DEG tarkibi

Tayyor mahsulot plastinkasidagi IPA va DEG miqdori asosiy plastinka ishlab chiqarish jarayonida nazorat qilinadi va qattiq fazada yopishqoqlashish jarayonida IPA hamda DEG miqdori deyarli o'zgarmaydi.

IPA miqdori PET plastinkaning namligiga juda muhim ta'sir qiladi. IPA qo'shish maqsadi PET makromolekulyar tartibining muntazamligini kamaytirish orqali PET plastinkaning kristalligini pasaytirishdir. Biroq, IPA qo'shilishi natijasida PETning yumshash nuqtasi va erish harorati pasayadi, bu esa idishlarning issiqlikbarqarorligi va mexanik mustahkamligini yomonlashtiradi. Shu sababli, IPA miqdori bozor talablari asosida sozlanishi kerak va qat'iy nazorat qilinishi lozim. Hozirda kompaniya foydalanuvchilarning talablariga binoan ikki xil idish darajadagi plastinkalarni ishlab chiqaradi: biri oddiy gazlangan ichimliklar uchun idish darajadagi plastinkalar, ikkinchisi — issiq konserflangan meva sharbatlari uchun idish darajadagi plastinkalar. So'nggi turidagi plastinkalar yuqori haroratga chidamli bo'lishi kerak, shu sababli idish pishirish jarayonida mos sozlashlar qilinadi, masalan, isitish jarayonini kiritish yoki matritsa haroratini sozlash. Bundan tashqari, ichimlik idishlarining haroratga chidamlilik talablarini qondirish uchun PETning kristalligini oshirish maqsadida IPA miqdori (og'irlik jihatidan 1,5% ga kamaytirilgan) raw materiallarda mos ravishda kamaytirilgan. Qo'shimcha ravishda, IPA miqdori qattiq holatdagi polikondensatsiyaga ham aniq ta'sir qiladi. Agar IPA miqdori noto'g'ri bo'lsa, masalan, juda ko'p bo'lsa, plastinkalarning oldindan kristallanish va kristallanish jarayonida to'liq emas kristallanish sodir bo'ladi, bu esa plastinkalarning yopishqoq holatga o'tish jarayonida o'zaro yopishishiga olib keladi.

Diэtilen glikol miqdori odatda ishlab chiqarish jarayoniga qaram, lekin mikro-sozlash nisbati (masalan, EG ning PTA ga nisbati) o'zgartirilishi orqali ham sozlanishi mumkin. Hozirgi vaqtda shishalarni ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan plastinkalardagi diэtilen glikol miqdori taxminan 1,1%+0,2% (og'irlik bo'yicha foiz). Bu oraliqda diэtilen glikolning yuqori miqdori PET plastinkalarining issiqlikqa chidamliligini oshirishga xizmat qiladi, bu esa diэtilen glikoldagi efir bog'ining mosligi tufayli PET ning kristallanish tezligini oshiradi, lekin bu miqdor juda yuqori bo'lmasligi kerak, chunki efir sog'lig'i PET molekulalarining qattikligini kamaytiradi, PET erish haroratini pasaytiradi va plastinka viskozligiga oson olib keladi. Bog'lanish jarayoni. Agar miqdor juda yuqori bo'lsa, bu plastinkalarni pishirishning mexanik xususiyatlarini ham pasaytiradi.

4. Terminal karboksil guruh

Ba'zi boshqa shartlarda yuqori karboksil guruh tarkibi reaksiya tezligini oshirish uchun foydali. SSP reaktsiyasining tenglamasidan ko'rinib turibdiki, biri transesterifikatsiya, ikkinchisi esa egilishdir va terminal karboksil guruhi tarkisi yuqori bo'lib, PET zanjirlari o'rtasidagi esterifikatsiya reaktsiyasi hamda reaktsiya tezligi uchun qulay sharoit yaratadi. PET bo'limida H+ kontsentratsiyasining oshishi katalizatorning avtokatalitik ta'siri uchun ham foydali, lekin terminal karboksil guruhi tarkining oshishi plastinkaning keyingi qayta ishlash xususiyatlariga ta'sir qiladi. Shu sababli, asosiy plastinka uchun terminal karboksil guruhi ma'lum chegarada nazorat qilinishi kerak, umuman olganda 30. ~40mol\t oralig'ida bo'lishi talab etiladi, shishalarni ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan plastinkalar uchun [30mol\t.

5. Boshqa omillar

Turli qo'shimchalar turi va ularning miqdori ham xom ashyoning o'ziga xos sifatiga ma'lum darajada ta'sir qiladi. Butilkaga mo'ljallangan plastmassa lentalarini ishlab chiqarishda issiqlikni barqarorlashtiruvchi polifosfatan kislota qo'shish talab etiladi. Polifosfatan kislota PET molekulyar zanjirining oxirini fosfat guruh bilan to'ldirib, PET zanjirining issiqlik barqarorligini oshirish vazifasini bajaradi. Biroq, fosfat guruh PET kristallanishining markazlanish agentiga aylanishi hamda ayniqsa butilkaga mo'ljallangan lentalar uchun quyish jarayoniga bevosita ta'sir qilishi mumkin. Shishalarni pishirish jarayonida oligomerlar, metall oksidlari (masalan, antimon uch oksidi), fosfatlar hamma PET kristallanishining markazlanish agentlari bo'lib xizmat qiladi, boshqa esa past molekulyar birikmalar, masalan, polietilen glykol o'zida markazlanish xususiyatiga ega emas. Lekin u kristallanish katalizatori hisoblanadi. Agar ushbu moddalarning miqdori PETdagi ma'lum me'yorida oshib ketsa, PETning kristallanish tezligi oshadi (ya'ni sovuq kristallanish harorati pasayadi), bu esa butilkaning sifatiga salbiy ta'sir qiladi, idishning tubi yoki og'zida oq bulut hosil bo'lishi, hatto butilkaning butun shaffofligiga ham ta'sir qilishi mumkin. Shu sababli, lentalarning sifati va reaksiya tezligi (qurilma quvvati)ni ta'minlash shart-sharoitida katalizator hamda boshqa qo'shimchalar imkon qadar kamroq bo'lishi kerak.

Oldingi kristallash va kristallash jarayonlari parametrlarining mahsulot xususiyatlariga ta'siri

Odatda, prekristallizator harorati sozlamasi 145~150°C atrofida bo'ladi (parametr chet el tomonidan berilgan). Agar harorat juda past bo'lsa, plastinkadagi kristallanish suvi shaklida bo'lgan suv molekulalarini olib tashlash qiyin bo'ladi, bu esa plastinka kristallanish tezligining juda sekin borishiga olib keladi. Kristallanish yetarli darajada bo'lmaydi va ishlab chiqarish ehtiyojlariga mos kelmaydi. Biroq, kristallanish harorati juda yuqori bo'lmasligi kerak, chunki harorat oshgani sari prekristallizator hamda kristallizatordagi plastinkalar havo bilan oksidlanib, mahsulotning rang qiymatiga ta'sir qiladi. Kristallizator harorati sozlamasi 170~175 °C atrofida (ch foreign party tomonidan berilgan parametr). Agar harorat 175 °C dan yuqori bo'lsa, plastinkalarning prekristallizator va kristallizatorda turish vaqti oshgani sari rang qiymati keskin ko'tariladi, boshqa tomondan esa kristalllik deyarli o'zgarmaydi. Albatta, amaliy ishlab chiqarishda juda kuchli sovutilish orqali yaxshi b qiymat olish mumkin emas, chunki past harorat sababli plastinkaning yetarlicha kristallanmaganligi tufayli keyingi preheater va reaktorda plastinkalar bir-biriga yopishib qoladi, shuningdek, kristall holatdagi suvni ajratish qiyin bo'ladi, bu esa plastinkalarni qalinlashtirish samarasiga hamda yakuniy plastinka ichki sifatiga salbiy ta'sir qiladi. Faqat yaxshi kristallangan plastinkalardan foydalanib, yaxshi qalinlashtirilgan plastinkalar olinadi. Shunday "yaxshi kristallangan plastinka" deb asosan plastinka kristallligi ma'lum bir qiymatga yetgani nazarda tutiladi, masalan, prekristallizatordan chiqqanda kristalllik ≥30%, kristallizatordan chiqishda esa ≥40%, preheater chiqishida esa ≥45%. Aks holda qalinlashtirish jarayonida plastinkalar o'zaro yopishib qoladi; yana bir jihat — plastinkalar sirti tekis tarzda kristallangan bo'lishi kerak.

7. Ishqitgich va reaktorning jarayon parametrlarining mahsulot sifatiga ta'siri

Bu ikki bosqichda plastinkalarning qalinligi darajasi har xil bo'ladi. Qattiq fazada polikondensatsiya reaktsiyasining termodinamikasi va kinetikasiga ta'sir etuvchi ikkita omil mavjud: reaktsiya harorati va kichik molekulyar paydo bo'lgan mahsulotlarning tashqi tomonga diffuziyalanish darajasi. Birinchi omil azot isitish boshqaruv haroratiga bog'liq.

Haroratning reaksiyaga ta'siri doim ijobiy ham, salbiy ham bo'ladi. Ijobiy tomoni shundaki, haroratni oshirish reaksiya tezligini oshirishi mumkin va namlik oshish doimiyligi shartida qurilmaning ishlab chiqarish samaradorligi oshirilishi mumkin. Shuningdek, ma'lum sharoitlarda ishlab chiqarish hajmini oshirish mumkin. Qalinlikning oshishi. Biroq, haroratning oshishi yonov reaksiyalarning ortishi bilan birga keladi, bu esa mahsulot sifatiga ta'sir qiladi. Shu sababli, amaliy ishlab chiqarishda ikkala jihatni hisobga olgan holda mos haroratni topish kerak. Bu qurilmada reaktorning harorati oldindan isitgichning chiqishdagi harorati orqali belgilanadi. Reaktorning haroratini oldindan isitgichning chiqishdagi haroratini va oldindan isitgichning pastki qismidagi azot oqimini o'zgartirish orqali boshqarish mumkin. Reaktorga kirishdagi harorat sekin pastga siljidi, tizim reaksiyasi ham sekin kechadi. Bir marta o'zgartirilgach, qayta barqarorlanish uchun ketadigan vaqt kamida reaktordagi turar-joy vaqtidan ikki baravar ko'p bo'ladi va yakuniy mahsulotning namligi ham o'zgaradi. Bu vaqtni talab qiladi, aks holda reaksiya tezligi farq qiladi, kesimning tekis bo'lmagan qalinlashishiga olib keladi, bu esa kesimning keyingi qayta ishlash xususiyatlariga ta'sir qiladi.

Ikkinchi omil reaksiya vaqtidagi azot oqimi tezligiga hamda plastinka sirtining maydoniga bog'liq. Bu yerda azot bir tomondan isish vositasi (ayniqsa, oldindan isitgichda) va ikkinchi tomondan esa kichik molekulyar qo'shimcha mahsulotlarni olib chiquvchi muhit hisoblanadi. Avval aytib o'tilganidek, qattiq fazada polikondensatsiya natijasida hosil bo'lgan kichik molekulyar qo'shimcha mahsulotlar ikki jarayon orqali tashqi muhitga chiqadi, bu jarayonda sirtning ichki sohasidan kichik molekulalarning tarqalishi azot oqimi tezligi va haroratga bog'liq. Bu yerda azot va plastinkalar oqimi qarama-qarshi yo'nalishda bo'lib, bu isish effektini oshiradi hamda kichik molekulyar qo'shimcha mahsulotlarni olib ketadi. BUHLER qurilmasining oldindan isitgichi tom shaklidagi tuzilmaga ega bo'lib, pastki qismdan hamda o'rta qismdan o'tuvchi azot oqimlari yordamida isish tekisroq amalga oshiriladi va o'lik burchaklar paydo bo'lmasligi ta'minlanadi. Reaktorda plastinkalar pastki qismida bosim ostida turgani uchun, pastki kirish harorati taxminan 190 gradusga teng bo'lgan past haroratda saqlanadi, bu esa plastinkalarning yopishish ehtimolini kamaytiradi. Isish vositasi sifatida azot oqimi tezligi asosan reaksiya harorati va ishlab chiqarish yuklamasiga (ya'ni gaz- solid nisbat talabiga) bog'liq. Harorat hamda yuklama doimiy bo'lganda, azot oqimi tezligi chegaraviy qiymatga ega bo'ladi, ya'ni ushbu qiymatga erishilgandan keyin oqim tezligini oshirish reaksiya tezligini yanada oshirmaydi, chunki gaz-solid sirtida adsorbsiya muvozanati o'rnatiladi. Biroq, harorat oshganda muvozanat buziladi va azot oqimi tezligi oshib borgan sari gaz-solid sirtidagi kichik molekulyar kontsentratsiya yangi muvozanat o'rnatilguncha kamayib boraveradi.

SSP reaktsiyasi tezligiga ta'sir qiluvchi yana bir sabab — tashqi quvvat - katalizator quvvati. Ya'ni, asosiy bo'limdagi katalizator miqdori, A bo'limidagi katalizator tarkibi B bo'limining taxminan 2/3 qismini tashkil qiladi. Katalizatorning katalitik ta'siriga ta'sir qiluvchi omillar orasida katalizator miqdoridan tashqari, reaktsiya harorati ahamiyatliroq o'rin tutadi.

8. Azot tozalash tizimining mahsulot xususiyatlariga ta'siri

(1) Kislorod miqdori

Nitrogenni tozalash tizimiga azot tizimida hosil bo'lgan kichik molekulyar gazsimon organik moddalarni yo'qotish uchun ozgina miqdordagi asbob havo kiritiladi. 1-3-tenglamadan ko'rinib turibdiki, reaktsiyadagi asosiy gidrokarbon etilen glykolidir, shuningdek, yon reaktsiya natijasida oligomer, sirka aldegidi va boshqalar hosil bo'ladi, ular katalitik reaktorning Pt/Pd katalitik qatlamida kislorod bilan katalitik oksidlanadi va uglerod angidrid hamda suvga aylanadi. Biroq, undagi kislorod miqdorini qat'iy nazorat qilish kerak, chunki kislorod molekulalari qovushqoqlash jarayonida issiqlik tushishiga olib keladi, bu esa mahsulotning rang qiymatining yomonlashishiga, namlikning pasayishiga va terminal karboksil guruhlarining ko'payishiga olib keladi. Asbobdagi azotni tozalash tizimidan chiqadigan azot gazidagi kislorod miqdori 10 ppm chegarasida saqlanadi. Hozirgi vaqtda azotni tozalash tizimining xususiyatlariga qarab, katalitik oksidlanishdan tashqari, azotdagi kichik molekulyar birikmalarni olib tashlash usuli sifatida sovuq EG ham purkutish mumkin, bu azotdagi kislorod miqdorini kamaytiradi, lekin sirka aldegid kabi past qaynash nuqtali kichik molekulyar birikmalar uchun olib tashlash samarasi yomon

(2) Azot tozaligining darajasi

Azotning tozaligi plastinkalarning qalinlashishiga va plastinkalarning sifatiga ma'lum ta'sir ko'rsatadi. Birinchidan, azotdagi kichik molekulyar uglevodorodlar viskozlikni oshiruvchi reaktsiyani teskari reaktsiya tomonga rag'batlantiradi, bu esa plastinkalarning qalinlashishiga xalaqit beradi. Shu bilan birga, u shuningdek, plastinkalardan sirka aldegidini olib tashlashga ham ta'sir qiladi, natijada plastinkalarning aldegid miqdoriga ta'sir qiladi, lekin polimerlanish reaktsiyasi juda murakkab, azotdagi kichik molekulalarning aldegid miqdoriga ta'siri hali ham chuqurroq o'rganilishi kerak.

(3) Azot tizimining quyosh nuqtasi

Yuqori haroratlarda suv molekulalari poliester makromolekulalarini gidroliz qilishga tendentsiyaga ega bo'lib, mahsulot sifatiga ta'sir qiladi. Shu sababli, qattiq fazada polikondensatsiya ishlab chiqarishda azot tizimidagi quy nuqtani, ya'ni azot tizimidagi suv molekulasi miqdorini nazorat qilish zarur. BUHLER uskunalari uchun azotning quy nuqtasi -30 gradusdan past, SINCO uskunasi uchun esa -40 gradusga teng bo'lishi talab etiladi.

Xulosa

PET butilkalar uchun mo'ljallangan plastik g'altaklar boshqa materiallarni o'rab turishda foydalanilganda, asosiy sifat ko'rsatkichlari quyidagi jihatlarga ega: tashqi ko'rinish sifati, mexanik xususiyatlar, ishlash xususiyatlari, hidlanmaydigan va zaharsizlik. Plastik g'altak sifatiga ta'sir qiluvchi omillar ham juda murakkab. Asosiy omillar yuqoridagi tahlilning bir nechta jihatlaridan iborat. Foydalanuvchi talablari asosida asosiy plastik g'altak retsepti, texnologik marshrut hamda ishlab chiqarish shart-sharoitlari sozlanib, yuqoridagi ko'rsatkichlar bozor ehtiyojlariga moslashtirilishi mumkin. Bundan tashqari, SSP ishlab chiqarishni mahallilashtirishga tayyorgarlik ko'riladi.