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在ABS制備等化(huà)工(gōng)生(shēng)産中,真空泵要注意哪些問(wèn)題?
認識ABS
ABS是20世紀40年(nián)代發展起來(lái)的(de)通(tōng)用熱塑性工(gōng)程塑料,它是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體(tǐ)的(de)三元共聚物(wù)。通(tōng)過改變三種單體(tǐ)的(de)相(xiàng)對(duì)含量,我們可以制成各種樹脂。
ABS樹脂分子(zǐ)結構
ABS兼有(yǒu)三種組元的(de)共同性能,丙烯腈使其耐化(huà)學腐蝕、耐熱,并有(yǒu)一定的(de)表面硬度,丁二烯使其具有(yǒu)高(gāo)彈性和(hé)韌性,苯乙烯使其具有(yǒu)熱塑性塑料的(de)加工(gōng)成型特性并改善電(diàn)性能。因此,ABS塑料其抗沖擊性、耐熱性、耐低(dī)溫性、耐化(huà)學藥品性及電(diàn)氣性能優良,還(hái)具有(yǒu)易加工(gōng)、制品尺寸穩定、原料易得、綜合性能良好(hǎo)、價格便宜、用途廣泛等特點。
作(zuò)為(wèi)産量最大、應用最廣泛的(de)新型複合材料,ABS塑料表面可進行噴鍍金(jīn)屬、電(diàn)鍍、焊接、熱壓和(hé)粘接等二次加工(gōng),被廣泛應用于在機(jī)械、電(diàn)氣、紡織、汽車、飛(fēi)機(jī)、輪船(chuán)等工(gōng)業(yè)領域。
ABS的(de)制備工(gōng)藝
迄今為(wèi)止,ABS樹脂的(de)生(shēng)産工(gōng)藝有(yǒu)很(hěn)多種。過去(qù)曾采用橡膠與基體(tǐ)樹脂共混煉的(de)方法進行生(shēng)産。随着高(gāo)分子(zǐ)科(kē)學技(jì)術的(de)進步,共混法已逐漸被淘汰,目前工(gōng)業(yè)生(shēng)産中采用的(de)主要工(gōng)藝技(jì)術包括乳液聚合法、連續本體(tǐ)聚合法以及兩者相(xiàng)結合的(de)方法。
與乳液聚合法相(xiàng)比,連續本體(tǐ)聚合法生(shēng)産工(gōng)藝主要有(yǒu)4個(gè)優點:
①生(shēng)産連續化(huà)、工(gōng)藝流程簡單, 适應性強;
②設備較少、裝置建設費(fèi)用低(dī)、操作(zuò)簡易;
③三廢少、污染少、節能、環保;
④産品品種切換方便, 能兼産高(gāo)抗沖聚苯乙烯HIPS、苯乙烯丙烯腈共聚物(wù)SAN等産品。
随着近(jìn)年(nián)來(lái)連續本體(tǐ)聚合法的(de)研究和(hé)開(kāi)發取得了很(hěn)大的(de)進步,該工(gōng)藝已成為(wèi)ABS制備的(de)關鍵技(jì)術。
連續本體(tǐ)聚合法制備工(gōng)藝流程圖
連續本體(tǐ)聚合法生(shēng)産工(gōng)藝包括溶膠、預聚合、聚合、脫揮和(hé)造粒5個(gè)步驟:
①将聚丁二烯橡膠溶解在乙苯和(hé)苯乙烯中,按聚合配方量加入苯乙烯和(hé)丙烯腈單體(tǐ),配成原料液;
②将配好(hǎo)的(de)原料液輸入預混反應釜中進行預聚合;
③在聚合過程中,橡膠接枝單體(tǐ),同時(shí)單體(tǐ)共聚,共聚單體(tǐ)不斷生(shēng)成,并從(cóng)溶液中分離出來(lái),形成分散在橡膠和(hé)單體(tǐ)溶液連續相(xiàng)中的(de)不連續相(xiàng)。最終,當足夠多的(de)單體(tǐ)聚合後,不連續的(de)共聚物(wù)相(xiàng)變成連續相(xiàng),接枝橡膠形成不連續相(xiàng)分散在連續的(de)共聚物(wù)相(xiàng)中,這(zhè)種現(xiàn)象被稱為(wèi)“相(xiàng)轉變”。相(xiàng)轉變後,原料進一步聚合使反應轉化(huà)率達到70%~85%;
④達到要求的(de)轉化(huà)率後,送入脫揮器(qì)脫除未反應的(de)單體(tǐ)。未反應單體(tǐ)經脫氣裝置進行單體(tǐ)和(hé)溶劑回收,可用于再次配料;
⑤最後經過擠出機(jī)擠條、冷(lěng)卻、切粒制得ABS樹脂。
本體(tǐ)聚合法與真空技(jì)術
在連續本體(tǐ)聚合法ABS生(shēng)産過程中,不管是反應釜中的(de)聚合反應,還(hái)是真空脫揮器(qì)的(de)脫揮環節,都(dōu)需要一定的(de)真空度作(zuò)為(wèi)制備工(gōng)藝的(de)基礎,所以ABS塑料的(de)生(shēng)産離不開(kāi)真空技(jì)術的(de)應用。
ABS制備屬于化(huà)工(gōng)生(shēng)産領域,除了抽速、真空度等主要參數外(wài),應用于化(huà)工(gōng)領域的(de)真空系統還(hái)要注意一些特定的(de)性能指标。
在ABS塑料整個(gè)生(shēng)産過程中,會産生(shēng)大量的(de)煙(yān)氣和(hé)成分複雜(zá)的(de)氣體(tǐ),其中包括了硫化(huà)氫、吲哚類、脂類、烴類化(huà)合物(wù)、以及非甲烷總烴、惡臭氣體(tǐ)等成分。這(zhè)些廢氣對(duì)工(gōng)作(zuò)人(rén)員(yuán)危害較大,如果未經淨化(huà)處理(lǐ)直接排放(fàng),造成大氣污染,還(hái)會影響到附近(jìn)居民(mín)的(de)身(shēn)體(tǐ)健康。所以,整個(gè)生(shēng)産都(dōu)需要在密閉條件(jiàn)下(xià)完成,其中真空系統的(de)密封性格外(wài)重要。
對(duì)于真空泵來(lái)說(shuō),造成洩漏的(de)原因主要有(yǒu)兩個(gè)方面:一是密封面上(shàng)有(yǒu)間(jiān)隙,二是密封部位兩側存在壓力差。真空泵的(de)設計(jì)壓力和(hé)使用壓力是客觀存在不能減小(xiǎo)的(de),所以真空泵的(de)密封就是消除或減小(xiǎo)密封面之間(jiān)的(de)間(jiān)隙。因為(wèi)化(huà)工(gōng)生(shēng)産的(de)特殊性,在化(huà)工(gōng)真空泵的(de)選擇中除了要對(duì)墊片密封、O型圈密封、螺紋密封等靜密封性能進行把控外(wài),機(jī)械密封、迷宮密封等動密封技(jì)術也是衡量密封性的(de)重要指标。
另外(wài),在ABS制備過程中需要嚴格把控真空泵中的(de)溫度。因為(wèi)真空泵壓縮生(shēng)熱,高(gāo)于130℃時(shí)苯乙烯會發生(shēng)變相(xiàng),從(cóng)氣态變成粘稠的(de)液态,附着在泵體(tǐ)的(de)轉子(zǐ)上(shàng),導緻真空泵效率降低(dī),嚴重時(shí)會讓轉子(zǐ)卡死,泵體(tǐ)受損。所以對(duì)于ABS制備來(lái)說(shuō),真空系統的(de)溫度控制決定了設備的(de)使用壽命與物(wù)料産出質量。
以威固樂(yuè)MB系列羅茨真空泵為(wèi)例,真空泵選用了五點機(jī)封。迷宮密封以防止氣體(tǐ)洩漏,極大減少了ABS生(shēng)産過程中的(de)廢氣污染;通(tōng)過精密計(jì)算(suàn),該産品運用雙油箱設計(jì)使兩端軸承得到很(hěn)好(hǎo)地(dì)冷(lěng)卻與潤滑,确保所抽氣體(tǐ)在壓縮過程中的(de)溫度<120℃,防止苯乙烯發生(shēng)相(xiàng)變,提升羅茨真空泵的(de)工(gōng)作(zuò)效率與使用壽命。另外(wài),MB系列羅茨真空泵內(nèi)擁有(yǒu)塗層保護,防止氣體(tǐ)腐蝕,更加适合化(huà)工(gōng)行業(yè)的(de)應用。
如今,以羅茨真空泵、螺杆真空泵等為(wèi)代表的(de)的(de)無油機(jī)械泵被廣泛地(dì)應用于化(huà)工(gōng)領域。在減少污染物(wù)排放(fàng)的(de)同時(shí),也符合了化(huà)工(gōng)生(shēng)産的(de)需要。随着國(guó)內(nèi)外(wài)真空技(jì)術的(de)不斷發展與真空産品的(de)不斷更叠,真空獲得設備将提升化(huà)工(gōng)産品質量,助力化(huà)工(gōng)企業(yè)高(gāo)效、節能生(shēng)産。
其制備工(gōng)藝有(yǒu)三種酯化(huà)方式:共酯化(huà)、分酯化(huà)和(hé)串聯酯化(huà)。其中共酯化(huà)工(gōng)藝隻需一個(gè)反應釜進行一次酯化(huà)反應,因此具有(yǒu)工(gōng)藝流程短、原料利用率高(gāo)、反應時(shí)間(jiān)短、生(shēng)産效率高(gāo)的(de)特點,被國(guó)內(nèi)化(huà)工(gōng)企業(yè)廣泛采用。
參考文(wén)獻:本體(tǐ)法ABS 生(shēng)産工(gōng)藝研究 《煉油與化(huà)工(gōng)》 趙萬臣