ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выделение каучуков из растворов из "Эффективные малообъемные смесители" Особенность этой технологии состоит в том, что размеры и поверхность однажды сформированной крошки полимера практически не изменяются, т. е. процесс испарения протекает в условиях, когда поверхность контакта фаз практически не обновляется. В результате на существующий способ удаления органического растворителя из раствора каучука требуется много времени и энергетических затрат. Кроме того, не достигается необходимая глубина извлечения, так как в худшем случае до 1—2 % растворителя остается в каучуке. Это приводит к большим потерям растворителя и ухудшает качество каучука и условия его дальнейшей переработки. [c.150] Другим способом выделения полимеров из растворов является осаждение полимера антирастворителем непрерывным введением раствора полимера в избыток антирастворителя. Процесс осуществляют в аппарате с мешалкой. Высадившийся полимер фильтруют и сушат (Патент США 2991279). Аналогичный способ выделения полимеров применяется и в технологии пластических масс. Так, полиолефины выделяются из раствора смешением в аппарате с мешалкой раствора полимера в углеводородном растворителе с антирастворителем, выбранным из группы кетоны, вода, спирты. Поток раствора полимера и антирастаорителя подается противотоком в аппарат с мешалкой. Осажденный полимер фильтруют и сушат (Патент США 3322745). [c.150] Недостаток этих способов — низкая эффективность процесса, обусловленная применением мешалок в качестве основного смесительного оборудования. Это приводит к большому расходу антирастворителя. Кроме того, осаждение полимера в зоне с неоднородным полем скоростей приводит к комкованию осаждающегося полимера, дополнительным трудностям при последующей обработке полимера и снижению производительности процесса выделения в целом. [c.150] Выделение из растворов различных синтетических каучуков имеет свои особенности. Это касается производства стереорегулярных синтетических каучуков, в частности получения цис-, 4-полиизопрена. Получение г мс-1,4-полиизопрена ведется растворной полимеризацией изопрена на катализаторах Циглера — Натта с последующей дезактивацией, отмывкой и водным выделением полимера из раствора или эмульгированием последнего перед водным выделением в случае о работки высоко-концентрированных растворов каучуков. [c.150] Учитывая тот факт, что синтез блок-сополимеров — одно из наиболее перспективных направлений получения новых полимерных материалов с заданными свойствами [164], выделение из раствора таких продуктов является серьезной проблемой. [c.151] Все перечисленные способы выделения полимеров из раствора могут быть существенно интенсифицированы путем использования РПА. Так, для интенсификации процесса дегазации его целесообразно проводить в поле мелкомасштабных пульсаций, ускоряющих тепло- и массопередачу, при одновременном механическом дроблении раствора полимера и образующейся крошки полимера и ее деформации с целью непрерывного обновления и развития межфазной поверхности. [c.151] Использование РПА вместо мешалок при осуществлении процесса выделения полимеров с использованием антирастворителя позволяет увеличить поверхность раздела фаз компонентов, улучшить условия гомогенизации и диспергирования. В частности, механическая обработка полимеризата изопренового каучука в поле высоких скоростей сдвига, развиваемых в РПА, позволяет получать полимер с заданными пластоэластическими свойствами, а также интенсифицировать процесс его эмульгирования в водном растворе эмульгатора. [c.151] В конструкции РПА с раздельной зонной подачей компонентов обеспечивается направленное движение жидкости, процесс гомогенизации происходит в области с высокой интенсивностью обработки материала. [c.152] При работе по второму варианту подачи крошка полимера получается более крупной и однородной по размеру, улучшается проведение процессов фильтрования, отмывки, сушки. Поэтому при разработке рекомендаций по выбору рациональных режимов обработки был выбран второй вариант раздельного ввода компонентов. [c.152] На рис. 6.5 изображены кривые распределения крощки полимера, полученной в РПА при значениях зазора между ротором и статором 0,5 мм, 1 мм, 1,5 мм и частоте вращения ротора 5000 об/мин. Исходная массовая концентрация раствора полимера, из которого выделялась крошка, равнялась 10 %. [c.153] Средний размер крошки ср па всех зазорах получается одинаковым— 0,41 мм. Однако среднеквадратическое отклонение размера крошки с увеличением зазора между ротором и статором уменьшается. [c.153] Для объяснения этого факта рассмотрим процесс, происходящий в рабочей зоне аппарата при выделении силоксансодер-жащего блок-сополимера. [c.153] При подаваемом соотношении раствор полимера — осадитель 1 4, определенном как оптимальное опытным путем, в кольцевом зазоре происходит сначала эмульгирование раствора полимера в осадителе. Величина частиц эмульсии определяется рядом параметров, в том числе варьируемыми. Этими параметрами являются частота вращения ротора, зазор между ротором и статором, вязкость дисперсной фазы, концентрация полимера в растворе и др. В зависимости от этих факторов процесс эмульгирования может проходить по различным механизмам. При определенном значении зазора диспергирование будет происходить под действием напряжений сдвига. С увеличением зазора начинают играть роль энергия,спектр и структура пульсаций (вихрей) турбулентного потока, приобретающего при определенном зазоре между цилиндрами ротора и статора наиболее развитый характер. [c.153] На рис. б.б представлены кривые распределения крошки силоксансодержащего полимера, полученной при радиальном зазоре 1,5 мм, частоте вращения ротора 12 500 об/мин и разных концентрациях исходного раствора. С увеличением концентрации раствора полимера, а следовательно, и вязкости, увеличивается средний размер крошки полимера. [c.154] Опытные данные свидетельствуют о том, что повышение концентрации дисперсной фазц (раствор полимера) незначительно ухудшает качество получаемой эмульсии, т. е. средний диаметр частиц увеличивается незначительно, но улучшается однородность гранулометрического состава крошки. Это создает предпосылки для разработки более экономичного процесса выделения, в котором используется раствор полимера массовой концентрацией 20 %. [c.154] Необходимо отметить, что в РПА можно получать эмульсии высоких концентраций, приготовление которых при использовании других диспергирующих устройств сильно затруднено. [c.154] Рассмотрим вопрос о влиянии вязкости дисперсной фазы на процесс эмульгирования. [c.154] Здесь рс —плотность среды г — скорость ротора й — эмпирический коэффициент а — межфазное натяжение й — средний диаметр образующихся капель. [c.154] Кривые распределения крошки полимера на рис. 6.7 имеют несколько пиков. С увеличением концентрации, а следовательно,, и вязкости дисперсной фазы они проявляются все отчетливее. [c.155] Вернуться к основной статье