阻聚剂在丙烯酸装置上的应用

2022-09-11

常用的阻聚剂有丙酸铜 (AI-61A) 、吩噻嗪 (PZ) 、氢酯单甲醚 (MQ) 、氢醌 (HQ) 、铜盐 (AI-61R) 等是丙烯酸装置中常用的几种阻聚剂, 其对于防止丙烯酸聚合, 提升其生产效率具有积极的作用, 本文就主要阻聚剂在丙烯酸装置上的应用效果进行简单分析研究。

一、单一阻聚剂在丙烯酸中的阻聚效果

各种阻聚剂处于空气范围中时, 阻聚效果最好的是PZ阻聚剂, 其阻聚效果与其他阻聚剂相比具有明显的差异, 其次是AI-61R阻聚剂, 其他的MQ、HQ、AI-61A几种阻聚剂的效果都差不多, 没有明显的差异, 将不同的阻聚剂加入到丙烯酸中, 观察其诱导期的长短, 就可以看出其不同阻聚剂的阻聚效果;当各种阻聚剂处于氮气氛围中时, AI-61A与AI-61R两种阻聚效果要远远超出其他几种阻聚剂, 这两种阻聚剂的阻聚效果没有太大的差别, 其次是PZ阻聚剂, 其中的HQ与MQ两种阻聚剂的阻聚效果比较低。并且在以上两种条件下, MQ与GQ阻聚剂的加入量的增大, 并不会对其阻聚效果具有太大的影响。

各种阻聚剂处于氧气氛围中时, 如果是处于同一种氧气浓度中, 与其他几种阻聚剂相比, PZ阻聚剂的阻聚效果最好, 如果处于纯氧条件之下, AI-61A以及HQ阻聚剂几乎没有阻聚作用。当氧气氛围的浓度值小于2.5%时, 随着氧气浓度值的增大, PZ阻聚的效果会显著增强, 但是AI-61A阻聚剂的阻聚效果会明显降低;当各阻聚剂处于氧气浓度小于2.5%的氛围中时, 随着氧气浓度值的增大, PZ阻聚的效果会明显下降, 而其他几种阻聚剂已经几乎没有阻聚效果。

二、复合阻聚剂在丙烯酸中的阻聚效果

由于在空气氛围中, PZ阻聚剂的诱导期远远大于HQ阻聚剂的诱导期, 并且PZ阻聚剂的诱导期会随着其剂量的增大而显著增大, 而随着剂量的增大HQ阻聚剂的诱导期没有明显的变化, 所有在空气氛围中, 可以将HQ与PZ两种阻聚剂进行混合使用, 发现其阻聚效果明显增强, 将10ppm的PZ加入到丙烯酸中, 再加入一定量的HQ, 发现其整体上的诱导期明显增强, 并且增强幅度非常大, 如果单独将10ppm的PZ加入到丙烯酸中, 发现其诱导期仅仅为250分钟, 而将10ppm的PZ与50ppm的HQ混合使用时, 将其应用于丙烯酸中, 其诱导期长达550分钟, 而如果将50ppm的HQ单独加入到丙烯酸中, 其诱导期仅为50分钟。由此可见, 将PZ与HQ两种阻聚剂有效的结合, 是一种有效的增强阻聚效果的有效方法。

将丙烯酸加入到氧气中, 并在其中加入PZ与HQ, 对其诱导期的变化情况进行观察, 其变化情况主要表现为:将浓度为10pmm的PZ与浓度为25ppm的HQ加入到丙烯酸样品中, 随着丙烯酸样品中氧气的浓度值从0.1%增加至1.0%时, 其诱导期能够从150分钟增加至450分钟, 具有非常明显的增加效果。

HQ与PZ混合具有非常好的阻聚效果, 但是在实际应用中, 其混合比例难以有效的控制, 这就使得在相关研究中, 对其两种阻聚剂的混合比例进行探讨, 以便于其阻聚效果良好、诱导期增长是非常必要的, 应用协同作用指数S来进行衡量, 其计算公式如下式所示:

上式中, TPZ+HQ-TNTPZ+PQ-TN表示的含义是:加入PZ与HQ之后, 诱导期的净增量; (THQ-TN) 表示的含义是:HQ阻聚剂加入之后诱导期的净增量; (TPZ-TN) 表示的含义是:将PZ阻聚剂加入到丙烯酸中的诱导期的净增量;TPZ+HQ表示的含义是:加入到PZ与HQ两种阻聚剂时, 丙烯酸的诱导期;THQ表示的含义是:在丙烯酸中加入HQ阻聚剂的诱导期;TPZ表示的含义是:在丙烯酸中加入PZ阻聚剂的诱导期;TN表示的含义是:没有加入阻聚剂时丙烯酸的诱导期。

如果S=1, HQ与PZ混合之后诱导期的净增量与单独加入相同量的HQ的诱导期与单独加入相同量PZ之后的诱导期的净增量之和相当, 由此可见, 在这种配比之下没有协同作用;如果S>1, HQ与PZ混合之后的诱导期的净增量大于相同量的HQ与单独加入相同量之后PZ的诱导期增量之和, 由此可见, 在这种配比之下, 具有较好的协同作用;并且S的值越大, 其协同作用越强。

三、HQ与PZ的协同作用

在PZ加入量固定的情况下, HQ加入量越大, 其阻聚效果越明显, 但是如果HQ的加入量一定, 随着PZ加入量的增大, 其阻聚效果并不明显, 其增加至一定程度之后就不会出现明显的增长, 对二者的协同作用原理进行简单分析, 分析PZ与HQ两种阻聚剂的阻聚效果, 发现PZ阻聚剂具有可再生的特点, 并且其阻聚效果要远远高于HQ阻聚剂, 所以, 在存在HQ, 并且PZ能够再生的情况下, 阻聚剂的效果增加非常的明显, 二者具有明显的协同作用, 但是当HQ定量时, 随着PZ阻聚剂加入量的增大, 其协同作用反而越来越小, 这主要是因为当PZ阻聚剂的量远大于HQ阻聚剂的量时, PZ阻聚剂中有一部分的再生部分不能再生, 这直接导致其诱导期的缩短。