Кремнийорганические полимеры (стр. 3 из 3)
1) небольшая мощность оборудования;
2) низкая производительность труда;
3) многостадийность процесса, поэтому приходится многократно перегружать полупродукты и готовый лак из аппарата в аппарат, что зачастую приводит к нарушениям технологического процесса, к браку продукции и загазованности на рабочем месте;
4) затруднена автоматизация процесса;
5) высокая себестоимость полимеров и лаков на их основе.
Этих недостатков лишен непрерывный процесс производства полидиметилфенилсилоксановых и полиметилфенилсилоксановых лаков, принципиальная схема которого приведена на рис. 83.
Раствор смеси органохлорсиланов в толуоле из мерника-дозатора 1 поступает в струйный смеситель 3; сюда же подается в заданном соотношении вода. Расход компонентов контролируется ротаметрами. Реакция согидролиза происходит в камере смешения смесителя 3. Для завершения согидролиза реакционную смесь направляют в колонну 4, из которой массу сливают в флорентийский сосуд 5. В этом сосуде продукты согидролиза и соляная кислота расслаиваются.
Кислоту сливают в канализацию, а гидролизат подвергают двухступенчатой промывке водой в промывателях 6 л 8, по конструкции аналогичных струйному смесителю. Гидролизат промывают до рН 5—6 и отделяют от промывных вод в флорентийских сосудах 7 и 9 и в емкости 10.
Из емкости 10 промытый гидролизат поступает для частичной отгонки растворителя в куб 12; в случае получения модифицированных полиметилфенилсилоксановых лаков гидролизат сначала смешивают с полиэфиром или эпоксидным полимером в аппарате 11, а затем направляют в куб. Из куба гидролизат направляется на конденсацию в трехсекционнып аппарат 2. В первой секции осуществляется дополнительная отгонка растворителя и частичная конденсация продукта согидролиза, во второй — дальнейшая конденсация при 125—180 °С (в зависимости от марки лака), в третьей — растворение конденсированного полимера для приготовления лака нужной концентрации (растворитель — этилцеллозольв).
Аппарат 2 колонного типа разделен внутренними поперечными перегородками на три секции. Каждая секция имеет якорную мешалку, закрепленную на общем валу, и паровую рубашку. Жидкость из одной секции в другую переливается по внутренним трубкам. Такая конструкция позволяет проводить непрерывный процесс конденсации, не опасаясь внезапного гелеобразования. Все основные аппараты в схеме непрерывного производства лаков расположены каскадом, благодаря чему обеспечивается полный самотек основного продукта по всей технологической нитке
Сравнивая непрерывный процесс производства лаков с периодическим, можно отметить следующие преимущества непрерывного процесса:
1) мощность оборудования возрастает более чем в 10 раз;;
2) в 10 раз возрастает производительность труда;
3) за счет снижения потерь сырья и полупродуктов значительно уменьшаются расходные коэффициенты;
4) непрерывный процесс легко управляем, поэтому его можно полностью автоматизировать.
Все эти преимущества позволяют в полтора-два раза снизить себестоимость лаков при непрерывном процессе производства.
Полидиметилфенилсилоксановые и полиметилфенилсилоксановые лаки представляют собой прозрачные жидкости от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Они растворимы в толуоле, бензоле, ксилоле и других неполярных органических растворителях, но нерастворимы в воде и спиртах.
Свойства этих лаков зависят прежде всего от исходных мономеров. Как отмечалось выше, в производстве лаков используются как нефункциональные мономеры (например, диметил- или метил-фенилдихлорсилан), так и трифункциональные (метилтрихлорсилан, фенилтрихлорсилан и др.). Увеличение содержания дифункциональ-ного мономера в смеси органохлорсиланов обеспечивает большую эластичность лаковой пленки, но при этом снижаются ее твердость п время перехода лака в неплавкое и нерастворимое состояние. Увеличение количества трифункционального мономера (фенилтри-хлорсилана) в смеси повышает термостойкость и блеск пленки, но при этом время перехода лака в неплавкое и нерастворимое состояние значительно увеличивается по сравнению с лаками, содержащими метилсилсесквиоксановые звенья.
Полидиметилфенилсилоксановые и полиметилфенилсилоксановые лаки широко применяются в электротехнической промышленности. Некоторые из них (например, лаки на основе метил- и фенил-трихлорсиланов) в определенных условиях могут быть использованы в качестве связующих для прессматериалов, однако обычно для перевода этих лаков в неплавкое и нерастворимое состояние требуется длительное нагревание, и поэтому для получения слоистых пластиков они практически непригодны.
Задача 1
В каскад автоклавных реакторов полимеризации этилена при среднем давлении подают 8000 м3 этилена в час. В качестве растворителя используют бензин. На снятие выделяющейся теплоты расходуют 90 % этилена и 35% бензина. Определить массовый расход бензина, если массовая доля полиэтилена в растворе, выходящем из каскада реакторов, равна 20%.
Дано:VЭ = 8000 м3На снятие теплотыЭ – 90%Бенз. – 35%  Э – 20% | Решение: п СН2=СН2 [– СН2 – СН2 –] п1) Массовый расход этилена, поданного в реактор  кг/ч2) Расход этилена, поданного на снятие выделяющейся теплоты  кг/ч3) Масса ПЭ  кг/ч4) Масса раствора, выходящего из реактора  кг/ч5) Массовый расход бензина  кг/чОтвет: 6154 кг/ч |
Задача 2
Производительность установки полимеризации винилацетата равна 400 кг полимера в час. Массовое соотношение винилацетата и метанола на входе в полимеризатор 23:1; массовая доля полимера в метаноле, отбираемого из двух последовательных реакторов колонного типа объемом 5 и 12 м3, равна 20%. Полимеризацию ведут до 70% степени конверсии мономера. Определить коэффициенты заполнения реакторов, если время пребывания реакционной массы в каждом аппарате равно 4 часа. Плотность реакционной массы в первом реакторе 950 кг/м3, во втором – 820 кг/м3.
Дано:G= 400 кг/чВА : метанол 23 : 1 ВА – 20%  – 70%V1 – 5 м3V2 – 12 м3  – 950 кг/м3  – 820 кг/м3τ – 4 чК1, К2 – ? | Решение: п СН2=СН [– СН2 – СН –] пСН3С - О СН3С - ОО О1) Масса раствора на выходе из второго реактора  кг/ч2) Объем реакционной массы второго реактора  м33) Коэффициент заполнения второго реактора  4) Масса мономера, поступающего в первый реактор  кг/ч5) Масса метанола, поступающего в первый реактор  кг/ч6) Объем реакционной массы первого реактора  м37) Коэффициент заполнения первого реактора  Ответ: 0,5 и 0,81 |
Список литературы
1. Грандберг И.И. Органическая химия. – М.: Высшая школа, 1980. – 463 с.
2. Перекалин В.В. и др. Органическая химия. – М.: Просвещение, 1982. – 543 с.
3. Третьяков Ю.Д. Химия: Справочные материалы. – М.: Просвещение, 1984. – 239 с.
4. Фурмер И.Э. Общая химическая технология. – М.: Высшая школа, 1987. – 334 с.
5. Хомченко Г.П. Химия для поступающих в ВУЗы. – Высшая школа, 1985. – 357 с.
6. Хананашвили Л.М. Технология элементоорганических мономеров и полимеров. – М. : Химия, 1973. – 400 с.