Hartsiestereiden viskositeetti ja siihen vaikuttavat tekijät

Abstract

Kraton Chemical Oy on Oulussa toimiva tuotantolaitos, joka jatkojalostaa raakamäntyöljystä tislaamalla mm. rasvahappoa ja hartsia. Hartsista myös jatkojalostetaan erilaisia mäntyhartsiestereitä samassa tuotantolaitoksessa, joista kahta tutkitaan erityisesti tässä kandidaatin tutkielmassa.

Työssä tutkitaan muutamien eri muuttujien vaikutusten suuruutta kahden nestemäisen hartsiesterin, tarkemmin Sylvamelt 402 ja Sylvatac RE 12 tuotteen viskositeettiin.

Työn tavoitteena on selvittää, kuinka nopeasti Benzoflex niminen raaka-aine saa Sylvamelt 402 viskositeetin laskemaan ja kuinka jyrkkää tämä lasku on. Toisena tavoitteena on tutkia, vaikuttaako Sylvatac RE 12 lähtöhartsin pehmenemispiste tuotteen viskositeettiin. Näiden selvitysten kautta viimeisenä tavoitteena on saada nämä muuttujat hallintaan.

Työssä esitetään ensin teoriaosuus, missä ensin kerrotaan yleisesti raakamäntyöljystä, sen tislauksesta hartsiksi sekä hartsin esteröinnistä. Toinen teoriaosuus käsittelee viskositeettiä yleisesti, sen määrittelyä ja kertoo lopuksi erilaisista viskometreistä. Työn loppupuolella on kokeellinen osuus, jossa Benzoflexin lisäyksestä otetaan näytteitä pätkissä, joista muodostetaan analysoinnin jälkeen kuvaaja. Kokeellisessa osuudessa myös tehdään korrelaatioanalyysi olemassa olevasta Sylvatac RE 12 loppunäytedatasta.

Kokeiden perusteella pystytään Benzoflexin määrää lisäämään respetiikkaan, sillä siitä nähdään, ettei viskositeetin lasku ole jyrkkää Benzoflexin lisäyksen loppuvaiheessa. Tämä lisäys saa Sylvamelt 402 viskositeetin varmemmin spec alueelle, mikä osaltaan eliminoi tuotantopoikkeamia. Myös Sylvatac RE 12 lähtöhartsin pehmenemispisteen ja viskositeetin korrelaatio voidaan näyttää toteen korrelaatioanalyysillä. Tällä tiedolla voidaan pyrkiä tislaamaan sopivaa hartsia Sylvatac RE 12, etenkin silloin, kun osa siitä menee Sylvamelt 402 raaka-aineeksi.

Kraton Chemical Oy has a plant in Oulu that for example distills tall oil to fatty acids and rosin. They also produce different kind of rosin esters using polyalcohol. This study focuses on two of those liquid rosin esters.

The study examines two variables that have an effect on Sylvamelt 402 and Sylvatac RE 12 viscosity and how much those variables affect the viscosity.

The first goal of the study is to find out how fast raw material called Benzoflex takes down the viscosity of Sylvamelt 402 and whether the decline is steady. The second goal is to complete a data analysis from rosin softening point used in manufacturing Sylvatac RE 12 and the viscosity of finished product. The main goal is to get these variables under control after the study is complete.

The first theoretical part introduces tall oil distillation to rosin and the process behind rosin produced to different rosin esters using polyalcohols. The second part focuses on viscosity and viscometers. After the theory and before the results there will be an experimental part. The experimental part is about Benzoflex addition to Sylvamelt 402 and a correlation analysis between rosin softening point and viscosity of Sylvatac RE 12.

Based on the results, the amount of Benzoflex can be increased in the recipe. From the diagram a steady decline can be observed, therefore adding the said amount of Benzoflex is safe. This addition of Benzoflex causes Sylvamelt 402 viscocity drop to the spec range more surely, which eliminates production anomalities. The Sylvatac RE 12 rosin softening point correlation to viscosity can be substantiated with a correlation analysis. With this knowledge optimal rosin can be distilled especially when using Sylvatac RE 12 as raw material of Sylvamelt 402.