Завершающая обработка полиолефинов

Все полиолефины по приведенным выше технологическим процессам получают после сушки в виде порошков. Исключением является ПЭВД, который выпускается сразу в виде гранул. Но как порошок, так и первичные гранулы не являются продукцией, пригодной для изготовления изделий. Все они подвергаются окончательной обработке, состоящей в получении однородных крупных партий, смешении со стабилизаторами, красителями, пигментами и другими добавками, гранулировании и упа­ковке.

При воздействии кислорода воздуха, УФ-лучей, солнечного света и тепла (особенно в период изготовления изделий) происходит ухудшение физико-механических и диэлектрических свойств полиолефинов (особенно полипропилена). Такой процесс носит название старения. Для предотвращения или замедления старения в полиолефины вводят 0,05-2 % специальных веществ — стабилизаторов. К ним отно­сятся ароматические амины (фенил-β-нафтиламин, N,N-дифенил-п-фенилендиамин и др.), замещенные фенолы (2,4-диметил-6-трет-бутилфенол, 2,2-диизоборнил-4- метилфенол, 2,2'-метиленбис-4-метил-6-трет-бутилфенол, 2,2'-тиобис-4-метил-6-трет-бутилфенол и др.), замещенные бензофеноны (2-гидрокси-4-метоксибензофенон, 2,2'-дигидрокси-4-метоксибеизофенон), сажа и другие вещества.

Окрашивание полиолефинов является эффективным средством придания при­влекательного вида изделиям. Для этой цели используют разнообразные красители и пигменты, вводимые в количестве 0,05-3 %. Основное требование к ним — устойчивость во время переработки гранул и эксплуатации изделий.

Принципиальная схема одного из вариантов завершающей обработки полиолефинов представлена на рис. 5.5.

Порошок или гранулы поступают в приемный бункер 1, из которого подаются в смеситель или гомогенизатор 2 для получения больших однородных партий (до нескольких десятков тонн). Обычно гранулы ПЭ перемешивают в барабанном смесителе, а порошки — азотом, поступающим в нижнюю часть аппарата. Если ПЭ в гранулах не смешивают со стабилизаторами и красителями, то его транспортируют в бункер 3 готовой продукции и затем с помощью расфасовочной машины 4 затаривают в мешки или другую тару. Если полимер должен быть смешан со стабилизаторами и другими компонентами, то его из смесителя 2 переводят в бункер 5, взвешивают порциями на весах 6 и загружают в скоростной смеситель 7. В него же вводят все добавочные компоненты ленточным или ячейковым транспортером 8. В смесителе 7 готовят так называемый «концентрат», используемый для смешения с основной мас­сой порошка (гранул) полимера в смесителе 9 в соответствии с рецептурой. Из сме­сителя массу выгружают в промежуточный бункер 10 и подают в гранулятор 11. Горячие гранулы охлаждают водой, обезвоживают на вибрационном сите 12, собирают в товарный бункер 13 и затем упаковывают в тару на расфасовочной машине 14.

Сведения по технике безопасности при производстве полиолефинов

При получении полиолефинов применяют горючие и взрывоопасные вещества: газы (этилен и пропилен), жидкости (а-бутилен, 4-метилпентен-1, гексан, гептан, бензин, изопрогшловый спирт), различные пероксиды (пероксиды лаурила, трет-бутила и др.) и алюминийорганические соединения (триэтил- и триизобутилалюминий, диэтилалюминийхлорид и др.) (табл. 5.1).

Производства рассчитаны на работу при повышенном или высоком давлении (0,15-300 МПа) и нагревании компонентов от умеренных до высоких температур (50-280°С). Получение полиолефинов относится к категории пожароопасных и взрывоопасных производств. Для создания безопасных условий труда предусматривают специальные мероприятия и проектные решения. При производстве ПЭНП в связи с опасностью взрыва этилена в реакторе (высокое давление и температура, возмож­ность резкого выделения большого количества тепла) аппараты устанавливают в специальных закрытых кабинах, оборудуют их автоблокирующими устройствами, обеспечивающими сброс газа в атмосферу при давлении, превышающем норму, или предохранительными клапанами (мембранами). Управление процессом полностью автоматизировано, что обеспечивает постоянство технологических параметров про­цесса: температуры, давления, подачи этилена в реактор. При выгрузке горячего ПЭ опасны ожоги, взрывы и загорания, происходящие при прорыве этилена, поэтому предусматривается сигнализация, срабатывающая при его появлении.

При производстве ПЭ и ПП при низком давлении особую опасность представляют алюминийорганические соединения, воспламеняющиеся на воздухе и взрывающиеся при контакте с водой и кислотами. Даже их растворы при попадании на кожу человека вызывают сильные ожоги. Поэтому все операции с металлорганическими соединениями проводят в среде органических растворителей и в атмосфере сухого азота, очищенного от кислорода.

Растворители (бензин, изопропиловый спирт и др.) также огне- и взрывоопасны. Безопасные условия труда обеспечиваются проведением всех стадий технологического процесса в атмосфере азота и дистанционным их управлением.

Накопление в помещениях пыли (порошков полиолефинов) и образование аэрозолей неизбежно приводит к появлению статического электричества и возможности искрообразования, что может вызвать локальные и общие взрывы.

Все электрооборудование должно быть во взрывобезопасном исполнении; аппараты, трубопроводы и насосы заземляются. Производство оборудуется мощной (в том числе аварийной) вентиляцией, средствами пожаротушения и приборами газоанализа, оснащаются сигнализацией, оповещающей о любом нарушении режима работы (например, о прекращении снабжения паром, водой, воздухом). Пневматическая транспортировка порошков производится в заземленных трубопроводах в атмосфере азота.

ЛЕКЦИЯ 9. Свойства и применение полиэтилена. Получение, свойства и применение сополимеров этилена. Модифицирование полиэтилена. Свойства и применение полипропилена. Свойства и применение других полиолефинов.