پلی وینیل الکل

فرمول ساختاری پلی وینیل الکل

پلی وینیل الکل(PVA، بین المللی PVOH، PVA یا PVAL) یک پلیمر مصنوعی، محلول در آب و ترموپلاستیک است. سنتز PVA با واکنش هیدرولیز قلیایی / اسیدی یا الکلیز پلی وینیل استرها انجام می شود. ماده اولیه اصلی برای تولید PVA پلی وینیل استات (PVA) است. برخلاف بسیاری از پلیمرهای مبتنی بر مونومرهای وینیل، PVA را نمی توان مستقیماً از مونومر مربوطه، وینیل الکل (VA) بدست آورد. برخی از واکنش‌هایی که انتظار می‌رود BC مونومر تولید کنند، مانند افزودن آب به استیلن، هیدرولیز مونوکلرواتیلن، و واکنش اتیلن مونوکلروهیدرین با NaOH، منجر به تشکیل استالدهید به جای وینیل الکل می‌شود. استالدئید و BC اشکال توتومر کتو و انول از یک ترکیب هستند که فرم کتو (استالدئید) بسیار پایدارتر است، بنابراین سنتز PVA از مونومر غیرممکن است:

توتومریسم کتو-انول وینیل الکل

داستان

پلی وینیل الکل اولین بار در سال 1924 توسط شیمیدانان Willi Herrmann و Wolfram Haehnel توسط یک واکنش صابونی سازی با صابونی سازی محلول پلی وینیل اتر با مقدار استوکیومتری هیدروکسید پتاسیم KOH بدست آمد. تحقیقات در زمینه بدست آوردن PVA در آغاز قرن گذشته توسط دانشمندان گونل، هرمان و هربرت برگ انجام شد. روش صابونی سازی کلاسیک در محیطی از اتیل الکل مطلق (خشک شده) با نسبت 0.8 مول عامل صابون ساز در هر 1.0 مول PVA انجام شد و صابون سازی تقریباً کامل PVA رخ داد. مشخص شد که پلی وینیل الکل را می توان با واکنش ترانس استریفیکاسیون پلی وینیل استات (PVA) در حضور مقادیر کاتالیزوری قلیایی به دست آورد. این واکنش یک نمونه کلاسیک از تبدیل مشابه پلیمر است. بیش از 80 سال تحقیق، مواد تجربی بسیار زیادی در مورد مشکل تولید PVA انباشته شده است. بررسی مفصلی از ادبیات PVA در تک نگاری های S.N. Ushakov (1960)، A. Finch (1973، 1992)، M.E Rosenberg (1983) و T. Sakurada (1985) ارائه شده است.

سنتز و آماده سازی

در حال حاضر، سنتز صنعتی PVA ​​با تبدیل‌های مشابه پلیمر، به ویژه با استفاده از اترهای ساده و پلی وینیل، مانند PVA، به عنوان پلیمرهای آغازین انجام می‌شود. روش های اصلی برای به دست آوردن PVA عبارتند از: گزینه های مختلفصابون سازی PVA ​​در الکل ها یا در آب در حضور بازها و اسیدها. بسته به محیط مورد استفاده و نوع کاتالیزور، فرآیندهای صابونی سازی PVA ​​را می توان با طرح کلی زیر نشان داد:

روش های عمومی برای تولید پلی وینیل الکل

طرح های واکنش داده شده را می توان به سه گروه تقسیم کرد: الکلیز (1)، هیدرولیز قلیایی یا اسیدی (2.3) و آمینولیز (4.5). سنتز PVA از طریق واکنش تراکم پلی آلدول از استالدئید تاکنون منجر به تولید یک پلیمر با وزن مولکولی کم شده است. از کل داده های ادبیات اختصاص داده شده به توسعه روش های سنتز PVA، پنج جهت اصلی قابل تشخیص است:

1. الکلیز پلی وینیل استرها در محیطی از الکل های آلیفاتیک پایین تر خشک شده (C1-C3)، به ویژه متانول، در حضور هیدروکسیدهای فلزات قلیایی. فرآیند الکلیز قلیایی با ژل شدن همراه است.
2. الکل در حضور اسیدها. تعداد کارهای گزارش شده برای این روش بسیار کمتر از صابون سازی قلیایی است. فرآیند الکلیز اسیدی، مانند صابونی شدن PVA با توجه به مکانیسم واکنش الکلیز قلیایی، با ژل شدن همراه است.
3. الکلیز قلیایی و هیدرولیز در مخلوطی از الکل های آلیفاتیک پایین با سایر حلال ها (دی اکسان، آب، استون، بنزین یا استرها). هنگام استفاده از مخلوط هایی که آب جزء آنهاست، تقریباً در همه موارد غلظت آن از 10٪ تجاوز نمی کند و صابونی شدن با تشکیل ژل همراه است.
4. تهیه PVA با مکانیسم واکنش هیدرولیز در حضور عوامل اسیدی یا قلیایی، که در آن آب به عنوان محیط واکنش عمل می کند.
5. توسعه ویژه طراحی سخت افزاریکه حل مشکلات تکنولوژیکی مرتبط با ژل شدن را در طی فرآیند صابونی سازی PVA ​​ممکن می سازد.

عیب اصلی و اصلی فناوری‌های مورد استفاده، تشکیل ژل سخت در حجم کامل دستگاه واکنش، زمانی که تبدیل حدود 50 درصد به دست می‌آید و درجه ناقص هیدرولیز PVA است. راه حل تکنولوژیکی برای این مشکل رقیق کردن سیستم واکنش یا استفاده از یک طرح جریان برای تولید PVA، افزایش زمان سنتز و گرمایش است. با این حال، این منجر به افزایش مصرف حلال و بر این اساس، نیاز به بازسازی آن پس از سنتز می شود و حرارت دادن در حضور یک عامل صابونی منجر به تخریب پلیمر می شود. راه دیگر استفاده از میکسرهای با طراحی خاص (مجهز به تیغه) برای آسیاب ژل است، البته این استفاده از راکتورها یا میکسرهای خاص هزینه نهایی PVA ​​را افزایش می دهد. علاوه بر این، از روش های فوق برای تولید طیف وسیعی از کوپلیمرهای پلی وینیل استات-پلی وینیل الکل استفاده می شود.

الکلیز قلیایی وینیل استرها

متداول ترین آنها الکلیز کردن استرهای وینیل در محیطی از الکل های آلیفاتیک پایین تر خشک شده (C1-C3) به ویژه متانول در حضور هیدروکسیدهای فلزات قلیایی است. پرکاربردترین عوامل قلیایی عبارتند از سدیم و پتاسیم هیدروکسید، متیلات، اتوکسید و پروپوکسید. باور این است که پيش نيازانجام الکلیز خشک کردن کامل الکل است.

مکانیسم الکلیز قلیایی پلی وینیل استات

فرآیندهای الکلیز را می توان بر اساس همگنی (افزودن قلیایی به محلول PVA همگن) یا ناهمگنی (افزودن قلیایی به پراکندگی PVA) سیستم اصلی تقسیم کرد. فرآیند الکلیز قلیایی با ژل شدن همراه است. روش شناخته شده ای برای صابون سازی پراکندگی های آبی PVA ​​با محلول های آبی قلیایی ها وجود دارد که می تواند در یک مرحله انجام شود. هیدرولیز قلیایی یک پراکندگی PVA ​​با وزن مولکولی 1 · 10 6 - 2 · 10 6 در این مورد در دمای 0 - 20 درجه سانتیگراد به مدت 2 - 5 ساعت انجام می شود.

الکلیز قلیایی در محیط های غیر الکلی

با توجه به اینکه ژل شدن انجام فرآیند صابونی سازی PVA ​​را دشوار می کند، سعی شده است با تغییر شرایط فرآیند این مشکل برطرف شود. بنابراین، به منظور کاهش چگالی توده ژل مانند، موارد زیر به محیط واکنش وارد می شود: "... یک ترکیب آلی که میل ترمودینامیکی کمتری برای PVA ​​در مقایسه با متانول دارد." استرهای الکل‌های پلی‌هیدریک و اسیدهای چرب، متیل استات (MeAc) و هیدروکربن‌های آلیفاتیک به‌عنوان رسوب‌کننده‌های کوپلیمرهای BC و VA پیشنهاد شده‌اند. ورود حداکثر 40٪ متیل استات به محیط واکنش باعث می شود تا درجه صابونی شدن PVA در زمان انتقال فاز از 60٪ به 35٪ کاهش یابد. کاهش ویسکوزیته توده واکنش در زمان ژل شدن نیز می تواند با معرفی یک سورفکتانت، به عنوان مثال: OP-7، OP-10 یا پروکسانول ها به دست آید. اطلاعاتی در ادبیات وجود دارد که نه تنها الکل ها، بلکه مخلوط با دی اکسان و تتراهیدروفوران (THF) که حلال های خوبی برای پلی وینیل استرها هستند، می توانند به عنوان محیط واکنش استفاده شوند. این کار یک فرآیند صابونی‌سازی را توصیف می‌کند که به‌دست آوردن PVA با وزن مولکولی بالا با محتوای کم گروه‌های استات باقی‌مانده در هنگام استفاده از THF به عنوان یک محیط ممکن می‌شود. این اختراع برای صابون سازی پلی وینیل پیوالات برای به دست آوردن PVA syndiotactic استفاده شد. با این حال، نمونه ها هیچ نشانه ای از صابونی شدن احتمالی PVA ​​ارائه نمی دهند. نشانه هایی برای استفاده از دی اکسان به عنوان یک محیط واکنش وجود دارد.

صابون سازی با مکانیسم آمینولیز

لازم است به کار محققان روسی، به ویژه S. N. Ushakov و همکارانش توجه شود که به توسعه روش های جدید برای تولید PVA اختصاص داده شده اند. روشی برای صابون سازی PVA ​​در محیطی از مونو اتانول آمین، اتانول یا مخلوط اتانول-مونو اتانول آمین تحت تاثیر مونو اتانول آمین که به عنوان یک عامل صابون سازی استفاده می شود، پیشنهاد شده است. PVA به دست آمده با این روش حاوی کمتر از 1% گروه های استات باقی مانده است و به صورت پودر ریز به دست می آید. به طور مشابه، برنامه پیشنهاد می‌کند که صابون‌سازی ناهمگن PVA مهره‌دار در متانول تحت تأثیر مخلوطی از مونو، دی، تری‌اتانول آمین‌ها یا آمونیاک برای تشکیل یک پراکندگی PVA ​​انجام شود.

الکلیز اسیدی وینیل استرها

PVA و دیگر پلی وینیل استرها را می توان با مکانیسم الکلیزاسیون در حضور اسیدها صابونی کرد.

مکانیسم الکلیز اسید پلی وینیل استات

پرکاربردترین اسیدها سولفوریک، کلریدریک و پرکلریک هستند. با این حال، هنگام استفاده از اسید سولفوریک به عنوان کاتالیزور، بخشی از گروه های هیدروکسیل PVA با اسید سولفوریک استری می شود تا استر سولفات تشکیل شود که باعث ناپایداری حرارتی PVA ​​می شود. استفاده از اسید کلریدریک معمولا منجر به PVA رنگی می شود. اسید پرکلریک در شرایط صابونی سازی با PVA استر تشکیل نمی دهد، اما استفاده از آن به دلیل ناپایداری و تمایل به تجزیه انفجاری دشوار است. صابون سازی اسیدی PVA ​​در محلول الکلی (متیل یا اتیل الکل) انجام می شود. هر دو اتیل الکل 96 درصد و اتیل یا متیل الکل بی آب استفاده می شود، لازم به ذکر است که متانول ترجیح داده می شود. صابون سازی اسیدی PVA ​​همچنین می تواند در محیط آبی بدون افزودن حلال آلی انجام شود.

توسعه سخت افزار ویژه برای فرآیندهای صابونی سازی

همانطور که در بالا ذکر شد، ژل شدن در طول سنتز PVA مشکلات تکنولوژیکی جدی در ارتباط با اختلاط و جداسازی پلیمر ایجاد می کند. برای حل این مشکل، انجام فرآیند صابونی سازی در راکتورهای مجهز به میکسرهای مخصوص طراحی شده یا در اکسترودرها در دمای 20-250 درجه سانتیگراد پیشنهاد شده است. صابون سازی در چنین راکتورهایی طبق یک طرح انجام می شود: الکلیزاسیون PVA مهره ای در محلول الکلی یک عامل صابونی کننده. پتنت های اعمال شده در اصلاح تجهیزات و این واقعیت که در حین صابون سازی تعداد دورهای میکسر/پیچ، هندسه راکتور و میکسر/پیچ متفاوت است، متفاوت است. در همه موارد، نویسندگان بیان می‌کنند که PVA به‌دست‌آمده با استفاده از این فناوری، یک پودر سفید با محتوای کم گروه‌های استات باقی‌مانده است. البته باید توجه داشت که ژل شدن در حین صابونی شدن با هیچ وسیله اختلاط قابل حذف نیست. بیشتر روش‌های تولید PVA به صورت دسته‌ای هستند، اما تعداد کافی پتنت به فناوری پیوسته برای صابون‌سازی PVA ​​اختصاص داده شده است. یکی از این فناوری ها در NPO Plastpolymer (سن پترزبورگ) توسعه یافت.

فناوری تولید PVA در سیستم متانول- بنزین

برای حل مشکلات تکنولوژیکی مرتبط با ژل شدن در مراحل میانی صابونی سازی PVA، رویکردی شامل معرفی بنزین به سیستم واکنش به عنوان یک رسوب دهنده پیشنهاد شده است. هنگام اضافه کردن بنزین به محلول متانولی PVA ​​که معمولاً تا 1٪ وزنی دارد. آب، یک سیستم ناهمگن تشکیل می شود. بسته به مقدار بنزین اضافه شده به حمام صابونی سازی، واکنش قلیایی الکلیز PVA می تواند در یک سیستم همگن یا ناهمگن آغاز شود. هنگامی که بیش از 30٪ از وزن بنزین کل فاز مایع به محلول متانول PVA وارد می شود، امولسیون ناپایدار تشکیل می شود. با افزایش محتوای بنزین در حمام صابونی سازی، زمان واکنش قبل از شروع ژل شدن کاهش می یابد و درجه صابونی شدن پلیمر آزاد شده کاهش می یابد. افزایش محتوای بنزین به 45٪ وزنی. منجر به تشکیل پودر درشت می شود. هنگامی که بنزین وارد حمام صابونی سازی می شود، سرعت واکنش الکلیز قلیایی PVA ​​افزایش می یابد، به ویژه پس از اینکه محلول به دو فاز غیرقابل اختلاط جدا می شود. به گفته نویسندگان، شتاب واکنش ممکن است به دلیل کاهش درجه حل شدن گروه های PVA ​​استات توسط متانول در حضور بنزین باشد. روش صابونی سازی PVA ​​که توسط نویسندگان پیشنهاد شده است، مزیتی را در فناوری به دست آوردن یک پلیمر (به ویژه در مرحله خشک کردن) حاوی بیش از 25٪ (mol.) گروه های استات، و همچنین کوپلیمرهای کم وزن مولکولی BC و BA ارائه می دهد. این در این واقعیت نهفته است که در مرحله خشک کردن، فاز مایع با بنزین غنی می شود و ذرات کوپلیمر به محیط رسوب دهنده ختم می شوند که از چسبیدن ذرات به هم جلوگیری می کند و منجر به تشکیل پودرهای شل می شود.

روش های جایگزین برای به دست آوردن PVA

یک روش امیدوارکننده و امیدوارکننده برای به دست آوردن PVA ممکن است توسعه تولید PVA از قبل از میلاد باشد. با این حال، سطح فعلی توسعه علم و فناوری اجازه نمی دهد که تعادل به سمت تشکیل BC در جفت "BC-Acetaldehyde" تغییر کند. بنابراین، کلمه "جایگزین" در زمینه توسعه روشی استفاده می شود که معایب روش های سنتز قبلی را کاهش یا حذف می کند. از سال 1924 تا 2002، روش های مختلفی برای تولید PVA ابداع و اجرا شد، اما اشکال اصلی نامحلول و اصلی این فرآیند، ژل شدن در مرحله صابونی سازی بود. این اشکال است که منجر به نیاز به توسعه طراحی سخت افزاری جدید یا استفاده از نوآوری های مختلف فناوری می شود. راه حل مشکل ژل شدن در بالا مورد بحث قرار گرفت.

روش بدون ژل برای تولید پلی وینیل الکل

در سال 2002 در گروه علمی موسسه سنتتیک مواد پلیمریآنها را انیکولوپوف (ISPM RAS، مسکو) به رهبری ویکتور ویکتورویچ بویکو، یک جدید، بسیار عالی روش موثرصابون سازی PVA ویژگی های این روش عبارتند از:

• عملکرد بالا
• هزینه انرژی پایین
• زمان سنتز کوتاه
• بدون ژل شدن
• امکان انجام فرآیند در سیستم های بسیار متمرکز
• نمونه های آمورف شده PVA با درجه بلورینگی بیش از 5 درصد برای اولین بار به دست آمد.
• این روش برای صابون سازی PVA ​​با وزن مولکولی بالا بدون کاهش شدید وزن مولکولی پلیمر مناسب است.

روش کشف شده توسط V.V. Boyko بر اساس تجزیه و تحلیل نمودارهای فاز برای محصول اولیه، میانی و نهایی در سیستم "الکل آب" است. بر اساس نمودارهای فاز (شبیه به نمودارهای صابونی سازی در سیستم بنزین- متانول)، شرایط برای انجام سنتز نه تنها در حالت بدون ژل (به دست آوردن یک پلیمر تجاری به شکل پودر) انتخاب شد، بلکه همچنین در حالت کاملاً همگن (به دست آوردن محلول چرخشی تمام شده). تفاوت اصلی این فرآیند این است که سنتز در منطقه تجزیه اسپینودال انجام می شود (روش های کلاسیک مبتنی بر سنتز در منطقه تجزیه دو گره هستند). در این حالت، سرعت رشد ذرات تشکیل‌شده فاز پلیمری جدید از سرعت تشکیل ذرات جدید بیشتر می‌شود، که به نوبه خود منجر به تشکیل در حجم واکنش می‌شود نه شبکه فضایی با گره‌هایی در ذرات (بلورسازی). مراکز)، اما از ذرات منفرد. حلال مورد استفاده در سنتز نیز به عنوان یک نرم کننده برای PVA ​​حاصل عمل می کند. درجه بلورینگی چنین PVA می تواند به طور مصنوعی از 5 تا 75٪ متفاوت باشد. این روشقطعا جدید و انقلابی است.

ساختار و خواص

ساختار شیمیایی

با توجه به این واقعیت که پلیمر شروع (پلی وینیل استات) برای تولید پلی وینیل الکل با واکنش پلیمریزاسیون "سر تا دم" به دست می آید، PVA حاصل ساختار مشابهی دارد. تعداد کل واحدهای مونومر متصل "سر به سر" در سطح 1-2٪ است و کاملاً به محتوای آنها در پلی وینیل استات اصلی بستگی دارد. پیوندهایی که به صورت سر به سر متصل می شوند تأثیر زیادی بر خواص فیزیکی پلیمر و همچنین حلالیت آن در آب دارند. به عنوان یک قاعده، PVA یک پلیمر با شاخه ضعیف است. انشعاب به دلیل واکنش انتقال زنجیره ای در مرحله تولید پلی وینیل استات است. مراکز شعبه بیشترین هستند نقاط ضعفزنجیره پلیمری و در امتداد آنهاست که زنجیره در طی واکنش صابونی شدن پاره می شود و در نتیجه وزن مولکولی پلیمر کاهش می یابد. درجه پلیمریزاسیون PVA 500-2500 است و با درجه پلیمریزاسیون PVA اصلی مطابقت ندارد.

درجه هیدرولیز PVA به استفاده آینده آن بستگی دارد و در منطقه 70 تا 100 مول قرار دارد. بسته به شرایط و نوع صابون سازی جزئی، گروه های استات باقیمانده را می توان به صورت تصادفی یا به صورت بلوک در امتداد زنجیره پلیمری قرار داد. توزیع گروه‌های استات باقی‌مانده بر این موارد تأثیر می‌گذارد ویژگی های مهمپلیمرهایی مانند نقطه ذوب، کشش سطحی محلول های آبی یا کلوئیدهای محافظ و دمای انتقال شیشه ای.

پلی وینیل الکل، مشتق شده از پلی وینیل استات، یک پلیمر تاکتیکی است. کریستالی بودن PVA به دلیل وجود تعداد زیادی گروه هیدروکسیل در پلیمر است. بلورینگی پلیمر نیز تحت تأثیر پس زمینه تهیه پلیمر، انشعاب، درجه هیدرولیز و نوع توزیع گروه های استات باقیمانده است. هر چه درجه هیدرولیز بیشتر باشد، تبلور نمونه PVA بیشتر است. در حرارت درمانییک محصول کاملا صابونی شده، بلورینگی آن افزایش یافته و منجر به کاهش حلالیت آن در آب می شود. هر چه تعداد گروه های استات باقیمانده در PVA بیشتر باشد، تشکیل مناطق کریستالی کمتر می شود. یک استثنا برای حلالیت PVA است که طبق روش V.V. Boyko به دست می آید. به دلیل بلورینگی اولیه کم، پلیمر (صرف نظر از وزن مولکولی) به خوبی در آب حل می شود.

مشخصات فیزیکی

پلی وینیل الکل یک پلیمر امولسیون کننده، چسبنده و فیلم ساز عالی است. استحکام کششی و انعطاف پذیری بالایی دارد. این خواص به رطوبت هوا بستگی دارد، زیرا پلیمر رطوبت را جذب می کند. آب به عنوان یک نرم کننده روی پلیمر عمل می کند. در رطوبت بالا، مقاومت کششی PVA ​​کاهش می یابد، اما خاصیت ارتجاعی افزایش می یابد. نقطه ذوب حدود 230 درجه سانتیگراد (تحت نیتروژن) و دمای انتقال شیشه ای برای فرم کاملاً هیدرولیز شده 85 درجه سانتیگراد است. در هوای 220 درجه سانتی گراد، PVA با آزاد شدن CO، CO 2، اسید استیک و تغییر رنگ پلیمر از سفید به قهوه ای تیره، به طور غیر قابل برگشتی تجزیه می شود. دمای انتقال شیشه ای و نقطه ذوب به وزن مولکولی پلیمر و تاکتیک آن بستگی دارد. بنابراین، برای PVA ​​syndiotactic، نقطه ذوب در منطقه 280 درجه سانتیگراد قرار دارد و دمای انتقال شیشه ای برای کوپلیمر PVA-PVA با محتوای واحدهای PVA ​​50 مول درصد زیر 20 درجه سانتیگراد است. PVA آمورفیزه شده به دست آمده طبق روش Boyko V.V دارای ناحیه گرماگیر مشخصه ای نیست که مسئول ذوب فاز کریستالی است، با این حال، تجزیه حرارتی آن مشابه PVA به دست آمده است. به روش کلاسیک.

خواص شیمیایی

پلی وینیل الکل در برابر روغن ها، چربی ها و حلال های آلی پایدار است.

کاربرد

• ضخیم کننده و مواد چسبنده در شامپو، چسب، لاتکس
• لایه مانع برای CO 2 در بطری های PET (پلی اتیلن ترفتالات).
• مواد تشکیل دهنده محصولات بهداشتی زنانه و مراقبت از کودک
• محصولی برای ایجاد لایه محافظ سایزینگ در تولید الیاف مصنوعی
• که در صنایع غذاییبه عنوان یک امولسیفایر
• فیلم های محلول در آب در فرآیند تولید مواد بسته بندی
• تثبیت سلول ها و آنزیم ها در میکروبیولوژی
• تولید پلی وینیل بوتیرال
• در محلول های قطره چشم و لنزهای تماسیبه عنوان روان کننده
• برای درمان غیر جراحی سرطان - به عنوان یک عامل آمبولیک
• به عنوان یک سورفکتانت برای تولید نانوذرات محصور شده

مارک های پلی وینیل الکل عبارتند از: Alcotex®، Elvanol®، Gelvatol®، Gohsenol®، Lemol®، Mowiol®، Rhodoviol® و Polyviol®.

منابع

1. Ushakov S.N. "پلی وینیل الکل و مشتقات آن" M.-L.; انتشارات آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، 1960، جلد 1،2.
2. "پلی وینیل الکل، خواص و کاربرد" // J. Wiley: لندن - نیویورک - سیدنی - تورنتو، 1973.
3. Rosenberg M. E. "پلیمرهای مبتنی بر پلی وینیل استات" - L.; علم شیمی شعبه لنینگراد, 1983.
4. Finch C.A. "پلی وینیل الکل - تحولات"، ویلی، جان و پسران، گنجانده شده، 1992.
5. خودکار. تاریخ اتحاد جماهیر شوروی 267901
6. خودکار. تاریخ اتحاد جماهیر شوروی 211091
7. خودکار. تاریخ اتحاد جماهیر شوروی 711045
8. پت. ایالات متحده آمریکا 6162864، 2000 پلی وینیل الکل
9. svid اتوماتیک. اتحاد جماهیر شوروی 141302
10. svid اتوماتیک. اتحاد جماهیر شوروی 143552
11. پت. USA 2513488, 1950 متانولیز پلی وینیل استرها
12. پت. فرانسه 951160، 1949
13. پت. USA 2668810، 1951 فرآیند صابونی سازی پلی وینیل استرها
14. پت. آلمان 3000750، 1986.
15. پت. آلمان 19602901، 1997.
16. پت. ایالات متحده آمریکا 3072624، 1959 فرآیند صابون سازی برای تهیه پلی وینیل الکل
17. لی اس.، ساکورادا آی.، «Die reactionskinetic der Fadenmoleküle in Lösung. I. Alkalische Verseifung des Polyvinylacetates”, Z.physic.Chem., 1939 vol. 184 الف، ص. 268
18. "دایره المعارف پلیمرها" - M.; دایره المعارف شوروی، 1972. ج 1-3.
19. لیندرمن M. "پلیمریزاسیون مونومرهای وینیل" - M.; شیمی، 1973.
20. گواهی خودکار روسیه RU12265617
21. گواهی خودکار روسیه RU22234518
22. گواهی خودکار روسیه RU32205191
23. بویکو ویکتور ویکتورویچ. سنتز پلی وینیل الکل در محیط های آبی-الکلی: دیس. ... می تونم. شیمی علوم: 02.00.06: مسکو، 2004 112 ص. RSL OD، 61:04-2/321

E-1203 پلی وینیلالکل یک افزودنی مواد غذایی، عامل حفظ رطوبت، عامل لعاب است.

مشخصه:

پلی وینیلالکل یک پلیمر محلول در آب و ترموپلاستیک ساخته دست بشر است. خارجی E-1203- پودر کریستالی ریز سفید (کمتر زرد روشن یا کرم)، بی بو و بی مزه است. در آب بسیار محلول، در الکل اتیلیک نسبتاً محلول است و در برابر چربی، روغن، بنزین، محلول های قلیایی و اسیدی مقاوم است. رطوبت سنجی است، خاصیت ارتجاعی و استحکام زیادی دارد، به دلیل محتوای حدود 5٪ آب در ترکیب آن، که ماده را پلاستیک می کند. علاوه بر این، هنگامی که رطوبت جذب می شود، خاصیت ارتجاعی آن افزایش می یابد، اما قدرت آن کاهش می یابد. همچنین پلی وینیلالکل در برابر نور و میکروارگانیسم ها مقاوم است. فرمول شیمیایی: (C2H4O)n که n درجه پلیمریزاسیون است. روش اصلی برای تولید پلی وینیل الکل صابونی سازی پلی وینیل استات در آب یا یک محیط الکلی در حضور بازهای اسیدی است. این یک پلیمر خوب امولسیون کننده، جذب کننده رطوبت و تشکیل فیلم است E-1203محافظت در برابر رطوبت و اکسیداسیون.

کاربرد:

در صنایع غذایی، تا حدی هیدرولیز شده است پلی وینیلالکل این ماده به عنوان یک عامل حفظ رطوبت در فناوری تولید مواد غذایی استفاده می شود تا آب باقیمانده در محصولات را پس از آن ببندد. فرآیندهای تولید. افزودنی E-1203مورد استفاده در محلول های لعاب سازی در فناوری تولید ماهی منجمد، به عنوان یک عامل لعاب برای ایجاد یک پوسته براق صاف محصولات نهایی. پلی وینیلالکل در فیلم‌ها و پوشش‌ها برای درمان سطحی سوسیس‌ها، آب سرد، پنیرها و روکش‌های آنها استفاده می‌شود. در تولید مکمل های غذایی (افزودنی های فعال بیولوژیکی) به غذا به مقدار 45 گرم بر کیلوگرم. به طور گسترده در بسیاری از صنایع استفاده می شود:

• مواد شیمیایی در تولید چسب و لاتکس به عنوان ماده چسبنده و غلیظ کننده؛
• کاغذ؛
• صنعت نساجیبرای تولید الیاف پلی وینیل الکل؛
• مجتمع کشت و صنعت (کود مصنوعی)؛
• در متالورژی برای سخت شدن فولاد؛
• صنعت عطرسازی و آرایشی، شامل محصولات مراقبت از کودک و بهداشت شخصی برای زنان، شامپوها؛
• در حال ساخت؛
• صنعت سازسازی؛
• در داروسازی به عنوان پرکننده در تولید داروهای قرص؛
• در میکروبیولوژی - برای تثبیت آنزیم ها و سلول ها؛
• در پزشکی به عنوان یک عامل آمبولیک در درمان بیماری های انکولوژیک که نیازی به مداخله جراحی ندارند، به عنوان روان کننده برای لنزهای تماسی و قطره های چشمی، به عنوان یک جایگزین پلاسما برای انتقال خون. و E-1203در ساخت فیلم های پلیمری برای بسته بندی محصولات غذایی و کالاهای مصرفی یا برای مصارف خانگی استفاده می شود.

  تاثیر بر بدن انسان:

  غیر سمی است و تأثیر منفی بر بدن انسان ندارد، یک افزودنی غذایی بی خطر محسوب می شود و به طور گسترده در داروها استفاده می شود. حداکثر نرخ مجاز مصرف روزانه E-1203مشخص نشده. پلی وینیلالکل برای استفاده در تولید مواد غذایی در اتحادیه اروپا، اوکراین و فدراسیون روسیه. اما استفاده از آن به عنوان افزودنی غذایی در استرالیا و نیوزلند ممنوع است.

پلی وینیل الکل یک پلیمر ساخته دست بشر است که به راحتی در آب حل می شود. در سال 1924 توسط دو شیمیدان - گونل و هرمان - با استفاده از واکنش صابونی سازی به دست آمد.

مشخصات فیزیکی

پلی وینیل الکل پودری سفید رنگ با قابلیت تشکیل لایه است. این پلیمر بسیار قوی و انعطاف پذیر است، اما از آنجایی که این کیفیت ها به رطوبت بستگی دارد (مایع را جذب می کند)، استحکام کششی کاهش می یابد و در درجه خاصی از رطوبت، شکل پذیری بیشتری ظاهر می شود. خاصیت رطوبت سنجی دارد و به راحتی (عمدتا در آب) حل می شود. قادر به حل شدن در حلال های آلی مانند چربی ها و روغن ها نیست. در صورت استفاده، این ماده اثر سمی ندارد، به این معنی که می توان آن را بی ضرر دانست.

به دست آوردن الکل

پلی وینیل الکل یا PVA از پلی وینیل استات به روش هیدرولیز یا الکل به دست می آید و به صورت گرانول یا پودر تولید می شود. هنگام تولید PVA، انواع روش های تکنولوژیکی، از ساده تا نسبتاً پیچیده و کار فشرده استفاده می شود.

پلی وینیل الکل - کاربرد

امروزه PVA به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. می تواند به عنوان یک قوام دهنده در ساخت چسب و شامپو عمل کند و برای تولید مواد لاتکس استفاده می شود. این با موفقیت توسط مرمتگران برای بازسازی نقاشی های هنری استفاده می شود. به دلیل رطوبت سنجی، کاربرد وسیعی در تولید محصولات بهداشتی پیدا کرده است. انواع پوشک، تامپون و پد با استفاده از PVA ساخته می شوند. تولید کنندگان مواد غذایی پلی وینیل الکل را فراموش نکرده اند. از آن به عنوان امولسیفایر در تولید سس مایونز، سس، سس گوجه فرنگی و سایر محصولات غذایی استفاده می شود و به عنوان شیرینی پزی نیز استفاده می شود.

طب مدرن نیز برخی از خواص PVA را پذیرفته است. پس از پاکسازی کامل از ناخالصی ها در تولید برخی داروها استفاده می شود. چشم پزشکان از پلی وینیل الکل برای آماده سازی و به عنوان روان کننده برای لنزهای تماسی استفاده می کنند. حتی انکولوژیست ها استفاده از PVS را در درمان سرطان یافته اند. به طور خاص، انجام عمل آمبولیزاسیون غیر جراحی ضروری است. و این همه طیف استفاده از پلی وینیل الکل در پزشکی نیست.

در صنعت نساجی از PVA برای جداسازی و در صنعت کاغذ برای جداسازی استفاده می شود و علاوه بر این، جزء ضروری در تولید سلولز است. پلی وینیل الکل برای سازندگان و متالوژیست ها، دباغ ها و تولید کنندگان محصولات رنگ و لاک ضروری است. تمام کارخانه‌هایی که الیاف مصنوعی تولید می‌کنند از PVA برای ساخت آن‌ها استفاده می‌کنند که از طریق فرآیند اندازه‌گیری نخ‌ها به آنها قدرت می‌دهد.

حتی علمی مانند میکروبیولوژی شروع به استفاده از PVA در فرآیند سلولی کرد. پلی وینیل الکل در چاپ نیز کاربرد دارد، به ویژه در چاپ سیلک. در این قسمت به عنوان لایه پلیمری برای فرآیند کپی استفاده می شود. همچنین می توان از آن به عنوان بسته بندی یا ماده محافظ در تولید برای پوشاندن قطعات استفاده کرد، زیرا لایه PVA به راحتی جدا می شود.

شرکت هایی که قالب ها را تولید و استفاده می کنند نیز با موفقیت از این پلیمر استفاده می کنند. امروزه PVA به طور فزاینده ای در حال گسترش است اقتصاد ملی. مقرون به صرفه است، حمل و نقل آن آسان است (معمولاً در کیسه های پلاستیکیبسته بندی شده در کیسه های کاغذی) در حمل و نقل در بسته برای جلوگیری از خیس شدن. از آنجایی که پلی وینیل الکل قابل اشتعال است، هنگام نگهداری و جابجایی آن باید مراقب باشید.

پلی وینیل الکل یک پلیمر مصنوعی محلول در آب و ترموپلاستیک است. این ماده به دلیل واکنش تبادلی الکلیز و هیدرولیز قلیایی سنتز می شود. پلی وینیل الکل اولین بار در سال 1924 کشف شد. این ماده توسط شیمیدانان آلمانی Wolfram Gonel و Willy Hermann ساخته شده است.

پلی وینیل الکل: آماده سازی

برخلاف بسیاری از پلیمرهای وینیل، این ماده در نتیجه پلیمریزاسیون اجزای مربوطه تشکیل نمی شود. مونومر این محصول تنها به صورت تومریک استالدئیدها وجود دارد. پلی وینیل الکل از هیدرولیز کامل یا جزئی ماده ای مانند پلی وینیل استات به دست می آید. این روش گروه های اتیل استات را از الکل نهایی حذف می کند.

مربوط به تولید صنعتیمحصول پلی وینیل، راه های مختلفی وجود دارد. در این حالت صابونی شدن ماده در محیط الکلی یا در محیط آبی در حضور بازها و اسیدها صورت می گیرد.

تحت رهبری A. A. Kuznetsov ، روش مؤثرتری برای به دست آوردن محصول در سال 2002 ایجاد شد. در این مورد با استفاده از روش بدون ژل تولید شد. این روش مزایای زیادی نسبت به روش های قبلی دارد. اول از همه، ما باید هزینه نسبتا کم، سنتز کوتاه مدت و بهره وری بالا را برجسته کنیم.

این ماده چه خواصی دارد؟

پلی وینیل الکل به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها استفاده می شود. این را می توان با ویژگی های اصلی آن توضیح داد. این ماده خاصیت چسبندگی، امولسیون کنندگی و تشکیل فیلم دارد.

علاوه بر این، PVA (پلی وینیل الکل) کاملاً اثرات حلال ها، چربی ها و روغن ها را تحمل می کند. این ماده بی بو و کاملا غیر سمی است. پلیمر دارای استحکام کششی و انعطاف پذیری بالایی است. شایان ذکر است که پلی وینیل الکل حاوی مقدار زیادی اکسیژن است.

با این حال، شایان ذکر است که این خواص محصول به طور مستقیم به عوامل متعددی از جمله رطوبت بستگی دارد. هنگامی که این شاخص افزایش می یابد، ماده شروع به جذب آب می کند. همچنین روی پلیمر به عنوان یک نرم کننده عمل می کند. در نتیجه پلی وینیل الکل قدرت خود را از دست می دهد. در برخی موارد این ماده کاملاً متلاشی شده و سپس در آب حل می شود.

خواص اساسی

این چه نوع ماده ای است - پلی وینیل الکل؟ کاربرد آن بسیار گسترده است. بنابراین، آنچه باید در مورد محصول بدانید:

1. فرمول مولکولی - C 2 H 4 O x.
2. دمای جوش این ماده: 228 درجه سانتیگراد.
3. چگالی - 1.19 - 1.31 گرم بر سانتی متر مکعب.
4. دمای ذوب این ماده 200 درجه سانتیگراد است.

استفاده از ماده برای تولید پلیمرها

اغلب از پلی وینیل الکل برای تولید پلیمرهای دیگر استفاده می شود، به عنوان مثال:

1. پلی وینیل استال. این ماده در نتیجه برهمکنش پلی وینیل الکل با آلدئیدها به وجود می آید.
2. پلی وینیل نیترات استر پلی وینیل الکل و اسید نیتریک است.

برای چه و کجا استفاده می شود؟

پلی وینیل الکل به دلیل خواصی که دارد به عنوان اصلاح کننده و غلیظ کننده در چسب های پلی وینیل استات استفاده می شود. در چین از این ماده به عنوان تثبیت کننده برای پلیمریزاسیون امولسیونی و همچنین به عنوان یک کلوئید محافظ در تولید دیسپرسیون های پلی وینیل استات استفاده می شود.

این محصول اغلب در صنعت نساجی استفاده می شود. در کره شمالی و ژاپن، پلی وینیل الکل به طور گسترده در تولید الیاف استفاده می شود.

این ماده در چه صنایعی استفاده می شود؟

پلی وینیل الکل از دیرباز در زمینه ها و صنایع کاملا متفاوت مورد استفاده قرار گرفته است. ساخته شده از:

1. پوشش کاغذی برای آستر.
2. لایه مانع در ظروف پلی اتیلن ترفتالات برای دی اکسید کربن.
3. فیلم محلول در آب برای تولید پودرهای لباسشویی در کپسول های مخصوص.
4. روان کننده لنزهای تماسی سخت است، همچنین به قطره چشم اضافه می شود.
5. فیکساتور برای جمع آوری نمونه مورد نیاز است.
6. الیاف برای تقویت عناصر در ملات بتن.
7. عامل آمبولیزاسیون در طی اقدامات پزشکی.
8. عامل چسب و غلیظ کننده در تولید انواع شامپو و همچنین لاتکس.
9. امولسیفایر در بسیاری از بخش های صنایع غذایی.
10. عامل آمبولیک برای درمان سرطان بدون جراحی.

صنایع پزشکی و غذایی

پلی وینیل الکل یک ماده فیزیولوژیکی خنثی است. به همین دلیل است که اغلب نه تنها در پزشکی، بلکه در صنایع غذایی نیز استفاده می شود. به طور معمول، این محصول به عنوان یک افزودنی لعاب، حفظ رطوبت و تشکیل فیلم استفاده می شود. نام بین المللی - E1203 داده شد.

به لطف پلی وینیل الکل، پس از درمان های مختلف، می توان رطوبت را در محصولات به میزان لازم حفظ کرد. شایان ذکر است که افزودنی E1203 اغلب برای ساخت لعاب هایی استفاده می شود که بسیاری از محصولات دریایی را پوشش می دهد.

فرمول شیمیایی پلی وینیل الکل (C2H4O)x است که x مسئول درجه پلیمریزاسیون است. این ماده به صورت پودر سفید یا کرم روشن ارائه می شود.

پلی وینیل الکل بو یا طعم خاصی ندارد. این یک پلیمر ترموپلاستیک در نظر گرفته می شود، بنابراین به خوبی در مایعات مختلف حل می شود: گلیسیرین، آب، اوره، دی متیل فرمالدئید. PVA در دمای 228 درجه سانتیگراد می جوشد، اما در دمای 200 درجه سانتیگراد شروع به ذوب شدن می کند.

پلی وینیل الکل تحت تأثیر مواد تهاجمی قرار نمی گیرد:

• . روغن ها،
• . بنزین،
• . محلول های قلیایی،
• . نفت سفید و غیره

علاوه بر این، این ماده سمومی را آزاد نمی کند. این پودر همیشه حاوی حدود 5 درصد آب است. این جزء باعث پلاستیک بیشتر الکل می شود. همچنین برای افزایش خاصیت پلاستیک سازی، موارد زیر به ترکیب پلی وینیل الکل اضافه می شود:

• . گلیسرول،
• . بوتیلن گلیکول،
• . اسید فسفریک.

که در مقیاس صنعتیاین پودر در نتیجه واکنش های مشابه پلیمر به دست می آید. آنها شامل ترکیبات ساده و پیچیده پلی وینیل اترها هستند. در عمل، این فرآیند به دلیل صابونی شدن پلی وینیل استات در محیط الکلی اتفاق می افتد. PVA همچنین می تواند با بازها و اسیدهای موجود در آب واکنش دهد.

چندین مارک پلی وینیل الکل وجود دارد که به دو دسته تقسیم می شوند: کاملاً هیدرولیز شده و نیمه هیدرولیز شده. یکی از برندهای پرطرفدار در صنعت نساجی را درجه 16 می دانند. پلی وینیل الکل 16 به رنگ سفید و به صورت گرانول تولید می شود. در پردازش پارچه و چرم استفاده می شود.

خواص PVA

خواص پلی وینیل کلرید بسیار متنوع است، زیرا می تواند به شدت تحت تأثیر رطوبت هوا قرار گیرد. با افزایش رطوبت، شروع به از دست دادن تراکم می کند. در شرایط آب و هوایی معمولی، این ماده خاصیت ارتجاعی و استحکام بالایی دارد. این الکل قادر است به مواد اولیه خاصیت چسبندگی بدهد.

PVA همچنین دارای خواص تشکیل فیلم است، اما در عین حال، قادر به حل شدن در اسیدها، قلیاها و حلال ها نیست. اگر آب روی پودر PVA خشک شود، این ماده کاملاً در آن حل می شود.

چسب مبتنی بر پلی وینیل الکل دارای چگالی و ویسکوزیته بالایی است. در تولید ظروف و خیاطی کاربرد دارد. در برابر بنزین، روغن و اسیدها مقاوم است.

کاربرد PVA

این پودر در فرآیند ساخت سایر ترکیبات پلیمری نقش دارد. با کمک آن می توانید:

• . پلی وینیل نیترات،
• . پلی وینیل استال،
• . پراکندگی پلی وینیل استات

در کشورهای آسیایی PVA ​​در تولید شرکت دارد الیاف نساجیو پارچه ها اگر این ماده را از نظر جهانی بودن در نظر بگیریم، تقریباً در تمام حوزه های فعالیت انسانی استفاده می شود.

در بخش کشاورزی، به فرمولاسیون کودهای مصنوعی اضافه می شود، آنها ترکیب خاک را از نظر کیفی بهبود می بخشند.

در زمینه متالورژی، PVA برای سخت شدن فلز فولاد استفاده می شود.

پلی وینیل الکل یک جزء ضروری در فرآیند تولید است مصالح ساختمانی. این به محافظت از پوشش بسیاری از مواد کمک می کند.

این ماده را می توان در ترکیبات عطرها و لوازم آرایشی یافت.

محلول پلی وینیل الکل در چسب به چسباندن پارچه های مختلف، چرم، کاغذ و سایر مواد کمک می کند. برای چسباندن برچسب ها و برچسب ها استفاده می شود.

که در کشورهای غربیاین ماده حتی در زمینه نقاشی نیز کاربرد خود را پیدا کرده است. با کمک آن، حفاظت از نمایشگاه های باستانی نمادین انجام می شود.
تولید پلی‌وینیل الکل به پزشکان کمک می‌کند تا هنگام جمع‌آوری نمونه‌ها، انتقال خون را انجام دهند و تثبیت کنند.

PVA با وزن مولکولی کم در فرآیند تولید مواد غذایی استفاده می شود. به عنوان یک عامل لعاب در فرمولاسیون محصولات وارد می شود. آنها ماهی، غذاهای دریایی و سوسیس را پردازش می کنند.

همچنین شایان ذکر است که این پودر به فرمول های زیر اضافه می شود:

• . قطره چشم،
• . پاک کننده لنز تماسی،
• . اتصالات ساختمانی،
• . مواد بسته بندی محلول در آب،
• . شامپو، ژل و مومیایی کننده.

برخی منابع آنلاین ادعا می کنند که قبلاً پلی وینیل الکل را می توان در هر داروخانه ای یافت. در حال حاضر، این پلیمر برای استفاده در صنایع غذایی در فدراسیون روسیه ممنوع است. در دنیا می توانند E1203 را به عنوان یک افزودنی غذایی برچسب گذاری کنند.

تولید کنندگان و هزینه

تولید کنندگان اصلی پلی وینیل الکل در جهان کشورهای زیر هستند:

• . چین،
• . کشور کره،
• . ایالات متحده آمریکا.
• . ژاپن،
• . اسپانیا.

در فدراسیون روسیه، این مواد توسط شرکت های زیر تولید می شود:

• . OdiHim LLC،
• . LLC VitaHim،
• . LLC Ekonomemikal،
• . وضعیت LLC.

قیمت متوسط ​​پلی وینیل الکل 2.5-3.5 دلار است. PVA در کیسه هایی با وزن 20 کیلوگرم بسته بندی می شود. این مواد باید در مناطق خشک و دارای تهویه مناسب نگهداری شوند. دمای هوا باید دمای اتاق باشد.

در انبارهای دارای PVS، رطوبت زیاد هوا اکیدا ممنوع است. پلی وینیل الکل را می توان به صورت انباشته ذخیره کرد. اگر تمام الزامات ذخیره سازی برای این ماده برآورده شود، می تواند خواص خود را به طور نامحدود حفظ کند.