15. Полистиролды блокты – суспензиялы әдіспен өндірудің технологиясы

 Өндірісте полистиролды алудың бірнеші әдістері тараған: толық конверсиялы блок әдісі, жарым-жартылай конверсиялы блок әдісі, суспензиялық, блок-суспензиялық, эмульсиялық әдістер

Полистиролды блокты – суспензиялы әдіспен өндіруде блокты және суспензиялы полимеризация әдісінің артықшылықтары біріктірілген. Бұл әдіс соққыға төзімді ПС алуға сонымен қатар полистиролды блокты – суспензиялы әдіспен өндіру полимеризация жағдайын көп өзгертуге және ПС түрлі сапалы өнімін алуға мүмкіндік береді. Блокты полимерлеудің негізгі кемшілігі реакция жылуын шығарудың қиындығы болып табылады. Бұл кемшілік суспензиялы полимеризация әдісінде жойылған. Суспензиялық полимерлеудің негізгі кемшілігі – көпсатылығы және ағынды сулардың көптігі.

Блокты - суспензиялы полимеризацияның технологиялық процесі келесідей сатылардан тұрады: стиролдың массада алдын – ала полимеризациясы (форполимерлер алу), суспензияда форполимерді толық алу, бөлу, шаю, ПС түйіршігін кептіру. ПС өндірісінің блокты – суспензиялы әдісінің технологиялық сызбанұсқасы:

Алдын - ала полимеризация реакторына (1) стирол және стиролдағы инициатор ерітіндісі құйылады. Полимеризация 800С температурада жүреді. Түзілген форполимер және стабилизатордың сулы ерітіндісі аппараттан (2) автоклав – полимеризаторға өтеді. Онда сулы фазада дисперстеліп, 900С температурада түйіршіктің түзілуіне дейін қыздырылады. Полимер түйіршіктерін өңдеу кезінде автоклавқа газ түзуші қызметін атқаратын қосымша инициатор және изопентан қосылады. Алынған суспензия елек (4) арқылы жинағышқа (5), одан сумен қысылып центрифугаға (6) түседі. Сумен жуылып сығылған ПС түйіршіктері барабан кептіргішінде (7) ауамен кеуіп, одан бункерге (8) және жіктелу үшін елекке (9) түседі.

16. Полистиролды блокты – суспензиялы әдіспен өндірудің технологиясы мен эмульсиялы әдісті салыстырыңыз

 Полистиролды өндірудің блокты – суспензиялы әдіс пен эмульсиялы әдістің айырмашылығы эмульсиялы әдісте эмульгаторлар қолданылады. Эмульгаторлар ретінде сабындарды, органикалық сульфоқосылыстарды қолданады. Эмульсиялы әдісінің кемшілігі: 1. Төмен диэлектрлік қасиеттері, 2. Полимер эмульгатор қалдықтарымен ластану нәтижесінде оның мөлдірлігі төмен болады. Блокты-суспензиялы әдіс АБС-пластиктерін және көбіктеген полистиролды алу үшін қолданады. Бұл әдіс соққыға төзімді ПС алуға сонымен қатар полистиролды блокты – суспензиялы әдіспен өндіру полимеризация жағдайын көп өзгертуге және ПС түрлі сапалы өнімін алуға мүмкіндік береді.

17. Полистиролды блокта алу және блокта алу технологиясының артықшылықтары мен кемшіліктері

Полистирол ( ПС) – стиролдың полимері -СН2-СН~

Атактикалық ПС инициатор ретінде қолданылатын пероксидті немесе азоқосылыстардың қатынасында, стиролдың радикалды полимерленуі арқылы

Полистиролды эмульсиялы әдіспен өндірудің технологиясында алдын – ал полимеризаторға су, олеин қышқылын және күйдіргіш натр ерітінділерін жібереді. Жарты сағаттай араластырудан кейін реакторға стиролды жібереді және 15 мин тағы да араластырып, инициатор қосады да реакциялық қоспаны қыздырады. Полимерлену температурасы 70 ⁰С жуық, процесс сонында 90 ⁰С дейн көтеріледі. Алынған латексті күкірт қышқылы немесе алюмо-калийлі ашудастар әсерінен коагуляциялайды. Екі сағатты коагуляция сонынан полистирол ұнтағы тұнбаға түседі, оны тұндырып ыстық сумен шаяды. Шайылған полистиролды центрифугада сығып, судың мөлшері 60% полистиролды кептіргішке, содан соң елеуге жібереді.

Полистиролды блокты – суспензиялы әдіспен өндірудің технологиясында алдын - ала полимеризация реакторына стирол және стиролдағы инициатор ерітіндісі құйылады. Полимеризация 800 С температурада жүреді. Түзілген форполимер және стабилизатордың сулы ерітіндісі аппараттан автоклав – полимеризаторға өтеді. Онда сулы фазада дисперстеліп, 900С температурада түйіршіктің түзілуіне дейін қыздырылады. Полимер түйіршіктерін өңдеу кезінде автоклавқа газ түзуші қызметін атқаратын қосымша инициатор және изопентан қосылады. Алынған суспензия елек арқылы жинағышқа одан сумен қысылып центрифугаға түседі. Сумен жуылып сығылған ПС түйіршіктері барабан кептіргішінде ауамен кеуіп, одан бункерге және жіктелу үшін елекке түседі.

алынады. Полимерлену массада, эмульсияда, сирек кезде –сузпензияда жүзеге асырады. М- 500-2000 мың. Эмульциялы ПС едəуір молекулалық массада жəне ең жақсы беріктік қасиеттер кешеніне ие. Маркалы құрамы ПС – дың алу əдісімен анықталады. Массада полимерленумен алынған ПС- дың маркасы ПСМ белгісіне ие, сузпензиялық ПС – ПСС, эмульсиялық – ПСЭ. ПС балқымасын аққыштық көрсеткіші 1,5– 1,6 аралығын өзгертеді. Тұрақтындырылған түйіршік немесе ұнтақ түрінде шығарылады. ПС тармақталған жоғары дəрижесіне ие. Молекулалық тізбектің жүйесіз болуына байланысты, ол 1050-1080 кг/м³ тығыздықты жəне шынылану температурасы 100°С ға тең ароматты полимер болып табылады қалыпты жағдайда ПС қатты материал. Жарық өткізу коэфициенті 90 пайызға дейін жететін ПС-тің мөлдір болуы кристалдық фазаның жоқтығымен байланысты. Негізгі тізбектегі үшіншілік көміртегі термототығу деструкцияның ықтималдығын жоғарылатады, деполимерлену жеңілденеді. Қалыпты жағдайда ПС ароматты хлорлы көмірсутектерде, күрделі эфирлерде, кетондарда жақсы ериді. Негіздермен минералды қышқылдарға тұрақты. ПС төмен жəне жоғары жиілікте жақсы істейтін диэлектрик болып табылады, электротехникада, сонымен қатар жіңішке конденсаторлар үлбірлерді жасауда қолданылады. Улы емес: ПС- тің тағамдық маркаларын қалдық стиролдан тазартады. Медициналық техникада қолданылады. ПС суға жəне радияцияға тұрақты.

Полистирол (ПС) өндірісі  1. Блок әдісімен полистирол өңдірісі  2. Полистирол өңдірісінің суспензиялық әдісі 3. Полистирол өңдірісінің блок-суспензиялық әдісі. 4. Эмульсиялық әдіспен ПС өңдіру. 5. ПС қасиеттері мен қолдануы

. Блок әдісімен полистирол өңдірісі. Схема 1.  1 сурет. Толық конверсиялы блок әдісімен стирол полимерленуінің технологиялық схемасы: 1- форполимеризаторлар, 2-колонна, 3-кері тоңазытқыш, 4-экструдер, 5-суыту ваннасы, 6-гранулятор. Кемшіліктер: 1. Реакциялық массаның жоғары тұтқырлығы нәтижесінде полимерлену жылулығының жоғары мөлшері (685 кДж/кг), 2. Процесстің журу мерзімі үлкен, себебі конверсия 97-98% дейін жеткенде, процесс баяуланады. 

Стиролдың блокта полимерленуі инициаторлар қатасында немесе жоғары температурада 100-230 ºС үздіксіз блокты полимерлеу процессымен бірге радикалды мехнизммен жүреді. Процестің жылдамдығы тікелей температураға байланысты. Мысалы: 50 ºС температурада полимерлену жылдамдығы өте төмен, 100 ºС температурада бір сағат ішінде шамамен 2 % мономер реакцияға түседі, ал 150 ºС температурада бірнеше сағатта аяқталады. Реакция аяқталуының 90 % дəрежесінен кейін полимерлену жылдамдығы бірден төмендейді 98-99% айдау айналу дəрежесіне жету үшін реакциялық массаны арғы қарай қыздыру керек, бұл полимердің молекулалық массасын төмендеуіне əкеледі. Температураны 80 нен 230 ºС дейін біртіндеп көтерудің нəтижесінде құрамына 1% аз мономері бар, жоғары молекулалаық полистирол алуға болады. 18. Ауылшаруашылығында полистиролдан жасалған заттардың қолданылуы

Полистирол ( ПС) – стиролдың полимері -СН2-СН~

Атактикалық ПС инициатор ретінде қолданылатын пероксидті немесе азоқосылыстардың қатынасында, стиролдың радикалды полимерленуі арқылы алынады. Полимерлену массада, эмульсияда, сирек кезде –сузпензияда жүзеге асырады. М- 500-2000 мың. Эмульциялы ПС едəуір молекулалық массада жəне ең жақсы беріктік қасиеттер кешеніне ие. Маркалы құрамы ПС – дың алу əдісімен анықталады. Массада полимерленумен алынған ПС- дың маркасы ПСМ белгісіне ие, сузпензиялық ПС – ПСС, эмульсиялық – ПСЭ. ПС балқымасын аққыштық көрсеткіші 1,5– 1,6 аралығын өзгертеді. Тұрақтындырылған түйіршік немесе ұнтақ түрінде шығарылады. ПС тармақталған жоғары дəрижесіне ие. Молекулалық тізбектің жүйесіз болуына байланысты, ол 1050-1080 кг/м³ тығыздықты жəне шынылану температурасы 100°С ға тең ароматты полимер болып табылады қалыпты жағдайда ПС қатты материал. Жарық өткізу коэфициенті 90 пайызға дейін жететін ПС-тің мөлдір болуы кристалдық фазаның жоқтығымен байланысты. Негізгі тізбектегі үшіншілік көміртегі термототығу деструкцияның ықтималдығын жоғарылатады, деполимерлену жеңілденеді. Қалыпты жағдайда ПС ароматты хлорлы көмірсутектерде, күрделі эфирлерде, кетондарда жақсы ериді. Негіздермен минералды қышқылдарға тұрақты. ПС төмен жəне жоғары жиілікте жақсы істейтін диэлектрик болып табылады, электротехникада, сонымен қатар жіңішке конденсаторлар үлбірлерді жасауда қолданылады. Улы емес: ПС- тің тағамдық маркаларын қалдық стиролдан тазартады. Медициналық техникада қолданылады. ПС суға жəне радияцияға тұрақты.

ПС радио – жəне электро аппаратарын бөлшектерін, кабель қабыршықтарын жасауда, химиялық аппаратураларда фото касеттерде, лабораториялық ыдыстарда жəне аккумуляторлық бактарда коррозияға қарсы материал ретінде: оптикалық шыны жасауда қолданылады.

Экструзия əдісімен алынатын полистиролды үлбірлер техникада жəне тұрмыста қолданылады. ПС кернеулік материалдар өңдірісінде үлкен мөлшерде қолданылады.