Характеристика производимой продукции
Готовым продуктом является полистирол вспенивающийся (ПСВ), который представляет собой продукт суспензионной полимеризации стирола в присутствии порообразователя и предназначен для изготовления пенополистирольных блоков, плит и других изделий методом термоспекания (термоформования) предварительно вспененных до необходимой насыпной массы частиц полимера.
Выпуск следующего типа:
ПСВ (EPS-N) – натуральный без добавок;
Вспенивающийся полистирол получают радикальной полимеризацией стирола в присутствии водонерастворимых инициаторов перекиси бензоила, перекиси дикумила, третбутилпербензоата и порообразователя – изопентановой фракции.
Полистирол по внешнему виду представляет собой твердые частицы сферической формы размером от 3,2 мм и ниже, до пыли.
Допускается наличие частиц рисообразной и чечевицеобразной
Цвет - непрозрачный, беловатого цвета, неокрашенный.
Запах – отсутствует.
Температура самовоспламенения, 0С - 435 – 475
Нижний концентрационный предел распространения пламени, г/м3
1) для полимера с размером частиц менее 200 мкм - 12,5
2) для полимера с размером частиц более 315 мкм - 916
3) плотность, кг/м3 - 20 – 30.
Температура разложения, 0С - 200 – 250
При температуре 98 – 1150С вспенивающийся полистирол увеличивает свой объем в 30 - 40 раз.
Химическая стойкость: стоек к воздействию концентрированных растворов всех кислот, за исключением азотной
Смешиваемость (ПСВ – вода) при 200С; водонепроницаем.
Растворимость: не растворим в спирте, парафиновых углеводородах, растительных маслах, воске, воде, жирах. Растворяется в ароматических углеводородах, алифатических эфирах, хлорированных углеводородах, во многих кетонах, сероуглероде.
Характеристика стабильности: при нормальных условиях и правильном хранении является нейтральным, химически инертным веществом, не оказывающим вредного воздействия на здоровье человека
Таблица 3.2
Качественные характеристики нерассеянного полистирола
| № | Наименование показателей для типов полистирола | ПСВ | |
| 1 сорт | 2 сорт | ||
| 1. | Гранулометрический состав: (массовая доля остатка после просева на сите с размером ячеек, мм, %) 3,2 (2,8), не более 0,9 не менее 0,4 не менее | 5,0 70,0 95,0 | 10,0 65,0 90,0 |
| 2. | Массовая доля порообразователя, %, не менее | 6,0 | 5,5 |
| 3. | Потеря массы при сушке, %, не более | 1,0 | 1,0 |
| 4. | Массовая доля остаточного мономера (стирола), %, не более | 0,20 | 0,25 |
| 5. | Относительная вязкость, не менее | 1,80 | 1,70 |
| 6. | Кажущаяся плотность пенополистирола, кг/м3, не более | 20,0 | 25,0 |
| 7. | Разрушающее напряжение при изгибе пенополистирола кг/см2 (МПа), не менее | 1,4 (0,137) | 1,8 (0,177) |
| 8. | Горючесть - время самостоятельного горения, сек., не более | - | - |
4.ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
Суспензионная полимеризация стирола проводится в полимеризаторе (3) , представляющим собой вертикально цилиндрический аппарат вместимостью 12.5 м3. Полимеризатор снабжен рубашкой для обогрева - охлаждения реакционной смеси, импеллерной мешалкой. Обороты мешалки регулируются теристорным приводом от 10 до 80 об/мин.
Перед началом процесса суспензионной полимеризации аппарат визуально проверяют на чистоту внутренних поверхностей, проверяется работа мешалки на холостом ходу.
В растворителе (1) готовим раствор инициатора. Растворы инициаторов готовятся за 1,5 – 3,0 часа до их использования. В аппарат для растворения инициаторов (1) со склада ЛВЖ закачивается рецептурное количество стирола и при работающей мешалке через воронку загружается рецептурное количество перекиси бензоила (ПБ), третбутилпербензоата (ТБПБ). Растворение ведется при перемешивании не менее 1,5 часов. Приготовленный инициатор сливается в полимеризатор (3).
Раствор поливинилового спирта готовится в растворителе (2), куда через загружается рецептурное количество обессоленной воды и через люк аппарата, при работающей мешалке, отвешенное количество ПВС, после чего люк аппарата закрывается и содержимое без подогрева при температуре 20-40oC перемешивается 2,0-2,5 часа (для набухания ПВС).
В подготовленный полимеризатор (3) при работающей мешалке самотеком со склада ЛВЖ подается рецептурное количество стирола, через люк- пробоотборник загружается вручную малая навеска перекиси бензоила. Загрузка стирола в полимеризатор осуществляется в течение 1,5 часа.
Реакционная масса перемешивается в течение 35 минут, затем происходит нагрев до температуры 82±20С в течение 1 часа. Первая проба для определения процента конверсии и вязкости отбирается через 4 часа от начала форполтмеризации, т. е. отмомента выхода на температурный режим(82±20С). Дальнейшие пробы отбираются через каждый час, а по мере приближения процента конверсии к заданному значению (35-40%) и вязкости (не более 60 сек.)отбирают пробу через каждые 30-15 мин.
При достижение заданных параметров, в полимеризатор в течение 1 часа загружается обессоленная вода, температура массы снижается до 60 0С и сливается раствор большой навески перекиси бензоила и третбутилпербензоата. После слива раствора большой навески отбирается проба на процентное содержание конверсии и вязкости, по их результатам устанавливаются обороты мешалки.
Загрузка 1% или 2% раствора поливинилового спирта из растворителя (2) происходит в течение 1 часа. При температуре 60 ±20С в течение 45 минут происходит перемешивание с периодическим отбором проб для определения размера гранул, определение размера гранул происходи визуально в стакане с холодной водой. По окончании перемешивания полимеризатор герметизируется, создается азотом давление не менее 0,45 МПа и проверяется герметичность малого лючка и фланцевого соединения на трубопроводе поливинилового спирта, где установлена заглушка. При удовлетворительном результате проводится обескислороживание аппарата, путем периодического создания азотос давления в аппарате не менее 0,1 МПа и сброса его через воздушку в атмосферу. Эта операция продолжается 15 минут, после чего вентиль на воздушке аппарата закрывается.
В полимеризаторе создается давление азотом 0,1-0,05 МПа и при этом давление происходит загрузка рецептурное количество изопентановой фракции в течение 10-15 минут. Давление поднимается до 0,35-0,5 МПа
. В дальнейшем полимеризация ведется по следующему режиму:
Таблица 4.1
Параметры процесса полимеризации ПВС
| Подъем температуры от 60 до 80°С | 1,0 час. ± 10 мин. |
| Выдержка при 82 ± 20С | 5,0 – 6,0 час |
| При подъеме температуры для поз.119/6 от 82 ± 20С до 130 ± 100С | 3,0 – 4,0 час |
| Выдержка при 130 ± 100С | 1,5 – 2,0 час |
ПРИМЕЧАНИЕ:
1.Подъем температуры при переходе с режима на режим осуществляется плавно, со скоростью около 70С за 0,5 часа.
2.При необходимости выдержка при температуре 82±20С допускается для ПСВ – до 8 часов.
3.По истечении 1 часа выдержки на режиме 82±20С обороты мешалки плавно увеличиваются на 5 об/мин.
4.За час до вывода на режим 130±100С обороты мешалки плавно доводятся до 35 – 40 об/мин. (в зависимости от конструкции мешалки) и далее обороты не меняются. В тех случаях, когда при разбивке обороты мешалки установлены более 30 об/мин., то процесс полимеризации ведется по всем температурным режимам при постоянных оборотах, равных оборотам при разбивке.
По окончание процесса полимеризации содержимое аппарата охлаждается до температуры не более 600С и пульпа отправляется на следующую стадию.
По окончание полимеризации полимеризатор промывается оборотной водой, затем ополаскивается обессоленной водой через люк.