Эмульгаторы как ключевые факторы в процессе стабилизации стирол-акриловых дисперсий

Производство химической продукции главное направление нашей компании, осуществляемое на производственных мощностях и имеющее все необходимые приборы, оборудование и возможностью осуществить работы различной сложности с учетом специфики каждого объекта.

Эмульгаторы производимые на мощностях компании ООО «НПП Спецавиа» имеют важную роль в стабилизации стирол-акриловых дисперсий (СА-Д), которые являются наиболее массовым продуктом на российском рынке. Стирол-акриловая дисперсия — это синтетическое полимерное вещество, получаемое путем эмульсионной полимеризации стирола и акриловых мономеров. Она представляет собой дисперсию полимерных частиц в воде, которая обладает высокой стабильностью и способностью образовывать пленки. Эмульгаторы стирол-акриловых дисперсий выпускаемые нашей компанией прошли успешные лабораторные испытания и являются надлежащей заменой импортных аналогов.

Роль стирол-акриловых дисперсий в промышленных процессах

В разных отраслях промышленности стирол-акриловые дисперсии оказались очень востребованы. Вот основные из них:

• Производство лакокрасочных материалов
• Изготовление строительных смесей
• Производство клеев и герметиков

В широком диапазоне использования СА-Д применяются:

• Производстве клеев для приклеивания практически любых материалов, используемых в строительстве (дерева, линолеума, стиропоровых плит, керамической плитки и пр.);
• в лакокрасочной промышленности (производство красок, лаков, шпатлевок, грунтовок, эмалей и т.д.). СА-Д в составе красок образуют пленки с отличным внешним видом, высокой твердостью и деформационно-прочностными свойствами при использовании минимального количества традиционных коалесцентов и других добавок;
• в производстве типографических красок и лаков, способствуя стойкости к истиранию, улучшению печатных свойств и качества покрытия;
• для пропитки нетканых материалов, придавая им водоотталкивающие свойства и т.д.

Основные принципы стабилизации стирол-акриловых дисперсий

Основным промышленным методом получения стирол-акриловых дисперсий является эмульсионная полимеризация. Ее сущность заключается в следующем:

• В реактор загружают воду, эмульгаторы, инициаторы полимеризации.
• Добавляют стирол и акриловые мономеры в виде эмульсии в воде.
• Проводят процесс радикальной полимеризации при температуре 60-80°С.
• После окончания реакции дисперсию охлаждают и разливают.

Реакция идет в водной среде, поэтому такой способ относится к экологичным методам синтеза полимеров. Конечный продукт представляет собой мелкодисперсную систему частиц полимера в воде. Оборудование для производства стирол-акриловых дисперсий включает реакторы, теплообменники, дозаторы, насосы. Важный этап - контроль качества дисперсии по основным показателям.

С целью обеспечения высокого качества конечного продукта необходимо проводить рассматриваемый процесс насколько возможно стабильно.

Процесс стабилизации дисперсий

Для стабилизации процесса на основной стадии синтеза предлагается использовать три аналоговых регулятора: регулятор температуры реакционной массы (путем изменения подачи в рубашку хладоносителя); регулятор расхода предварительной эмульсии мономеров в реактор синтеза; регулятор расхода инициатора процесса полимеризации персульфата аммония.

Контроль размера частиц и их равномерного распределения

Получаемые при эмульсионной полимеризации частицы имеют малые размеры (0,05-0,15 мкм) и способные глубоко проникать в пористые основания, укрепляя их. Измерение размеров частиц дисперсной фазы с помощью спектрофотометра СФ-2000.

Поддержание стабильного эмульсионного состояния

Стабильность исходной эмульсии мономера и образующегося латекса обеспечивается введением в систему анионных, катионных и неионогенных ПАВ.

Роль эмульгаторов в стабилизации стирол-акриловых дисперсий

Все эмульгаторы являются поверхностно-активными веществами, способными адсорбироваться на границе раздела фаз, что приводит к существенному снижению поверхностного натяжения.

Выбор эмульгатора для конкретного процесса эмульсионной полимеризации обусловлен его доступностью и стоимостью, возможностью проведения полимеризации с достаточной скоростью, способностью биологически разлагаться в сточных водах после коагуляции латекса.

Такой эмульгатор AB20 является анионным биоразлагаемым компонентом для производства стирол-акриловых дисперсий и акрилового латекса. Эмульгатор представляет собой водорастворимую композицию поверхностно-активных веществ на основе алкилэтоксиаммонийсульфата. Эмульгатор AB20 применяется для производства водных акриловых эмульсий, стирол акриловых дисперсий, акрилового латекса, эпоксидной смолы, клея ПВА; используется для высокодисперсной эмульсионной полимеризации.

Эмульгатор AB20P применяется для производства морозостойких водных акриловых эмульсий, морозостойких стирол акриловых дисперсий, акрилового латекса, эпоксидной смолы, клея ПВА; используется для высокодисперсной эмульсионной полимеризации.

Назначение эмульгаторов заключается в обеспечении создания эмульсий из несмешивающихся жидкостей и оставаться стабильными по времени. ПАВ способны снизить натяжение на поверхности и обеспечить стабильное состояние вещества на протяжении длительного времени. В зависимости от разновидности эмульгаторы способны увеличить скорость формирования и стабилизации разных типов эмульсий.

Эмульгатор AB20D - это безопасный биоразлагаемый анионный эмульгатор стирол акриловых дисперсий, акрилового латекса. Представляет собой водорастворимую композицию поверхностно-активных веществ на основе алкилэтоксиаммонийсульфата. В зависимости от композиционного состава и условий применения является одной из модификаций эмульгаторов AB20 и AB 20 P. Основное отличие эмульгатора AB20D от AB20 – это увеличенный сухой остаток основного вещества, что ведет к значительной экономии при производстве водных акриловых эмульсий.

Эмульгатор по своему составу относящийся к поверхностно-активному веществу (ПАВ) на основе сульфата эфира, не содержащие APE (ароматических полиэфиров) для эмульсионной полимеризации. Экологически чистый безопасный биоразлагаемый анионный эмульгатор LA40S. С его помощью производятся латексные полимеры с малым размером частиц и низкими коагулянтом при низком количестве смеси эмульгатора. Конечный продукт, полученный в результате эмульсионной полимеризации, обычно представляет собой непрозрачную, серую или молочно-белую дисперсию полимера (полимеров) с высокой молекулярной массой. Такие дисперсии могут быть использованы для клеев, связующих для волокон и твердых частиц, защитных и декоративных покрытий, изделий, пропитанных окунанием, пены, бумажных покрытий, подложек для ковров или обивки, модификаторов для битума и бетона, модификаторов нитей и текстиля.

Механизмы взаимодействия эмульгаторов с компонентами дисперсии

В результате эмульгирования мономеров в воде в присутствии эмульгаторов — поверхностно-активных веществ (ПАВ) - образуется гетерогенная коллоидная система с развитой межфазной поверхностью. В зависимости от типа эмульгатора, мономера, инициатора полимеризация в этой системе может протекать на границе раздела фаз мономер-вода, в мицеллах эмульгатора, содержащих мономер, а также иногда в истинном растворе мономера в воде. Образующийся полимер в воде нерастворим и представляет собой высокодисперсную суспензию (латекс). Система в целом является многокомпонентной, что затрудняет выделение полимера в чистом виде. Поэтому используются различные приемы его отмывки.

Эмульгаторы как инструмент для управления свойствами стирол-акриловых дисперсий

Эмульгатор AN 307 – это неионогенное поверхностно-активное вещество для химической промышленности. Структура эмульгатора представляет собой нонилфенолполиглевый эфир. Как химические, так и технологические характеристики эмульгатора AN 307 в значительной степени зависят от соотношения гидрофобных молекул (нонилфенола) и гидрофильной, т.е. водорастворимой, полигликолевой эфирной цени (количества молекул этиленоксида).

Продукт эмульгатор AN 307 применяется в следующих областях: в качестве эмульгатора при эмульсионной полимеризации; как эмульгатор воска; для пигментных паст; и как стабилизатор в красках и разных видах покрытий

Эмульгатор G1879 подходит для использования полимерных дисперсий на основе винилацетата и сомономеров, акриловых эфиров и сомономеров, а также латексов бутадиена/стирола, используется в системах масло/вода и для эмульсионной полимеризации. Этот продукт стабилизирует дисперсию полимера в процессе и после полимеризации и предотвращает коагуляцию. Данный эмульгатор используется как поверхностно-активное вещество в косметической и гигиенической продукции, в средствах для ухода за волосами.

Эмульгатор EPA 073 – это анионный эмульгатор, использующийся в эмульсионной полимеризации таких мономеров, как чистый акрил, сложные эфиры стирол-акриловой кислоты и винилацетата. При его использовании в эмульсионной полимеризации достигается следующий эффект:

• улучшение стабильности мономерной эмульсии
• низкое образование коагулята при полимеризации
• контроль размера частиц полимерной дисперсии
• улучшение вязкости полимерной дисперсии

Заключение

Доставка химической продукции может быть организована всеми видами наземного транспорта. Производственный потенциал ООО «НПП Спецавиа» размещается в п. Редкино Конаковского района Тверской области, в 130 км от Москвы. Компания имеет договоры о долгосрочном сотрудничестве с крупными транспортными компаниями. Мы отпускаем и доставляем продукцию в любой таре на выбор заказчика — цистернах, бочках, контейнерах и других, в соответствии с особенностями конкретного продукта.

Наша компания осуществляет выпуск специальных жидкостей, используемых в качестве исходного при синтезе химических соединений с заданными свойствами и показателями качества, так и применяемой в качестве самостоятельных товарных позиций в различных секторах экономики, в том числе в оборонном секторе.