ѕроизводство потребительской тары из сотового полипропилена

ѕромышленный способ получени€ полипропилена. ќсновные параметры (отличительные признаки) предварительной обработки пропиленом катализаторного комплекса. “ехнологическа€ система производства сотового полипропилена, его физико-механические свойства.

–убрика ’ими€
¬ид курсова€ работа
язык русский
ƒата добавлени€ 24.05.2015
–азмер файла 7,4 M

ќтправить свою хорошую работу в базу знаний просто. »спользуйте форму, расположенную ниже

—туденты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

–азмещено на http://www.allbest.ru

ћинистерство образовани€ и науки –оссийской ‘едерации

‘едеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образовани€

Ђћагнитогорский государственный технический

университет им. √.».Ќосоваї

(‘√Ѕќ” ¬ѕќ Ђћ√“”ї)

 афедра Ђ’имииї

 ”–—ќ¬јя –јЅќ“ј

по дисциплине Ђѕроизводство полимерной упаковкиї

по теме Ђѕроизводство потребительской тары из сотового полипропилена ї

»сполнитель: јбучкаев –.–. студент 3 курса, группа “”б-11

–уководитель: ≈ршова ќ.¬.__доцент, к.п.н.

ћагнитогорск, 2013

—ќƒ≈–∆јЌ»≈

¬ведение

1.“еоретическое введение

1.1 ѕромышленный способ получени€ полипропилена

—ырье

—хемы производства полипропилена

ѕрактическа€ часть

“ехнологическа€ система производства сотового полипропилена

ѕолучение тары

ѕримеры тары из сотового полипропилена

ящики из сотового полипропилена

ѕрослойки из сотового полипропилена

—теллажи из сотового полипропилена

«аключение

—писок использованных источников

¬¬≈ƒ≈Ќ»≈

»зготовление полимерной продукции актуально в наши дни, т. к. этот вид материала по€вилс€ в большом количестве на рыке сравнительно недавно. » постепенно находит свою нишу практически в каждом отделе тары и упаковывани€. ќт оберточных материалов и многослойной пленки, до коробок и контейнеров.

ѕолипропилен стоек к истиранию, термостойкий (начинает разм€гчатьс€ при 140∞C, температура плавлени€ 175∞C), почти не подвергаетс€ коррозионному растрескиванию. явл€етс€ одним из самых химически нейтральных полимеров в виду своего простого строени€: углеродна€ цепь без добавок (метила, фенола, карбоновых кислот и т. д.) .

ќсновными задачами в работе €вл€етс€: –ассмотреть промышленные способы получени€ ѕѕ, охарактеризовать сырье, привести технологические схемы производства ѕѕ. ѕредложить технологическую линию дл€ производства сотового ѕѕ и получени€ жесткой тары. ѕривести примеры тары на основе сотового ѕѕ.

1. “≈ќ–≈“»„≈— ќ≈ ¬¬≈ƒ≈Ќ»≈

1.1 ѕромышленный способ получени€ полипропилена

»зобретение относитс€ к технологии производства полипропилена и сополимеров пропилена с этиленом. ƒалее описан способ получени€ полимера на основе пропилена, полимеризацией мономера в среде углеводородного растворител€ при (20ч80)∞— и (1ч30) атмосфер, в присутствии в качестве катализатора продукта реакции предварительной обработки пропиленом треххлористого титана и диэтилалюминийхлорида (катализатора ÷иглера-Ќатта) с применением водорода в качестве регул€тора молекул€рной массы полимера, отличающийс€ тем, что осуществл€ют получение полипропилена или сополимера пропилена с этиленом с предварительной обработкой треххлористого титана и диэтилалюминийхлорида пропиленом перед подачей в реактор основной полимеризации, которую провод€т при массовом отношении / = 1ч10, определ€емом по плотности сло€ частиц исходного в среде углеводородного растворител€, и устанавливают в пределах:

1 (1ч2), при плотности сло€ исходного треххлористого титана меньше 0,46 г/см3

2 (3ч5), при плотности сло€ исходного треххлористого титана в пределах (0,46ч0,50) г/см3

3 (6ч10), при плотности сло€ исходного треххлористого титана более 0,50 г/см3.

— предварительной обработкой треххлористого титана и диэтилалюминийхлорида пропиленом перед подачей в реактор основной полимеризации провод€т до конверсии (2,0ч3,0) г полимера на 1 г треххлористого титана при получении полипропилена и до конверсии (3,0ч4,0) г полимера на 1 г треххлористого титана при получении сополимера пропилена с этиленом, а по окончании предварительной обработки и пропиленом, перед началом дозировки в реактор основной полимеризации, массовое отношение / устанавливают в пределах (6ч10) путем дополнительной дозировки расчетного количества диэтилалюминийхлорида. “ехнический результат - исключение дроблени€ частиц катализатора, сохранение его высокой активности и стереоспецифичности, повышение производительности процесса. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

»зобретение относитс€ к технологии производства полипропилена и сополимеров пропилена c этиленом при использовании в качестве катализатора треххлористого титана () и в качестве сокатализатора - диэтилалюминийхлорида (), а именно к способу предварительной обработки катализаторного комплекса (+) перед его дозировкой в реакторы основной полимеризации.

ѕолипропилен (ѕѕ) - один из наиболее распространенных крупнотоннажных полимерных материалов, используемый практически во всех област€х техники.

 атализатор , используемый в предлагаемом способе и €вл€ющийс€ твердым компонентом катализаторного комплекса, имеет высокие активность и стереоспецифичность, характеризуетс€ узким гранулометрическим составом частиц и высокой насыпной плотностью получаемого порошка.

—ущественна€ технологическа€ особенность практического использовани€ катализаторного комплекса ÷Ќ заключаетс€ в необходимости специальной технологической стадии, включающей предварительную обработку его пропиленом перед дозировкой в промышленные реакторы основной полимеризации. ѕрактическое значение обработки катализаторного комплекса пропиленом состоит в защите катализатора от дроблени€ его частиц в услови€х основной полимеризации и минимизации образовани€ мелкодисперсного ѕѕ (пылевидна€ фракци€ - частицы с размером <60 мкм). »з практического опыта известно, что повышенный выход пылевидной фракции существенно снижает производительность технологического процесса, увеличива€ врем€ вынужденных технологических простоев, св€занных с неудовлетворительной работой оборудовани€ на стади€х выделени€ товарного порошка ѕѕ.

¬ нижеприведенных известных способах получени€ ѕѕ в присутствии катализаторного комплекса на основе и , включающих предварительную обработку катализаторного комплекса пропиленом, используютс€ различные модификации , отличающиес€ рецептурой и способом приготовлени€, что определ€ет их активность, стереоспецифичность, химический и гранулометрический состав, текстурные характеристики макрочастиц. ѕрактическа€ проверка за€вленных в известных способах условий предварительной обработки катализаторного комплекса пропиленом показывает, что они фактически отражают специфику используемой модификации катализатора ÷Ќ и не €вл€ютс€ универсальными.

—огласно способа прототипа предварительную обработку и пропиленом перед подачей в реактор основной полимеризации провод€т в две стадии:

- на первой стадии при (15ч60)∞— достигаетс€ выход (1ч5) г ѕѕ/г кат.

- втора€ стади€ предварительной обработки пропиленом, €вл€юща€с€ продолжением первой, проводитс€ в присутствии водорода (до 6,5 г водорода на 1 г ) до достижени€ выхода (5ч200) г ѕѕ /гкат при (40ч80)∞—.

  особенност€м и недостаткам способа прототипа следует отнести:

1 —пособ не учитывает параметры текстуры частиц катализатора (пористость, плотность упаковки, насыпной вес и др.) и не устанавливает взаимосв€зи между параметрами текстуры и услови€ми предварительной обработки пропиленом каталитического комплекса.

2 ƒвухстадийность процесса и дорогое аппаратурное оформление узла предварительной подготовки катализаторного комплекса.

3 «начение выхода ѕѕ при предварительной обработке пропиленом треххлористого титана и диэтилалюминийхлорида должно быть не менее 5 г ѕѕ/ г , что требует затрат на оборудование аппарата достаточно эффективной системой теплосъема.

4 ¬ысокое содержание водорода на второй стадии процесса.

5 ѕрименение специального модификатора катализатора - диметилового эфира диэтиленгликол€.

  общему недостатку указанных способов, включа€ прототип, следует отнести отсутствие информации о св€зи способа получени€ полипропилена и какими-либо (за исключением гранулометрического состава) характеристиками текстуры частиц катализатора . ¬ научной литературе отсутствует обоснованный и общеприн€тый механизм сложного процесса дроблени€ частиц катализаторов, св€занный со спецификой макрокинетических €влений. ѕоэтому эмпирически найденные способы защиты конкретных катализаторов от дроблени€ оказываютс€ не достаточно эффективными дл€ других модификаций , отличающихс€ параметрами текстуры, удельной активностью и макрокинетическими особенност€ми.

ќтметим основные параметры (отличительные признаки) предварительной обработки пропиленом катализаторного комплекса в вышеприведенных способах получени€ ѕѕ, €вл€ющихс€ аналогами данного изобретени€:

- рабочий объем и конструкционные особенности аппарата, в котором проводитс€ предварительна€ обработка анализаторного комплекса ÷Ќ пропиленном

- концентраци€ и общее количество катализаторного комплекса в аппарате

- концентраци€ сокатализатора при обработке пропиленном

- рабочее массовое отношение и в катализаторном комплексе перед началом его дозировки в реакторы основной полимеризации

- физические услови€ реакции предварительной обработки катализаторного комплекса пропиленном и необходимый удельный выход ѕѕ в ходе предварительной обработки катализаторного комплекса ( ѕѕ / ).

јвторами предлагаемого изобретени€ установлено, что указанные параметры фактически предопредел€ютс€ не только аппаратурно-технологическим оформлением и производительностью технологического процесса, но также удельной активностью катализатора, текстурой (морфологическими особенност€ми) его частиц и степенью чистоты основного сырь€ (растворитель, мономеры, водород), определ€емой концентрацией ингибирующих примесей. «начимость параметров текстуры частиц катализатора увеличиваетс€ с ростом приведенной активности конкретной модификации .

¬озможность достаточно длительного хранени€ предварительно обработанного пропиленом катализаторного комплекса по предлагаемому способу на основе и при рабочем массовом отношении ее компонентов (до 20) без заметных изменений его свойств позвол€ет вести совместную дозировку компонентов катализаторного комплекса в реакторы основной полимеризации. ѕоследнее упрощает и удешевл€ет аппаратурно-технологическое оформление узла приготовлени€ и дозировки катализаторного комплекса.

»звестным отличием любого непрерывного технологического процесса гетерогенной полимеризации, в т.ч. и при получении полиолефинов, по отношению к периодическому €вл€етс€ неизбежное уширение гранулометрического состава получаемых полимерных порошков вследствие статистического распределени€ частиц катализатора по их времени пребывани€ в реакторах основной полимеризации. — уменьшением времени контакта увеличиваетс€ ширина гранулометрического распределени€.

«адачей предлагаемого изобретени€ €вл€етс€ исключение €влени€ дроблени€ частиц катализатора и, соответственно, исключение вклада этого €влени€ не только в дополнительное уширение гранулометрического распределени€, но и, что более существенно, - в образование мелкодисперсной (пылевидной) фракции полимерных частиц с размером <60 мкм.

»з производственного опыта следует, что при выходе пылевидной фракции более 1 мас.% возникают серьезные проблемы на стадии выделени€ порошка полимера, св€занные с работой центрифуг, скрубберов, фильтров, сушилки и другого оборудовани€. ”величение выхода пылевидной фракции, как правило, сопровождаетс€ уменьшением насыпной плотности товарного порошка, что снижает производительность гранулирующего оборудовани€.

— другой стороны, нами установлено, что в услови€х непрерывного промышленного процесса полимеризации (при отсутствии дроблени€ частиц катализатора и стационарности параметров технологического режима) дол€ мелкодисперсной фракции (<60 мкм) увеличиваетс€ в (2ч4) раза по отношению к доле данной фракции, наблюдаемой в периодической полимеризации в аналогичных услови€х. “аким образом, последнее следует рассматривать в качестве количественной оценки вли€ни€ фактора непрерывности процесса на увеличение доли мелкодисперсной фракции по отношению к периодическому процессу. Ќапример, если в периодической полимеризации дол€ фракции <60 мкм составила Ш 0,1 мас.%, то дол€ данной фракции в порошке ѕѕ, полученного в непрерывном процессе при среднем времени пребывани€ катализатора в реакторе (3ч6) часов, составит Ш (0,2-0,4) мас.% соответственно.

¬ таблице в качестве сравнени€ приведены данные по гранулометрическому составу порошков ѕѕ, полученных дл€ одной и той же партии катализатора в периодической полимеризации и в услови€х непрерывной полимеризации при одинаковом удельном выходе полимера (4500 г ѕѕ/г  ј“).

“аблица 1-¬ли€ние вида полимеризации на гранулометрию порошков ѕѕ в периодическом и непрерывном процессе.

¬иды ѕолимеризации

√ранулометрический состав, %

–азмеры сит, мкм

500

420

315

250

150

63

<63

ѕериодическа€

0,5

1

8,6

73,9

15,6

0,3

Ќепрерывна€ (без дроблени€ частиц)

4,2

11,8

14

62,6

6,3

0,8

Ќепрерывна€ (с дроблением частиц)

3

10,5

14,8

64,7

7,3

1,6

Ёти данные имеют качественный характер и лишь иллюстрируют вли€ние вида полимеризации и вклада дроблени€ частиц на результаты ситового анализа порошков ѕѕ.

ѕредлагаемый способ получени€ ѕѕ и сополимеров пропилена с этиленом (—ѕЁ) в непрерывном суспензионном технологическом процессе реализуетс€ следующим образом. ¬ аппарат, так называемый комплексообразователь, где проводитс€ предварительна€ обработка катализаторного комплекса пропиленом, в атмосфере азота загружают в заданном количестве компоненты реакционной среды: углеводородный растворитель (гептанова€ или гексанова€ фракци€ бензина), раствор , суспензи€ . «агрузка в комплексообразователь производитс€ из контейнера, содержащего известное количество катализатора . ѕолнота выгрузки из контейнера обеспечиваетс€ промыванием контейнера струей растворител€ и контролируетс€ при последующем взвешивании контейнера после его выгрузки.  оличество растворител€, необходимое дл€ загрузки в комплексообразователь, определ€етс€ расчетным путем и зависит от массы катализатора в контейнере и требуемого значени€ концентрации перед началом дозировки обработанного пропиленом катализаторного комплекса в реакторы основной полимеризации.

ќтличительный признак данного способа состоит в использовании двух вариантов последовательности загрузки компонентов реакционной среды в комплексообразователь перед началом очередной периодической операции предварительной обработки катализаторного комплекса пропиленом:

¬ариант є1: загрузка требуемых количеств углеводородного растворител€ и раствора (количество загруженного определ€етс€ рабочим значением массового отношени€ и ), загрузка известного количества , дозировка пропилена в количестве, определ€емом заданным массовым отношением пропилена и при условии полной конверсии мономера. ѕри этом суммарное количество углеводородного растворител€ в комплексообразователе выбираетс€ из услови€ формировани€ в комплексообразователе рабочей концентрации .

¬ариант є2: загрузка углеводородного растворител€, перва€ операци€ частичной загрузки раствора , загрузка , дозировка пропилена (при условии его полной конверсии до начала второй операции загрузки раствора ), втора€ операци€ загрузки раствора до его заданного расчетного общего количества.

ƒл€ варианта є2 остаютс€ в силе все услови€, отмеченные в варианте є1 и св€занные с соотношением и концентраци€ми компонентов в полученном катализаторном комплексе.

—успензи€ катализаторного комплекса (после предварительной обработки пропиленом) из комплексообразовател€ перегружаетс€ передавливанием азотом через ситчатый фильтр в расходную емкость. Ќаличие этой операции в промышленных услови€х необходимо в профилактическом плане дл€ удалени€ из фильтруемой суспензии катализаторного комплекса незначительного количества агломерированных частиц катализатора, что стабилизирует работу дозировочных насосов. ќтфильтрованный катализаторный комплекс периодически подаетс€ в промежуточные расходные емкости, оборудованные мешалками, дл€ последующей непрерывной дозировки катализаторного комплекса в реакторы основной полимеризации.

ѕоставленна€ задача решаетс€ тем, что выбор между указанными вариантами последовательности загрузки компонентов (реагентов) в комплексообразователь осуществл€етс€ по результату предварительного измерени€ плотности сло€ исходного треххлористого титана в среде растворител€, осаждаемого в результате центрифугировани€.

ѕри этом загрузка реагентов проводитс€ по варианту є1, если плотность сло€ ?0,5 г/см3, и по варианту є2, если плотность сло€ меньше 0,5 г/см3. ѕри загрузке реагентов по варианту є2 предварительна€ обработка катализаторного комплекса пропиленом проводитс€ непосредственно после первой операции частичной загрузки и полностью завершаетс€ перед началом второй операции загрузки .

ќтличительной особенностью предлагаемого изобретени€ по отношению к прототипу €вл€етс€ учет взаимосв€зи между плотностью сло€ и массовым отношением / на стадии дозировки пропилена в комплексообразователь. ѕри этом за величину плотности сло€ принимаетс€ отношение массы сло€ к объему сло€ исходного , формируемого при центрифугировании его суспензии в растворителе.

—ущественным отличительным признаком способа получени€ полипропилена и сополимеров пропилена с этиленом согласно данного изобретени€ €вл€ютс€ ограничени€, накладываемые на отношение массовых концентраций и в среде растворител€ в комплексообразователе перед началом обработки катализаторного комплекса пропиленом:

1 ќтношение / выбираетс€ в пределах (1ч2), если насыпна€ плотность исходного меньше 0,46 г/см3

2 ќтношение / выбираетс€ в пределах (3ч5), если насыпна€ плотность исходного находитс€ в пределах (0,46ч0,50) г/см3

3 ќтношение / выбираетс€ в пределах (6ч10), если насыпна€ плотность исходного более 0,5 г/см3

4 ѕеред началом дозировки комплекса в реакторы основной полимеризации отношение / устанавливаетс€ в пределах (6ч10).

ѕоэтому пункты 1, 2 и 4 относ€тс€ к загрузке реагентов по варианту є2, а пункт 3 - к загрузке реагентов по варианту є1.

 атализатор , использованный при разработке способа по данному изобретению, имеет высокую активность - от 150 до 180 г ѕѕ / (г  ј“ЈчасЈатм).  онцентраци€ в жидкой фазе комплексообразовател€ (перед началом дозировки катализаторного комплекса в реакторы) может устанавливатьс€ от 3 до 10 г/л, в зависимости от активности очередной партии катализатора , чистоты используемого сырь€ и специальных требований к расходной норме по катализатору. ѕределы концентрации в комплексообразователе не €вл€ютс€ отличительным параметром любого способа получени€ ѕѕ, поскольку во многом предопредел€ютс€ аппаратурным оформлением и текущей производительностью процесса. ¬ услови€х конкретного процесса оптимальна€ концентраци€ в реакторе зависит от колебаний удельной активности катализатора между его очередными парти€ми (устанавливаетс€ в предварительных тестовых испытани€х) и случайными изменени€ми концентраций ингибирующих примесей в сырье.

¬ способе согласно изобретению газообразный пропилен равномерно дозируетс€ в комплексообразователь в количестве ?2 г пропилена на 1 г (оптимально - (2ч3) г ѕѕ / г ) при получении гомополипропилена и в количестве ?3 г пропилена на 1 г (оптимально - (3ч4) г ѕѕ / г ) при получении сополимера пропилена и этилена. —пособ по данному изобретению допускает увеличение выхода ѕѕ (на стадии предварительной обработки катализаторного комплекса пропиленом) выше оптимальных количеств, однако дальнейшее повышение выхода €вл€етс€ избыточным, поскольку не вли€ет на эффективность защиты от дроблени€ частиц катализатора , в то же врем€ не рационально увеличивает врем€ предварительной обработки. —корость дозировки пропилена ограничиваетс€, с одной стороны, требованием соблюдени€ изотермичности реакции полимеризации при обработке катализаторного комплекса пропиленом в пределах (15ч30) о— и, с другой, - обеспечением полной конверсии загруженного пропилена перед началом дозировки катализаторного комплекса в реакторы основной полимеризации. ћаксимально допустимое врем€ дозировки пропилена ограничиваетс€ только необходимостью соблюдени€ условий, обеспечивающих непрерывность ведени€ процесса (специфичных дл€ конкретного технологического процесса получени€ полипропилена), поскольку процесс предварительной обработки катализаторного комплекса пропиленом €вл€етс€ периодическим.

ѕри получении специальных марок ѕѕ с повышенной однородностью композиционного состава согласно данному изобретению в комплексообразователь дополнительно загружаетс€ водород (перед началом операции дозировки пропилена) до 0,01 г водорода на 1 г , а по ходу предварительной обработки катализаторного комплекса пропиленом парциальное давление водорода в газовой фазе комплексообразовател€ поддерживаетс€ в интервале (2ч10) об.% от парциального давлени€ пропилена. ѕри этом в способе по данному изобретению присутствие водорода в указанных количествах не вли€ет на эффективность защиты частиц катализатора от дроблени€.

ѕолученна€ в результате обработки пропиленом суспензи€ катализаторного комплекса, включающа€ , , продукты реакции предварительной обработки и растворитель, подвергаетс€ фильтрации и далее порци€ми подаетс€ в расходные емкости, откуда дозировочными насосами непрерывно дозируетс€ в параллельно работающие реакторы основной полимеризации.

ƒл€ технологической линии с двум€ параллельно работающими реакторами объединенный поток суспензии полимера из двух первичных реакторов поступает во вторичный реактор (дополимеризатор). ¬ первичные реакторы непрерывно поступают материальные потоки: катализаторный комплекс, углеводородный растворитель, пропилен (при гомополимеризации), пропилен и этилен (при сополимеризации), водород (дл€ регулировани€ молекул€рной массы полимеров). ѕроцесс основной полимеризации проводитс€ при давлении (1ч30) атм, температуре (20ч80)о—, среднем времени пребывани€ катализатора в реакторе (1ч6) часов при регулируемом содержании водорода в реакционной среде.

ѕолимерна€ суспензи€ из вторичного реактора технологической линии направл€етс€ на дезактивацию компонентов катализаторного комплекса раствором спирта в растворителе, водно-щелочную отмывку полимера и далее - на стадию выделени€ полимера (отжим, сушку, стандартизацию и гранулирование).

Ќижеследующие примеры, иллюстрирующие данное изобретение на лабораторном (процесс периодической полимеризации) и промышленном уровне испытаний (процесс непрерывной полимеризации), содержат результаты дл€ трех партий катализатора, имеющих близкие значени€ удельной активности, но отличающихс€ по величине плотности сло€ в среде растворител€:

1 ѕримеры (1ч5) относ€тс€ к партии с плотностью сло€ 0,45 г/см3

2 ѕримеры (6ч10) относ€тс€ к партии с плотностью сло€ 0,48 г/см3

3 ѕримеры (11ч15) относ€тс€ к партии с плотностью сло€ 0,52 г/см3.

¬ услови€х примеров 1, 2, 6, 7, 11, 12 отсутствует дробление частиц катализатора, поэтому данные примеры иллюстрируют вли€ние фактора непрерывности (при сравнении периодического и непрерывного процесса получени€ ѕѕ) дл€ трех вышеуказанных партий .

¬о всех примерах используетс€ , характеризуемый массовым отношением Cl/AL=1,38, поддерживаетс€ стационарна€ концентраци€ водорода в газовой фазе реактора по ходу основной полимеризации в пределах (1,75ч2) об.%.

1.2 —ырьЄ

ѕолипропилен (ѕѕ) -- это термопластичный полимер пропилена (пропена). ѕолипропилен получают полимеризацией пропилена в присутствии металлокомплексных катализаторов (катализаторов ÷иглера--Ќатта). —тоек к истиранию, термостойкий (начинает разм€гчатьс€ при 140∞C, температура плавлени€ 175∞C), почти не подвергаетс€ коррозионному растрескиванию. ќбладает высокой чувствительностью к свету и кислороду (чувствительность понижаетс€ при введении стабилизаторов).

nCH2=CH-CH3 > [-CH2-CH-CH3)-]n

CH2=CH-CH3 -- бесцветный газ со слабым, характерным дл€ олефинов, запахом, с температурой кипени€ минус 47,7, плотность 0,90 г/см3 (что €вл€етс€ наименьшим значением вообще дл€ всех пластмасс).

ѕолипропилен выпускаетс€ в виде порошка белого цвета или гранул с насыпной плотностью 0,4--0,5 г/см≥. ѕолипропилен выпускаетс€ стабилизированным (сырьевым), окрашенным и неокрашенным (–исунок 1,2)

–исунок 1 - окрашенный ѕѕ

ѕо типу молекул€рной структуры можно выделить три основных типа стереоизомеров существенно различаютс€ по механическим, физическим и химическим свойствам.:

- изотактический

- синдиотактический

- атактический.

»зотактический и синдиотактический пп относ€тс€ к стереорегул€рным полимерам. »зотактический полипропилен -- полимер, в котором метильные группы направлены в одну сторону от воображаемой плоскости основной цепи; синдиотактический -- метильные группы строго чередуютс€; атактический -- метильные группы расположены случайным образом. »зотактический полипропилен обладает высоким модулем упругости, большей плотностью -- 910 кг/м3, высокой температурой плавлени€ -- 165--170∞— и лучшей стойкостью к действию химических реагентов чем его стереоизомеры (“аблица 2).

“аблица 2 - ‘изико-механические свойства полипропилена

ѕлотность,

0.90-0.91

–азрушительное напр€жение при раст€жении,

250-400

ќтносительное удлинение при разрыве, %

200-800

ћодуль упругости при изгибе,

6700-11900

ѕредел текучести при раст€жении,

250-350

”дарна€ в€зкость с надрезом,

33-80

“вердость по Ѕринеллю,

6.0-6.5

ѕоказатели/ћарка

01ѕ10/002

02ѕ10/003

03ѕ10/005

04ѕ10/010

05ѕ10/020

06ѕ10/040

07ѕ10/080

08ѕ10/080

09ѕ10/200

Ќасыпна€ плотность, кг/л, не менее

ѕ“–, г/10 мин

2.0-0.4

0.4-0.7

0.7-1.2

1.2-3.5

03.06.13

ќтносительное удлинение при разрыве, %, не менее

03.06.13

01.05.15

01.05.15

15-25

ѕредел текучести при разрыве,

600

500

400

300

300

-

-

-

-

—тойкость к растрескиванию, ч, не менее

260

280

270

260

260

-

-

-

-

’арактеристическа€ в€зкость в декалине при 135 ∞C, 100 мл/г

400

400

400

400

400

-

-

-

-

—одержание изотактической фракции, не менее

-

-

-

-

-

2.0-2.4

1.5-2.0

1.5-2.0

0.5-15

—одержание атактической фракции, не более

-

-

-

-

-

1

1

1

1

ћорозостойкость, ∞C, не ниже

-5

-5

-5

-

-

-

-

-

-

ѕолипропилен - химически стойкий материал. «аметное воздействие на него оказывают только сильные окислители -- хлорсульфонова€ кислота, дым€ща€ азотна€ кислота, галогены, олеум.  онцентрированна€ 58%-на€ серна€ кислота и 30%-ный пероксид водорода при комнатной температуре действуют незначительно. ѕродолжительный контакт с этими реагентами при 60 ∞C и выше приводит к деструкции полипропилена.

¬ органических растворител€х полипропилен при комнатной температуре незначительно набухает. ¬ыше 100 ∞C он раствор€етс€ в ароматических углеводородах, таких, как бензол, толуол. ƒанные о стойкости полипропилена к воздействию некоторых химических реагентов приведены в “аблице 3.

“аблица 3 - ’имические свойства ѕѕ

—реда

“емпература,

»зменение массы, %

ѕримечание

ѕродолжительность выдержки образца 7 суток

јзотна€ кислота, 50%-на€

70

-0,1

ќбразец растрескиваетс€

Ќатр едкий, 40%-ный

70

Ќезначительное

90

—ол€на€ кислота, конц

70

90

ѕродолжительность выдержки образца 30 суток

јзотна€ кислота, 94%-на€

20

-0,2

ќбразец хрупкий

јцетон

20

Ѕензин

20

Ѕензол

20

≈дкий натр,40%-ный

20

-0,2

ћинеральное масло

20

ќливковое масло

20

—ерна€ кислота,80%-на€

20

Ќезначительное

—лабое окрашивание

—ерна€ кислота 98%-на€

20

>>

—ол€на€ кислота, конц.

20

“рансформаторное мсло

20

¬следствие наличи€ третичных углеродных атомов полипропилен более чувствителен к действию кислорода, особенно при воздействии ультрафиолета и повышенных температурах. Ётим и объ€сн€етс€ значительно больша€ склонность полипропилена к старению по сравнению с полиэтиленом. —тарение полипропилена протекает с более высокими скорост€ми и сопровождаетс€ резким ухудшением его механических свойств. ѕоэтому полипропилен примен€етс€ только в стабилизированном виде. —табилизаторы предохран€ют полипропилен от разрушени€ как в процессе переработки, так и во врем€ эксплуатации. ѕолипропилен меньше, чем полиэтилен подвержен растрескиванию под воздействием агрессивных сред. ќн успешно выдерживает стандартные испытани€ на растрескивание под напр€жением, проводимые в самых разнообразных средах. —тойкость к растрескиванию в 20%-ном водном растворе эмульгатора ќѕ-7 при 50 ∞C дл€ полипропилена с показателем текучести расплава 0,5--2,0 г/10 мин, наход€щегос€ в напр€женном состо€нии, более 2000 ч.

ѕолипропилен -- водостойкий материал. ƒаже после длительного контакта с водой в течение 6 мес€цев (при комнатной температуре) водопоглощение полипропилена составл€ет менее 0,5 %, а при 60Ї— -- менее 2 %.

1.3 —хемы производства ѕолипропилена

“ехнологический процесс производства ѕѕ состоит из стадий приготовлени€ каталитического комплекса, полимеризации пропилена, дегазации суспензии и разложени€ остатков катализатора, отжима и промывки, сушки и гранул€ции полимера. –исунок 3.

–исунок 3 -- технологическа€ схема процесса производства ѕѕ:

1-комплексообразователь; 2-реактор-полимеризатор; 3-дегазирующа€ Ємкость; 4-промыватель; 5-центрифуга; 6-сушилка; 7-испаритель.

ѕорошкообразный катализатор 5-10% раствор сокатализатора в Ќ-гептане (бензин, уайт-спирте) смешиваютс€ в комплексообразователе. ќбразовавшийс€ каталитический комплекс через промежуточную емкость непрерывно поступает в реактор-полимеризатор, заполненный гептаном, куда так-же подаетс€ пропилен и водород (регул€тор молекул€рной массы).

–еактор представл€ет собой цилиндрический аппарат с мешалкой и рубашкой, снабженный обратным холодильником, тепловой эффект реакции , значительно меньше чем при полимеризации полиэтилена. Ёто дает возможность отводить тепло через рубашку аппарата, охлаждаемую водой, и обратный холодильник. ѕолимеризаци€ пропилена происходит при 70-80,и давлении 1 ћпа. —тепень конверсии пропилена составл€ет около 98%. расход катализатора 0,21 кг на 1 т ѕѕ.

—успензи€ ѕѕ (»зотактический полимер в виде белого порошка) в гептане непрерывно выгружаетс€ в дегазирующую Ємкость, в которой давление снижено до атмосферного. «десь одновременно с выделением не прореагировавшего пропилена осуществл€етс€ разложение остатков катализатора бутанолом (изопропанолом). ¬ некоторых технологических схемах процессы дегазации и разложени€ каталитического комплекса разделены и производ€тс€ в отдельных аппаратах.

2. ѕ–ј “»„≈— јя „ј—“№

2.1 “ехнологическа€ система производства сотового полипропилена

промышленный полипропилен катализаторный

Ћистовой (сотовый) полипропилен - это один из наиболее экологически чистых видов пластмассы. ¬ контейнерах из этого материала можно даже хранить или перевозить пищевую продукцию, что говорит о многом.

ѕолипропилен сотовый - очень легкий материал €чеистой структуры, €вл€ющийс€ отличной альтернативой гофрированному картону.

—отовый ѕѕ отличаетс€ такими необходимыми в эксплуатации качествами, как устойчивостью к износу. ћатериал в 250 раз прочнее и в 10 раз легче, чем стекло. —отовый ѕѕ -- практически небьющийс€ материал, выдерживает значительные ветровые и снеговые нагрузки, падение града. ¬ысока€ механическа€ прочность полистирола не измен€етс€ в широком температурном интервале -40∞— ч +120∞—. —отовый полистирол сохран€ет 70% своей ударопрочности после 10-летней эксплуатации

Ѕлагодар€ абсолютно доступной цене на сотовый полипропилен, его могут позволить приобрести все слои населени€. ¬ насто€щее врем€, данный материал часто используют дл€ различных видов упаковки. — помощью него можно упаковать и габаритные грузы, а можно использовать в качестве декоративной упаковке. Ћистовой полипропилен незаменим в сфере строительства, рекламы, а также полиграфии и даже в сельском хоз€йстве, где с его помощью защищают посадки и семена в теплицах.

ѕеречень физико-химических свойств сотового полипропилена:

- ‘изическое состо€ние - твЄрдое тело (до 20∞—)

- ‘орма - сотова€ структура

- ÷вет - различный

- ќтносительный удельный вес - 900-920 кг/м3 Ћинейное тепловое расширение - 0,06-0,07 мм/м/∞—

- ”дельный вес без упаковки - 550-630 кг/м3

- “емпература плавлени€ - 155-170∞—

- “емпература разм€гчени€ - 140-148∞—

- –астворимость в воде - нерастворим

- “емпература деструкции - > 300∞—

- “емпература внезапного возгорани€ - > 350∞—

- ћинимальна€ температура воспламенени€ = 428∞—.

1 —ырье

’арактерный вид листы сотового ѕѕ получают только после прохождени€ нескольких фаз переработки. Ќа первой же стадии производства прозрачный сотовый ѕѕ. выгл€дит, как бесцветные гранулы, соответственно, цветной производитс€ из окрашенных.

”пакованные в многослойные мешки, не пропускающие влагу, ѕѕ гранулы прибывают на место производства. “ам они взвешиваютс€, сортируютс€ и отправл€ютс€ на хранение до назначенного срока.

2 ѕлавление - изготовлени€ заготовок дл€ будущего полипропилена

ѕеред началом производственного цикла гранулы очищают от пыли в специальных центрифугах. ѕосле этого будущий полипропилен сотовый листовой отправл€ют на плавление. ¬ камеру, где происходит этот процесс, иногда добавл€ют различные компоненты, улучшающие характеристики материала: стабилизаторы, атистатики и т.п. ѕод действием температуры гранулы плав€тс€, постепенно перемешива€сь, и превращаютс€ в однородную массу.

3 ‘ормирование материала - получение сотового полипропилена.

—ледующий этап - экструзи€. «десь масса приобретает необходимую структуру: монолитную или сотовую. ÷ветной сотовый ѕѕ, произведенный из окрашенных гранул, с этого конвейера выходит в виде тонких пластин (их может быть две или больше), соединенных ребрами жесткости. “очно такой же вид имеет и прозрачный сотовый ѕѕ. ‘ормирование структуры ѕѕ происходит на длинном конвейере (–исунок 4). ѕосле придани€ формы он остывает в течение определенного времени. «атем листы нарезаютс€, и отправл€ютс€ на склад, с которого отправл€етс€ в строительные магазины и строительные точки.

–исунок 4 -- Ћини€ по производству —отового полипропилена

ѕолна€ технологическа€ лини€ представлена в ѕриложении 1.

‘орма сот (–исунок 5,6) в сотовом ѕѕ может иметь разнообразную конфигурацию. ѕр€моугольник, квадрат, Ђзвездаї. ‘орма соты зависит от головки через которую расплавленный полимер выходит из головки.

–исунок 5,6 -- формы сот в сотовом полипропилене

2.2 ѕолучение тары

ќсновным материалом дл€ изготовлени€ тары из сотового ѕѕ €вл€ютс€ листы сотового полипропилена. »з полученного листа ѕѕ, на вырубных аппаратах схожих по принципу с аппаратами вырубки картона, за исключением, увеличенной прочности ножа и больших давлени€ на листовой ѕѕ. Ћист сотового ѕѕ вставл€етс€ в вырубной пресс, где он разрубаетс€ на необходимые дл€ дальнейшей обработки части.

¬ производстве используютс€ нагреваемые ножи дл€ вырубки, так как они одновременно снижают давление на листовой ѕѕ и оплавл€ют кра€ дела€ их округлыми, а в следствии этого более безопасными дл€ рабочего персонала и дальнейшей эксплуатации.

Ѕольшей степенью из листов сотового ѕѕ изготавливают контейнеры и €щики (–исунок 7). Ћист разрубают на части определенных размеров. ƒалее эти части скрепл€ютс€ с помощью ребер жесткости, помещени€ листов в каркас или скрепление листов клеем на основе растворенного в специальных непол€рных растворител€х.

3 ѕ–»ћ≈–џ “ј–џ »« —ќ“ќ¬ќ√ќ ѕќЋ»ѕ–ќѕ»Ћ≈Ќј

3.1 ящики из сотового полипропилена

ящик с ручками и укрепленными бортами

–исунок 8 -- €щик из сотового полипропилена

ящик состоит из 5 листов: 4 боковых и одного на дно €щика. Ўвы скреплены ѕѕ уголком с закрепленными скобами. —верху на кра€ одета защитный бампер из этого-же материала. ƒно €щика прикреплено к стенкам таким-же образом что и стенки между собой.

ящик из сотового полипропилена сборный (–исунок 9).

–исунок 9 -- сборный €щик из листового полипропилена

¬ данном виде тары использовалс€ метод вырубки и беговки используемый в производстве картонных коробок. “ак, как ѕѕ нейтрален то данный €щик можно использовать в сырых помещени€х дл€ хранени€ рыбы или других продуктов. “ак же возможно и использовать его в холодильниках дл€ хранени€ фруктов и овощей.

—тоит отметить, что короба бывают разных конфигураций, в зависимости от требовани€ заказчика. ѕоэтому сотовый полипропилен имеет большую функциональность. ј облада€ и высокой химической стойкостью может использоватьс€ дл€ переноса веществ к которым требуетс€ особый подход: масл€ные вещества, пигменты и т. п.

3.2 ѕрослойки из сотового полипропилена

ѕаллетные прокладки используютс€ дл€ складировани€ предметов сложной формы: в данном случае бутылки (–исунок 10). ћежду сло€ми продукции прокладываетс€ лист ѕѕ защищающим слои товара от давлени€ в одном конкретном месте и упроща€ упаковку и складирование.

–исунок 10 -- прослойка из сотового полипропилена

3.3 —теллажи из сотового полипропилена

—отовый полипропилен как материал может так же использоватьс€ в канцел€рии (–исунок 11) в виде стеллажей дл€ бумаг. »ме€ достаточную прочность и износостойкость он будет долговечно служить, а химическа€ нейтральность обезопасит работы в офисе.

–исунок 11 -- стеллаж из сотового полипропилена

¬џ¬ќƒ

ѕосле рассмотрени€ промышленного способа получени€ полипропилена из пропилена на катализаторах ÷иглера-Ќатта и рассмотрени€ сырьевого полипропилена в гранулах базового (без цветного) и пигментированного цвета. Ѕыл проделан технологический осмотр схем производства полипропилена с помощью термопластификации.

Ѕыла предложена технологическа€ схема дл€ производства сотового полипропилена с различной конфигурацией сот.

ƒаны примеры тары из сотового ѕѕ изготовленных по методу термоформовки.

¬озможности сотового полипропилена ещЄ не в полной степени раскрыты в –оссии. ѕолипропилен химически нейтрален и может примен€тьс€ в различных сферах де€тельности от машиностроени€, до мед техники.

‘изические свойства пропилена таковы, что он прочнее дерева и сравним с издели€ми из облицовочных металлов.

—ѕ»—ќ  »—ѕќЋ№«ќ¬јЌЌќ… Ћ»“≈–ј“”–џ

1 —пособ получени€ полипропилена и сополимеров пропилена [Ёлектронный ресурс]: "FIND Patent" ѕоиск патентов и изобретений зарегестрированных в –‘ и ———–. 2012-2013. - –ежим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/231/2312111.html

2 ѕолипропилен [Ёлектронный ресурс]: "¬икипеди€" —вободна€ интернет энциклопеди€. 2013. - –ежим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D0%BB%D0%B5%D0%BD

3 —отовый полипропилен [Ёлектронный ресурс]: "“орговый дом Ђјрикомї" “овары дл€ сада и огорода. 2007-2012. - –ежим доступа: http://arikom.perm.ru/products/polipropilen.html

4 ѕолипропилен [Ёлектронный ресурс]: "ќќќ Ђ—агатї" —троительна€ компани€. 2013. - –ежим доступа: http://www.ooosagat.ru/articles/propylene/

5 —отовый полипропилен [Ёлектронный ресурс]: "ѕластик система" “оргово-производительна€ компани€. - –ежим доступа: http://plastic-system.ru/catalog/?sect_id=74b89a3c

6 Ћистовой полипропилен [Ёлектронный ресурс]: "ѕластик система" “оргово-производительна€ компани€. - –ежим доступа: http://plastic-system.ru/info/polipropilen/

7 —отовый полипропилен [Ёлектронный ресурс]: "Tuplex" ѕластикова€ компани€. - –ежим доступа: http://tuplex.ru/polikarbonat_sotovyj.html

–азмещено на Allbest.ru


ѕодобные документы

–аботы в архивах красиво оформлены согласно требовани€м ¬”«ов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
–екомендуем скачать работу.