RU180146U1

RU180146U1 - Мешалка

Info

Publication number: RU180146U1
Application number: RU2018101841U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Крупнов; Наталья Борисовна Петровская; Юлия Николаевна Шурыгина; Светлана Михайловна Павликова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Компания Хома"
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2018-06-05

Abstract

Полезная модель относится к перемешивающим устройствам, применяемым в химической технологии в процессе получения водных полимерных дисперсий поливинилацетата методом радикальной полимеризации в эмульсии. Техническим результатом предложения является обеспечение оптимальной интенсивности перемешивания при сохранении кинетических параметров химической реакции сополимеризации, кроме того, создание оптимального сочетания перемешивания эмульсии мономеров в аппарате «идеального перемешивания» и протекания химической реакции радикальной полимеризации в поверхностном слое, сформировывавшемся на лопасти мешалки при угле атаки 30° и скорости вращения 30-120 оборотов в минуту. Технический результат достигается тем, что мешалка содержит вал с размещенными на нем под углом 90° лопастями сабельного типа с углом атаки 30°, при этом по периферии лопастей установлены плоские прямоугольные пластины под углом 90° к лопасти, при этом высота пластины составляет 0,009-0,017 длины лопасти. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к перемешивающим устройствам, применяемым в химической технологии в процессе получения водных полимерных дисперсий поливинилацетата методам радикальной полимеризации в эмульсии.

Из химических свойств (кинетика реакции полимеризации) и физических (необходимость достаточного перемешивания, увеличение давления для ускорения реакции) требования к перемешивающему устройству формулируются следующим образом.

Для проведения реакции полимеризации требуется обеспечить высокую степень перемешивания, высокое давление в реакционной области при сохранении низкого уровня локальных сдвиговых нагрузок в реакционной области.

Известно перемешивающее устройство, содержащее вал с прикрепленными к нему наклонными лопастями (RU 31109 U1, 20.07.2003).

Однако традиционные формы лопастей мешалки неэффективно работают при проведении реакции полимеризации в высоковязких (3000-30000 сПз) системах, в которых дисперсии стабилизируются за счет полимерных защитных коллоидов, приготовленных на основе поливиниловых спиртов.

Задача заявляемой полезной модели – расширение арсенала технических средств для перемешивания.

Техническим результатом предложения является обеспечение оптимальной интенсивности перемешивания при сохранении кинетических параметров химической реакции сополимеризации, кроме того, создание оптимального сочетания перемешивания эмульсии мономеров в аппарате «идеального перемешивания» и протекания химической реакции радикальной полимеризации в поверхностном слое, сформировывавшемся на лопасти мешалки при угле атаки 30° и скорости вращения 30-120 оборотов в минуту.

Технический результат достигается тем, что мешалка содержит вал с размещенными на нем под углом 90° лопастями сабельного типа с углом атаки 30°, при этом по периферии лопастей установлены плоские прямоугольные пластины под углом 90° к лопасти, при этом высота пластины h составляет 0,009-0,017 ℓ длины лопасти.

На чертеже представлена мешалка.

Мешалка содержит вал 1 с размещенными на нем под углом 90° лопастями 2 сабельного типа с углом атаки 30°, при этом по периферии лопастей установлены плоские прямоугольные пластины 3 под углом 90° к лопасти.

Высота пластины h составляет 0,009-0,017 ℓ длины лопасти 2.

Технический результат предложенного технического решения достигается только в пределах указанного выше соотношения, что подтверждается проведенными экспериментами.

Работа заявляемой мешалки осуществляется следующим образом. Мешалку устанавливают в реактор. В реактор дозируют необходимые мономеры. Включают двигатель 4, и начинают перемешивания вплоть до набора необходимых оборотов. После этого в реактор дозируют инициатор реакции полимеризации. Процесс полимеризации протекает до исчерпания мономеров. После завершения процесса мешалку останавливают, и осуществляют перекачивание полимерной дисперсии на склад готовой продукции.

Лопасти мешалки снабжены плоскими пластинами 3, приваренными под углом 90°. Данная конструкция позволяет исключить завихрения в жидкости в аппарате и образование воронки, что позволяет не устанавливать в реактор синтеза отражающие перегородки и увеличивает эффективность перемешивания.

На заявляемой полезной модели проведена серия синтезов, в которых получена сополимерная стирол-акриловая дисперсия, используемая в стандартных рецептурах ЛКМ, со следующими коллоидными характеристиками:

Синтез 1

М.д.н.в., %	49-51
Концентрация ионов водорода, ед рН	7-9
Условная вязкость по Вз-4, с	30-55
Динамическая вязкость по Брукфильду, мПа⋅с	800-1500
Диаметр частиц, нм	100-150

Режим перемешивания:

Скорость вращения вала перемешивающего устройства, об/мин	60-80
Линейная скорость, м/с	3,8-5

Синтез 2:

М.д.н.в., %	50-52
Концентрация ионов водорода, ед рН	6-8
Условная вязкость по Вз-4, с	12-25
Диаметр частиц, нм	100-200

Режим перемешивания:

Таким образом, заявляемая полезная модель представляет собой мешалку, конструкция которой обеспечивает оптимальное сочетание перемешивания эмульсии мономеров в аппарате «идеального перемешивания» и протекания химической реакции радикальной полимеризации в поверхностном слое, сформировавшемся на лопасти мешалки при угле атаки 30^о и скорости вращения 30-120 оборотов в минуту. Угол атаки подобран таким образом, что позволяет проводить реакцию полимеризации по радикальному механизму при сохранении второго порядка как по стиролу, так и по производным акриловой кислоты без образования макроразмерных частиц коагулюма.

Мешалка предложенной конструкции позволяет одновременно обеспечить

1. оптимальный для проведения реакции полимеризации в эмульсии режим перемешивания;

2. оптимальные характеристики поверхностного слоя реакционной массы на лопастях мешалки, необходимые для проведения реакции полимеризации в кинетической стадии без образования макроразмерного коагулюма.

Claims

Мешалка, характеризующаяся тем, что содержит вал с размещенными на нем под углом 90° лопастями сабельного типа с углом атаки 30°, при этом по периферии лопастей установлены плоские прямоугольные пластины под углом 90° к лопасти, причем высота пластины составляет 0,009-0,017 длины лопасти.