Doymamış reçine reaktörü nedir: UPR süreci, tasarımı ve uygulamaları

Doymamış reçine reaktörü nedir: UPR süreci, tasarımı ve uygulamaları

Temel soruya cevap vermek için:Doymamış reçine reaktörü nedir?Doymamış reçine reaktörü, genellikle 316L paslanmaz çelikten, bir fraksiyonlama sütunu ve bir kondansatörle donatılmış, ısıtılan, karıştırılan bir kaptır.içinde doymamış poliester reçine iki farklı aşamada üretilirBirincisi, polikondansasyon: Maleik anhidrit ve ftal anhidrit veya izoftal asit dibazik asit karışımı, genellikle propilen glikol olan bir glikol ile 190-220°C'de reaksiyona girer.Asit değeri hedefe düşene kadar şarjın yaklaşık% 10-14'ünü su olarak ortadan kaldırmakİkinci olarak, seyreltilme: sıcak poliester, 70-90°C'de 25°C'de 300-800 cps viskozlukta 30-45% styren bir çözeltme elde etmek için styren monomerine düşürülür.Stiren hem bir çözücü hem de daha sonra bileşiği iyileştiren çapraz bağlantı monomerdir, bu nedenle kap aynı zamanda inhibitör kontrolü ve sıkı sıcaklık sınırları ile reaktif, yanıcı bir monomeri ele almalıdır.

1İki aşamalı UPR süreci ve onu kontrol edenler

Her aşamada farklı kimyasallar, farklı tehlikeler ve farklı bir sonuç testi vardır:

• Polikondansasyon ve Su Çıkarma:İlk aşama geri dönüşümlü bir esterifikasyon. Maleik anhidrit ve ftal anhidrit, bir polyester zinciri oluşturmak için propilen glikol ile reaksiyona girer.Moleküler ağırlığın yükselmesi için sürekli olarak çıkarılması gereken suyu serbest bırakırReaktör, buhar çıkışında paketlenmiş veya tepsil edilmiş bir fraksiyonalama sütunu ile donatılmıştır, çünkü buhar 190-220 °C'de saf su değil, glikole zengin bir karışımdır.188°C'de kaynar ve değerlidir ve reaktöre geri gönderilmelidir.Sütun, geri akış yapan glikolden suyu ayırır; bu nedenle sütun verimliliği hem glikol tüketimini hem de reaksiyon süresini doğrudan belirler.Düşük bir oranda azot inert gazı, suyun çıkarılmasına yardımcı olur veDaha da önemlisi, buhar alanını oksijensiz tutar, bu da oksidatif renk oluşumunu ve sıcaklıkta erken dondurmayı önler.
• Asit değeri ve son nokta:Reaksiyon zamanında değil, analiz sırasında durdurulur. Parçanın sonuna yakın olarak her bir ila iki saatte bir numune alınır ve asit değeri için titre edilir.gramlık reçine başına miligram KOH olarak ifade edilirHidroksil değeri paralel olarak takip edilir, çünkü ikisi arasındaki fark ortalama zincir uzunluğunu gösterir.ve son reçinin viskozluğu ondan kaynaklanır.Çok erken durmak, zayıf su dayanıklılığı olan yumuşak, düşük kuvvetli bir sertleştirilmiş ürün bırakır; çok ileri gitmek, reaktörde ciddi ve pahalı bir olay olan jelizasyon riskini taşır.Gelli kütle el ile kesilmesi gerektiğinden,Bu nedenle birçok bitki asit değerini zamana karşı çizer ve değişim hızını izler, çünkü asit değeri düştüğünde reaksiyon yavaşlar ve düzleşme eğrisi son noktanın yakın olduğunu uyarır.
• Cis-Trans Izomerizasyon ve reçine reaktivitesi:Her yerde ince ama ticari açıdan önemli bir reaksiyon gerçekleşir: zincirdeki maleik ester birimleri polikondansiyon sıcaklığında trans veya fumarata izomerizasyon yapar.Bu önemli çünkü fumarat grupları, maleat gruplarından çok daha kolay bir şekilde styren ile kopolimere olurlar., bu nedenle izomerleşme derecesi, bitmiş reçinin reaktivitesini ve sertleşme hızını, dolayısıyla bileşik malzemenin jel süresini ve egzotermini doğrudan belirler.Isomerizasyon daha yüksek sıcaklıkta tercih edilir., daha uzun süre ve bazı formülasyonlar için bir katalizör veya glikol seçimi ile.ve neden partilerin termal geçmişi nihai analiz kadar önemlidirBitkiler, sıcaklık profilini sabitleyerek ve sınıfın gerektirdiği yerde izomer içeriğini ölçerek kontrol eder.
• Stiren seyreltilmesi ve inhibitör kontrolü:İkinci aşama fiziksel olarak basittir ve kimyasal açıdan risklidir.ve karışım 70-90°C'ye soğutulur ve homojen bir çözeltme haline getirilir. Tehlikeler üçtür. Stiren 145 ° C'de kaynar, bu nedenle sıcak reçine eklenmesi çok hızlı ise güçlü kaynama neden olur. Stiren, engellenmedikçe yaklaşık 100 ° C'nin üzerinde kendiliğinden polimerize olur.,ve inhibitör, tipik olarak hidrokinon veya 100-300 ppm'de değiştirilmiş bir katehol, zamanla tüketilir ve sadece çözünmüş oksijen mevcut olduğunda etkilidir. ve seyreltme egzotermiktir,Bu yüzden tankın bir ceket ve bir kondansöre ihtiyacı var.Bu nedenle seyreltme tankları, büyük bir buhar alanı, acil soğutma sistemi, altındaki bir döküm tankı ve inhibitör düzeyinde ve çözünmüş oksijen üzerinde sıkı prosedürlerle tasarlanmıştır.

2Doymamış reçine reaktörü mühendisliği.

Dört tasarım özelliği, özel olarak inşa edilmiş bir UPR reaktörünü genel amaçlı bir reçine kapından ayırır:

• Isıtma sistemi ve sıcaklık birliği:UPR polikondansasyonu, ekonomik basınçta buharın pratik sınırının üzerinde olan 190-220 °C'de çalışır, bu nedenle reaktör dolaşan bir ısı transferi sıvısı ile ısıtılır,Tipik olarak bifenil-difenil oksit eutektisi, veya basınçlı sıcak su veya termal yağ sistemi ile, sıvı basıncı için belirlenmiş bir yarı boru sarmal veya göbekli ceket aracılığıyla.Tekdüzelik önemlidir, çünkü kapın hem sıcak alt yüzeyi hem de daha soğuk üst duvarı vardır, ve yoğunlaşan ve duvarın aşağısına akan malzeme, yerel dondurmaya neden olabilecek sıcaklıklara maruz kalır.duvar kazıkları veya yakın açıklıklı bir demirli bir karıştırıcı, ve yüksek bir besleme sıcaklığı yerine ısıtma ortamının yüksek dolaşım hızı ile elde edilen düşük bir duvar sıcaklığı eğimi.
• Sütun, Kondansör ve Vakum:Bir UPR reaktöründeki buhar sistemi, 12 saatlik ve 30 saatlik bir parti arasındaki fark.Buhar çıkışında 3-6 teorik aşamadan oluşan dolu bir sütun, suyun üzerinde geçerken glikol döndürür., ve parti başında, su evrim hızı en yüksek olduğu ve daha sonra düştüğü bir buhar yükü için tasarlanmalıdır.Üst kondansatörün ardından su katmanının çekildiği ve ölçüldüğü bir ayırıcı veya alıcı kap vardır., çünkü su toplama hızı reaksiyon ilerlemesinin gerçek zamanlı bir göstergesidir.Birçok bitki, sıcaklığı yükseltmeden son suyun atılmasını sağlamak için 400-700 mbar'lık mütevazı bir vakum altında partiyi bitirir., tank, sütun ve kondansörün tam vakum için ayarlanmasını gerektirir.
• Viskozluk aralığında karıştırma:İçeriği parti sırasında karakterini tamamen değiştirir, erimiş anhidrit ve glikolün ince bir karışımı olarak başlar, zincir büyüdükçe kalınlaşır,ve sonra styrene eklendiğinde tekrar keskin bir şekilde incelenirBu nedenle karıştırıcı, geniş bir aralıkta çalışmak zorundadır, ancak genellikle bir türbin veya birleştirilmiş bir demir ve türbin düzenine sahip tek vitesli veya iki vitesli bir makine,çünkü seyreltmeden önceki nihai viskozitesi orta düzeyde, tipik olarak 500-3,000 cps, aşırı değil. Karıştırma ve ısı aktarımını yok eden fırlatmayı önlemek için defleörler gereklidir.,sıcak bir viskoz akımın düşük viskoz monomere karışması için optimize edilmiş, çünkü hava tuzağı bitmiş laminatta kabarcıklara neden olur.
• Malzemeler, bitirme ve ürün saflığı:316L paslanmaz çelik, UPR reaktörleri için standarttır, çünkü reaktanlar hafif asitlidir ve demir kirliliği reçinenin rengine neden olur ve depolama istikrarını azaltır.Saldırılmış dikişler pürüzsüz ve kap sık sık pasifleştirilmiştir; iç bobinler veya defleçörler mümkün olduğunca kaçınılmalıdır, çünkü gel oluşabilecek durgun alanlar yaratırlar.ve alt çıkış valfi, yerleşik bir tasarım yerine akıntılı olarak monte edilmelidir, çünkü bir valf gövdesinde kalan bir reçine cebinin gelleşiyor ve bloke ediliyor.Ciddi vakalarda, gel yumuşatmak için geri akış altında kaynatmak için bir çözümleyici sağlanması.

Doymamış reçine reaktörü süreç aşamaları karşılaştırma matrisi

Sıkça Sorulan Sorular (FAQ)

S: Doymamış ve doymuş poliester reçini arasındaki fark nedir?

A: Fark, polimer omurgasında karbon-karbon çift bağının varlığı ve malzemenin kullanım şeklini değiştirmesidir.zincir boyunca reaktif çift bağlar getirirBunlar reçine üretimi sırasında reaksiyona girmezler; bunun yerine reçini bir peroksit başlatıcısı ile sertleştirildiğinde daha sonra styren monomeriyle çapraz bağlantı kurarlar.Sıvı reçini katı bir termoset katıya dönüştürmekBu nedenle doymamış poliester reçine, cam lif kompozitleri, tekne gövdeleri, tanklar ve paneller için matris malzemesidir.bir termoplastiktir., kaplamalarda, toz kaplamalarda ve yapıştırıcılarda kullanılır.Dolu reçine reaktörü değil..

S: Asit değeri nedir ve neden kilit testtir?

A: Asit değeri, bir gram reçende serbest karboksil asit gruplarını nötralize etmek için gereken miligram potasyum hidroksit sayıdır.tartılmış bir örneği çözerek ve standart alkolli KOH ile titre ederek belirlenir.Bu, polikondansiyonun ne kadar ileri gittiğini ölçtüğü için kilit bir testtir: Asit grupları zincir büyüdükçe tüketilir, bu nedenle azalan asit değeri moleküler ağırlığın artması anlamına gelir.Hedef notlara bağlı.Genel amaçlı reçinler için tipik olarak 15-35 mg KOH/g. Pratik önemi üçtür: asit değeri reçinin viskozluğu ve dolayısıyla kullanımı ile ilişkilidir.Sıfırlanmış ürünün su dayanıklılığını ve kimyasal dayanıklılığını belirler., çünkü kalıntı asit grupları hidrofiliktir ve belirli bir pişirme süresine güvenmek yerine partiyi doğru noktada durdurmak için yaklaşık on dakika kadar hızlıdır.

S: Neden stiren doymamış poliester reçine kullanılır?

A: Stiren aynı anda iki işlev görür. Bir çözücüdür, temiz poliesterin viskozitesini binlerce poise'dan 300-800 cps'ye düşürür.cam liflerine fırçalandı veya aşıldıVe çapraz bağlantı monomeri: kurulama sırasında, peroksit başlatıcısı hem stiren çift bağını hem de poliester omurgasındaki fumarat çift bağını açan serbest radikaller üretir.katı üç boyutlu bir ağ oluştururStiren, buharlaşmak yerine son katı maddeye dahil edildiğinden, reaktif seyrelticiler olarak sınıflandırılır.Bu da uçucu organik bileşik emisyonları için düzenlenmesinin ve düşük styren ve styrensiz formülasyonların neden geliştirildiğinin nedeni.Tipik bir styren içeriği %30-45'tir ve oran, gerekli viskozite ve çapraz bağlantı yoğunluğu ve dolayısıyla sertliği ve ısı dayanıklılığı ile kararmış laminat tarafından belirlenir.

S: Doymamış reçine reaktöründe erken dondurmaya ne neden olur?

A: Sıklık sırasıyla dört neden. Engelleyici kaybı: Hidrokinon veya katehol inhibitörü sürekli tüketilir ve sadece çözünmüş oksijen mevcut olduğunda etkilidir.Bu nedenle azot damlası seyreltilme sırasında çok uzun süre çalıştırılırsaAşırı sıcaklık: Stiren, yaklaşık 100°C'nin üzerine kolayca polimerize olur.Bu yüzden çok hızlı sıcak poliester eklemek, veya seyreltme tankındaki soğutma arızası, sıcaklığı tehlikeli bölgeye yükseltir.veya bakır veya demir gibi bir metalin polimerizasyonunu dramatik bir şekilde hızlandırır.Ve sıcaklıkta uzun süre tutma: Her reçinin yüksek sıcaklıkta sonlu bir kap ömrü vardır ve son noktasından sonra birçok saat boyunca 190-220 ° C'de tutulan bir parti gel olur.Önleme, mekanik olduğu kadar prosedürel de.: doğrulanmış inhibitör şarjları, çözülmüş oksijen kontrolleri, seyreltme tankındaki sıcaklık kilitleri ve altındaki acil atık tankı.