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文档简介
国内缩醛产品的现状及展望本人是天津从事缩醛科研及生产的一名工程技术人员,自1982年在天津大学毕业后,一直从事乳液及缩醛的研发与生产。一晃几十年过去了,也曾承担过“七五”国家重点项目,承担过天津科委的重点项目。现已退休,在家中也有几年了,回顾缩醛的研发到生产,已经历了六十年的变迁,它从无到有,到今天已有了巨大的发展。但平心而论,与国外的技术水品比,还是有很大的差距。从缩醛发展的六十年来看,经历了三代人的心血(本人是第三代人),但无论在研发上,产量上以及质量上还是不能与国外相比,从这个意义上讲也是从事缩醛研发人员的悲哀。所以,今天提笔将自己几十年对缩醛(指普通缩醛)的简单认识谈一谈,仅供业内人士参考,共同发展缩醛实业,提高中国缩醛的质量与产量。一、 国内缩醛产品的现状缩醛产品在胶黏剂领域中,是一种年产量很小的树脂,估计全球总产量60-70万吨,80%控制在美国、日本及欧洲。国内有6万吨胶片,8000吨普通树脂(主要讲普通树脂)。此项树脂作为其他树脂(如酚醛,脲醛,环氧等等树脂)的发展而发展。近十年发展极快,一点点已渗透到各个行业中,使一种不可剥夺的优良树脂,前途很好。下面简述缩醛产品的国内的现状:(一) 设备方面 国内生产缩醛的设备,基本上是间歇式反应釜,与简单的制水系统,冷热循环系统,干燥系统联运来完成。一般是5吨釜,有的公司已发展到10吨反应釜。在设备这环节上没有什么大变换,在这里主要讲三个方面:(1) 变频装置的诞生 此装置使由法国专家罗伯特,在二十世纪八十年代由国外引进,它的出现时缩醛发生了很大变化,对缩醛的顺利析出起了决定性的作用,是缩醛领域中的一次革命,与此同时罗伯特先生还带了一个新技术,使用乙二醇代替盐水来做升温、保温,但当时不是很理想,宣告失败。但十几年后,天津在上新厂时,实现了用乙二醇做冷凝剂来完成升温,保温循环系统,不仅节约能源,而且延长了设备的使用寿命。(2) 水洗装置 现行的水洗设备是间歇式水洗釜,通过上加水,下渗透的方式来完成缩醛的水洗,一般来水洗6-8遍,大约1吨缩醛需要用40-50吨纯水,而国外有报道洗1吨缩醛只需用10-20吨纯水,差距还是明显的。几十年总有许多人也想改造水洗设备,但由于种种原因,现状还是如此。大家也知道国外的水洗装置一定很先进,但封锁很严,基本上没有有价值的信息。本人近期看到美国一家公司谈水洗装置,它是通过十几个连续反应罐,再添加一些助剂来完成水洗,洗完后用ppm来检查含水量的大小,所以说差距很大,水洗这一环节国内要有所突破。(3) 甩干机与干燥系统 近十几年内,生产缩醛的若干公司为了提高生产效率,解放劳动力,纷纷试用进口连续甩干机,它们有德国、法国、意大利等国家,价格1.5-5万美元,但效果都一般,所投入不久,又纷纷下马。现在看虽然是连续甩干机,但是不是生产缩醛的专用设备,所以存在甩干后含水量偏高,给气干造成负荷过大,影响干燥,容易结块。干燥系统:目前大多数厂家都还在使用气洗干燥,少数一两家采用沸腾床。就干燥系统来讲,有若干种,每种干燥系统都有着自身的利弊,在选用干燥系统是根据干燥质的因素,来选用。判定干燥系统是否适用,绝没有哪种干燥系统高于另一种干燥系统的说法。目前,国外使用哪种干燥系统来进行干燥,本人不是很清楚,就干燥系统来讲,做缩醛产品汽流干燥比沸腾质量好一些。(二)原料方面生产缩醛的主要原料是聚乙烯醇(PVA),本人从事科研公所三十多年,一直接触使用PVA,到今天为止本人也没有完全认清它的物质特性。大家都知道结构决定物质性能,而PVA这种树脂广泛应用于各行各业,许多工程技术人员都没少接触使用它,但“你对PVA认识几何?有多深的认知度?”此物质是属于高分子聚合物,它具有高分子聚合物的基本特点,存在着全同、间同结构,还存有顺式、反式的异构体,所以它直接对缩醛产品产生影响。早在二十世纪六十年代,当时国内PVA的规格比较少,产量也不高,品质也一般,随着PVA技术引进,全国有十余家日本生产线,PVA的质量和规格也大大改善,但是还是不如进口的。在这点上日本人很聪明,他们虽然卖给你生产线,但是没有把关键的部分告诉你,你只能用他们的生产线做出一般水平的PVA,高水平的你不会。这个问题,在我的工作期间,没少喝国内PVA生产厂家的技术人员沟通,当时提到一些问题,他们不能答复。总之,说了这么多,想告之生产缩醛的厂家,在选择PVA时,有一定的学问,否则会出现问题。下面简单说一下盐酸:目前国内厂家几乎都在使用盐酸做缩醛的催化剂。近几年对催化剂的报道很多,也有说用有机酸的等等。国外厂家使用什么物质作催化剂不太清楚,就国内使用盐酸左催化剂的问题,说一下本人的看法。早在二十世纪六七十年代,河南焦作某单位的工程技术人员,就对生产中盐酸对整个体系的用量就有明确的说法。但近期报道或高校教授们认为,缩合在高温,低催化剂条件下,对缩醛度提高有益。本人对此问题这样看,盐酸在缩醛中的投入量是很关键的,如果加量越大升温保温过程不好控制,易结块。反之,加量过低,升温保温的时间和温度可以长一些或高一些,也是成立的。而通过长期的生产实践催化剂的用量是很重要的。它不仅关系到缩醛的质量对收率有着很大的影响。(三)节能降耗在任何制造业都存在着节能降耗的问题。制造缩醛也存在这些问题。纵观缩醛的反应全过程,反应周期大约20-24小时,耗去大量的电、热、冷及水,所以节能降耗是生产缩醛厂家必须思考的问题,能将节约1度电,1公斤水提高议事日程上,才能将缩醛制造业经营好,所以要求经营者有节约意识,制定出严格的规章制度,来控制电、水、冷、热、汽,从每一个工序中寻求最大的利用率,才能确保工艺和工序在节能降耗的轨道上正确进行,获得更大的经济及社会效益。(四)工艺方面工艺及程序管理是非常重要的。其一,工艺及工序管理是使产品达到最优化的首要条件;其二,工艺及工序管理能够创造巨大的经济及社会效益。国内的工艺和工序到目前为止仍是比较陈旧的,还停留在二十世纪八十年代的水平上,没有根本的突破,对一些规格度控制不住或是控制不严,浮动范围大。这点当然与降解PVA有一定关系,但根本上市不能用宏观手段开控制缩醛微观的变化,还有的技术人员误以为将粘度规格做好,就能实现专用缩醛,实际上专用缩醛不仅以粘度划分,而且每一规格中都有规格内的硬指标,只不过粘度适中是使用的基础条件,但不一定使用的好。所以,要求研发人员,一定要了解认识PVA,还要知道以什么手段来真正改善缩醛的内在品质,努力寻求优良有效的助剂。早日实现用宏观手段来控制微观变化,早日实现国内的缩醛自动化,信息化。再有在降低母液中的残留醛上下功夫,降低COD值的排放标准,这就要求业内科研人员认真了解缩醛方面的热力学及动力学,收集国外先进的科研信息,从根本上解决“做缩醛容易,但做好难”的问题。同时要求各公司管理人员做好以下几点:(1)统一操作规程。此规程要有实际经验,从事生产角度来制定,一定要简单、易学,一旦制定出,一定要严格执行。(2)要做好记录,并保证其真实性。 以上两点是很重要的,是做好缩醛的必要条件。(五)环保方面 近几年国家越来越重视环境保护,出台了需要政策和法规,这给缩醛的行业带来了很大的冲击。大家知道,制造缩醛会产生大量的废水,其中会有大量的酸和一定的醛。月产100吨缩醛,大约每月消耗盐酸80-85吨,水洗所需水大约500吨。其中母液中会有残余醛3-4.5%,母液中COD值最高可达4300mg/L。这些数字是非常可怕的,它们的存在严重影响了缩醛的质量,也造成了存放的不稳定性,最重要的是严格影响了环境保护。所以国家已出台政策来控制此类行业的发展,也要求降低COD值。现在要求废水排放在200mg/L以下,但与发达国家相比还是有差距。所以为了子孙后代的幸福,必须要解决母液中残余的醛和酸。这是最大的课题,否则无法生存。本人对降低母液中残余醛做了一定的工作,有一定的进展,也愿意与行业内人士进行沟通交流,共同解决此课题。(六)研发与人才的培养目前,全国年产量50吨以上的厂家大约十余家,坚持不懈研发的厂家或者说有研发能力的厂家却寥寥无几。这是为什么呢?主要原因有以下几点:(1)缩醛发展到今天,能解决的问题已经解决,解决不了的问题,也就是无定论或者就是解决不了,想确实解决这些问题,是相当难的,每个问题都是一块硬骨头。(2)二十世纪八十年代,业内还有的缩醛的刊物,业内人士还有个交流的平台,而今天刊物早已没有了,而各家都闭门造车,基本无交流,国外的信息和资料很难觅。(3)有的管理者们,不重视知识,不重视人才,认为无论有没有技术人才,自己仍然是行业内的“老大”。所以造成公司内无技术人才的现状。(4)有的公司领导,积极寻找新技术,一旦技术到手,就认为他们会了,不需要技术人员了。(5)还有一类人,认为缩醛没有什么,有点销路,有点资金,谁都能干,没有将技术的重要性看重。(6)有些公司为了引进新技术,采取与高校合作的方式,不知为什么总是行不通,可能还是理论与世界有点脱离。以上种种原因,限制了缩醛的研发,试问一个企业没有技术上的支撑,他能做大做强吗?俗话说:“逆水行舟,不进则退。”另外,有关缩醛研发人员的问题,想说一点看法,缩醛从研发到今天这种规模发展了60年,本人今年正值60岁,是属于缩醛研发与生产的第三代人。本人估计担负各厂家的科技人员大都在45岁以上,有本科学历的都不多,往下看二三十岁的本科生不愿意研究缩醛,眼看缩醛的工艺与研究将在第三代人的手中,无法延续。青年人为什么不愿意干?主要原因就是工资太低,无论怎样讲,缩醛的研究后继无人,警钟已经敲响。该到重视知识,重视人才,重视培养下一代科技人员的时候了,只有企业有了技术支撑,才有可能在不久的将来自立于企业之首,否则一点点的衰退,知道灭亡。二、展望本人一直在讲缩醛,没有提到缩丁醛,这里解释一下:二十世纪的今天,PVB已不能满足各行业的需求。为了满足要求,缩醛(即混缩醛)已悄然进入我们的视线担负起PVB不能满足的各项性能,掀起缩醛领域的新篇章。在此,有必要回顾一下缩醛的发展史。早在1924年德国电化学工业公司申请得到PVB的专利后,1931年美国为了研发PVB的安全夹层玻璃材料,五家公司承担了国防部的重点项目,终于在1938年实现了PVB的工业化生产。这是PVB发展史上质的突破。到了三四十年代,日本,欧洲人也迅速崛起,科技日益更新;八十年代汽车,建筑业的发展,PVB需求量也越来越大,带动了国内外学者不断对PVB的生产工艺进行更新,从而为PVB的发展带来了光明的前景。我国PVB工业起步于二十世纪五十年代,1956年由锦西化工研究院和天津合成材料研究所,开始了对醋酸乙烯及缩丁醛的小试工作。1958年由化工部第一设计院设计了我国最早的实验性缩醛车间,在锦西化工研究院投入生产、“七五”期间随着PVB应用范围的扩大,PVB开始应用到陶瓷花纸及真空镀铝等行业,使PVB有了突破性的发展。至今缩醛以其独特的成膜性,耐冲击性,耐光热,耐老化的特性,已经渗透发展到各行各业了。二十一世纪初,国际上由美、日、欧对缩醛行业呈三足鼎立之势,目前慢慢成为美、日垄断了,在这几十年中他们投入了大量的人,财,物,是缩醛的工艺到品质做到了极致,实际上缩醛有如下新发展:(1)工艺上早已解决了用宏观手段控制微观变化,实现可自动化,程序化。(2)将PVB发展到混缩醛,已有了缩甲、缩乙、缩糠醛,缩甲-乙醛,缩乙-丁醛等等。(3)已有了低丁基会量的缩醛55%-65%的丁基会量,为其他树脂改性,交联开辟了新天地。(4)在电子行业上,已制造出绝缘性,介电常数的缩醛。它具有长宽比变形极小的产品。(5)对母液中的残余醛和酸,已做到分离回收再利用,解决了环境污染问题。而国内缩醛行业已经发展60年,与国外相比,发展速度有些慢。市场上也有一些混缩醛产品,但总量不大,就工艺而言,国内并没有一个厂家能完成对缩醛整个过程的程序化,对缩醛的起始剂,
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