在ABS制备等化工生产中,选择真空泵要注意哪些问题?
认识ABS
ABS是20世纪40年代发展起来的通用热塑性工程塑料,它是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的三元共聚物。通过改变三种单体的相对含量,我们可以制成各种树脂。
ABS树脂分子结构
ABS兼有三种组元的共同性能,丙烯腈使其耐化学腐蚀、耐热,并有一定的表面硬度,丁二烯使其具有高弹性和韧性,苯乙烯使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。因此,ABS塑料其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良,还具有易加工、制品尺寸稳定、原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛等特点。
作为产量最大、应用最广泛的新型复合材料,ABS塑料表面可进行喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工,被广泛应用于在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等工业领域。
ABS的制备工艺
迄今为止,ABS树脂的生产工艺有很多种。过去曾采用橡胶与基体树脂共混炼的方法进行生产。随着高分子科学技术的进步,共混法已逐渐被淘汰,目前工业生产中采用的主要工艺技术包括乳液聚合法、连续本体聚合法以及两者相结合的方法。
与乳液聚合法相比,连续本体聚合法生产工艺主要有4个优点:
丨生产连续化、工艺流程简单, 适应性强;
丨设备较少、装置建设费用低、操作简易;
丨三废少、污染少、节能、环保;
丨产品品种切换方便, 能兼产高抗冲聚苯乙烯HIPS、苯乙烯丙烯腈共聚物SAN等产品。
随着近年来连续本体聚合法的研究和开发取得了很大的进步,该工艺已成为ABS制备的关键技术。
连续本体聚合法制备工艺流程图
连续本体聚合法生产工艺包括溶胶、预聚合、聚合、脱挥和造粒5个步骤:
? 将聚丁二烯橡胶溶解在乙苯和苯乙烯中,按聚合配方量加入苯乙烯和丙烯腈单体,配成原料液;
? 将配好的原料液输入预混反应釜中进行预聚合;
? 在聚合过程中,橡胶接枝单体,同时单体共聚,共聚单体不断生成,并从溶液中分离出来,形成分散在橡胶和单体溶液连续相中的不连续相。最终,当足够多的单体聚合后,不连续的共聚物相变成连续相,接枝橡胶形成不连续相分散在连续的共聚物相中,这种现象被称为“相转变”。相转变后,原料进一步聚合使反应转化率达到70%~85%;
? 达到要求的转化率后,送入脱挥器脱除未反应的单体。未反应单体经脱气装置进行单体和溶剂回收,可用于再次配料;
? 最后经过挤出机挤条、冷却、切粒制得ABS树脂。
本体聚合法与真空技术
在连续本体聚合法ABS生产过程中,不管是反应釜中的聚合反应,还是真空脱挥器的脱挥环节,都需要一定的真空度作为制备工艺的基础,所以ABS塑料的生产离不开真空技术的应用。
ABS制备属于化工生产领域,除了抽速、真空度等主要参数外,应用于化工领域的真空系统还要注意一些特定的性能指标。
在ABS塑料整个生产过程中,会产生大量的烟气和成分复杂的气体,其中包括了硫化氢、吲哚类、脂类、烃类化合物、以及非甲烷总烃、恶臭气体等成分。这些废气对工作人员危害较大,如果未经净化处理直接排放,造成大气污染,还会影响到附近居民的身体健康。所以,整个生产都需要在密闭条件下完成确保废气不会大量泄漏,以便统一回收。其中真空系统的密封性就显得十分重要。
某化工厂废气回收装置
对于真空泵来说,造成泄漏的原因主要有两个方面:一是密封面上有间隙,二是密封部位两侧存在压力差。真空泵的设计压力和使用压力是客观存在不能减小的,所以真空泵的密封就是消除或减小密封面之间的间隙。
因为化工生产的特殊性,在化工真空泵的选择中除了要对垫片密封、O型圈密封、螺纹密封等静密封性能进行把控外,动密封技术也是衡量密封性的重要指标。
另外,在ABS制备过程中需要严格把控真空泵中的温度。因为真空泵压缩生热,高于130℃时苯乙烯会发生相变,从气态变成粘稠的液态,附着在泵体的转子上,导致真空泵效率降低,严重时会让转子卡死,泵体受损。所以对于ABS制备来说,真空系统的温度控制决定了设备的使用寿命与物料产出质量。
威固乐MB系列罗茨真空泵
以威固乐MB系列罗茨真空泵为例,真空泵选用了五点机封、迷宫密封技术以防止气体泄漏,极大减少了ABS生产过程中的废气污染;通过精密计算,该产品运用双油箱设计使两端轴承得到很好地冷却与润滑,确保所抽气体在压缩过程中的温度<120℃,防止苯乙烯发生相变,提升罗茨真空泵的工作效率与使用寿命。另外,MB系列罗茨真空泵内拥有涂层保护,防止气体腐蚀,更加适合化工行业的应用。
如今,以罗茨真空泵、螺杆真空泵等为代表的的无油机械泵被广泛地应用于化工领域。在减少污染物排放的同时,也符合了化工生产的需要。随着国内外真空技术的不断发展与真空产品的不断更迭,真空获得设备将提升化工产品质量,助力化工企业高效、节能生产。
微信搜索并关注公众号:iVacuum真空聚焦,获取更多真空科技前沿资讯。iVacuum真空聚焦由《真空》杂志社主办,致力于 道国内外真空获得及应用等领域最新的科技进展、成功经验和案例。欢迎行业交流/寻求 道。
