POLI(CHLOREK WINYLU) Jest pierwszym syntetycznym termoplastem wytwarzanym w skali przemysłowej.16,5% produkcji tworzyw na świecie to produkcja PCW.

Prezentacja na temat: "POLI(CHLOREK WINYLU) Jest pierwszym syntetycznym termoplastem wytwarzanym w skali przemysłowej.16,5% produkcji tworzyw na świecie to produkcja PCW."— Zapis prezentacji:

1 POLI(CHLOREK WINYLU) Jest pierwszym syntetycznym termoplastem wytwarzanym w skali przemysłowej.16,5% produkcji tworzyw na świecie to produkcja PCW.

2 MONOMER – CHLOREK WINYLU
bezbarwny gaz tw = -14°C tt = -159°C  (-15°C) = 0,97 g/cm3 rozpuszczalny w większości rozpuszczalników na organizm człowieka działa lekko narkotycznie może powodować raka wątroby

3 MONOMER – OTRZYMYWANIE
dawniej chlorek winylu otrzymywano z HCl i acetylenu w reaktorze rurowym w temperaturze od 170 do 220°C chlorowodór nie może zawierać wolnego chloru, ponieważ tworzy on mieszaninę wybuchową z acetylenem;

4 MONOMER - OTRZYMYWANIE
2.metoda dwustopniowa 3.

5 MONOMER - OTRZYMYWANIE
w każdej z tych reakcji powstaje również produkt uboczny – HCl, który można zagospodarować, np.:

6 MONOMER Stopień czystości chlorku winylu wynosi 99,9 %. Podczas przechowywania nie trzeba go stabilizować ale należy składować pod azotem w chłodnych stalowych cysternach. Chlorek winylu tworzy z powietrzem mieszaninę wybuchową.(4 – 22 % CW)

7 METODY OTRZYMYWANIA PCW
W przemyśle PCW otrzymuje się suspensyjnie, blokowo-strąceniowo lub emulsyjnie. Polimer powinien zwierać nie więcej niż 1 ppm wolnego monomeru dla PCW medycznego i do kontaktu z żywnością oraz nie więcej niż 5 ppm dla PCW ogólnego zastosowania.

8 METODA SUSPENSYJNA jest to metoda periodyczna w reaktorach o pojemności 10 –200 m3; polimeryzacje prowadzi się w temperaturze 50 – 70 ° C w obecności stabilizatorów suspensji, którymi są poli(alkohol winylowy), poli(kwas akrylowy), hydroksy i metyloceluloza, żelatyna;

9 METODA SUSPENSYJNA jako inicjatorów rodnikowych stosuje się : nadtlenków dialkilowych lub diacylowych (nadtlenek lauroilu), nadtlenków ketonów lub związków azotowych (AIBN); głównym parametrem, mającym wpływ na ciężar cząsteczkowy PCW jest temperatura-wraz ze wzrostem temperatury maleje ciężar cząsteczkowy polimeru;

10 METODA SUSPENSYJNA-ETAPY PROCESU
oczyszczenie chlorku winylu demineralizacja wody rozpuszczenie emulgatora w wodzie rozpuszczenie inicjatora w monomerze umieszczenie mieszanin w reaktorze pod azotem; skład mieszaniny reakcyjnej(części wagowe) : CW – 100 H20 – 150 AIBN – 0,2-0,5 stabilizator suspensji – 0,3 – 1

11 METODA SUSPENSYJNA-ETAPY PROCESU
reaktor napełnimy do 90 % objętości podczas prowadzenia reakcji reaktor ogrzewa się gorącą wodą proces prowadzimy od 20 do 30 h; ciśnienie końcowe to 0,2 MPa otrzymujemy zawiesinę perełek PCW w wodzie i resztki nie przereagowanego chlorku winylu usuwamy monomer, który regenerujemy i zawracamy suspensje kierujemy do zbiornika, gdzie uśredniamy produkt z kilku reakcji oczyszczanie i inne procesy przetwórcze

12 METODA BLOKOWO - STRĄCENIOWA
w zbiorniku umieszczamy monomer , substancje wiążącą chlorowodór oraz inicjator reakcje prowadzimy do uzyskania stopnia konwersji 10 % w temperaturze 30 – 70 °C mieszaninę wyładowujemy do walca wypełnionego metalowymi kulkami, które rozbijają polimer do walca dodajemy również inicjator i stabilizator- następuje kolejna reakcja reakcje prowadzimy do konwersji % otrzymujemy polimer zanieczyszczony monomerem obniżamy ciśnienie i wydmuchujemy CW, który następnie zawracamy

13 METODA EMULSYJNA stosuje się inicjatory rozpuszczalne w wodzie , np.: nadsiarczany - K2S2O8,, (NH4)2S2O8 lub nadtlenek wodoru albo inicjatory readoks emulgatory to alkilosiarczany(CnH2n-1SO3Mt) lub alkilosulfoniany(CnH2n-1OSO3Mt) polimeryzacja jest prowadzona metodą ciągłą w dwóch autoklawach pionowych z możliwością regulacji temperatury w rożnych sekcjach zaopatrzonych w mieszadła łopatkowe

14 METODA EMULSYJNA- ETAPY PROCESU
przygotowanie surowców : wody dejonizowanej, emulgatora oraz składniki buforu w małej ilości wody rozcieńczamy emulgator do stężenia ok. 3 % , dodajemy inicjator i bufor mieszaninę filtrujemy i zbieramy w zbiorniku na górę pierwszego reaktora podajemy mieszaninę oraz chlorek winylu; skład mieszaniny reakcyjnej : CW – 100 H2O – 180 emulgator – 2-5 inicjator – 1-3

15 METODA EMULSYJNA- ETAPY PROCESU
w pierwszej strefie reaktora utrzymujemy temperaturę 40 – 50 °C – zaczyna biec reakcja w dalszych strefach reaktora następuje intensywne chłodzenie; konwersja po pierwszym reaktorze wynosi 85 % a po drugim od 92 do 95 % na wyjściu otrzymujemy emulsję polimeru w wodzie i chlorku winylu;kierujemy ją do odgazowania( usunięcie CW) emulsja jest kierowana do zbiornika gdzie jest stabilizowana produkt suszymy w suszarce rozpyłowej i magazynujemy

16 PCW - WŁAŚCIWOŚCI biały proszek gęstość 1,35 – 1,46 g/cm3
budowa liniowa około 8 – 11 rozgałęzień na 1000 atomów węgla niski stopień krystaliczności 10 %, można go podnieść do 30 % Tg = °C Tm = °C ciężar cząsteczkowy od 30 do 150 tysięcy

17 PCW - WŁAŚCIWOŚCI Stała Fikentschera W praktyce przemysłowej do oznaczenia typów PCW o różnym ciężarze cząsteczkowym stosuje się powszechnie stałą Fikentschera.jej wielkość zależy od od kształtu i wielkości makrocząsteczek. 0 – lepkość cykloheksanolu (rozpuszczalnik PCW)  - lepkość roztworu 1g PCW w 100ml heksanolu K – stała Fikentschera

18 PCW - WŁAŚCIWOŚCI Typowe wartości K : p.suspensyjny 47 – 76
p.emulsyjny 54 – 77 p.blokowy 56 – 72 Graniczna wartość stałej K to 66. Gatunki PCW o K (56–66) mogą być przetwarzane bez udziału plastyfikatorów – są to polimery o małych masach i małej lepkości. Gatunki PCW o K (66 – 78) należy przetwarzać z plastyfikatorami w celu obniżenia ich lepkości.

19 PCW - rozgałęzienia Podczas polimeryzacji występuje wiele reakcji ubocznych obniżających ciężar cząsteczkowy. przeniesienie łańcucha na monomer

20 PCW - rozgałęzienia przeniesienia łańcucha na polimer

21 PCW - WŁAŚCIWOŚCI Poli(chlorek winylu) jest niestabilny w wysokich temperaturach. Powyżej 75°C odszczepia HCl co powoduje lawinową degradacje polimeru.

22 PCW - WŁAŚCIWOŚCI Sprzężony układ wiązań podwójnych reaguje dalej z nadtlenkami. Rodnik powoduje sieciowanie efektem którego jest powstanie nierozpuszczalnego odpadu. Widocznym efektem rozkładu polimeru jest jego zmiana barwy, z białej przez żółtą aż do czarnej.

23 PCW - WŁAŚCIWOŚCI Aby zapobiec rozkładowi PCW dodaje się pewne substancje nazywane stabilizatorami. Stosuje się trzy rodzaje stabilizatorów: wiążące HCl (np. soda,sole Ca,Ba,Zn i wyższych kw.tłuszczowych) antyutleniacze (np. fenole, hydrochinon) termiczne (np. stearynian wapniowo-cynkowy,laurynian barowo-kadmowy)