no-img
سیستم همکاری در خرید و فروش فایل نگزاوار

***پلي وينيل الكلي*** - هيدروليزيك پليمر- هيدروليز پلي وينيل استر -

help

سوالی دارید؟09369254329

سیستم همکاری در خرید و فروش فایل نگزاوار
بهترین ها از دید دانش آموزان
آشنایی با سیستم خرید،فروش و بازاریابی نِگزاوار

پرداخت امنلینک فوریپشتیبانیضمانت
گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

پلی وینیل الکلی – هیدرولیزیک پلیمر- هیدرولیز پلی وینیل استر
zip
بهمن ۱۸, ۱۳۹۵

پلی وینیل الکلی – هیدرولیزیک پلیمر- هیدرولیز پلی وینیل استر


پلی وینیل الکلی - هیدرولیزیک پلیمر- هیدرولیز پلی وینیل استر

پروژه رشته شیمی در ۹۴ صفحه
[tabgroup][tab title=”چکیده ” icon=”fa-pencil-square-o”]پلی وینیل الکل به شماره ثبت [۹۰۰۲-۸۹-۵] اولین بار از طریق افزودن آلکیل به محلول شفاف الکلی پلی وینیل استات، کشف شد. که پلی وینیل الکل به رنگ عاجی بدست آمد. پلی وینیل الکل PVA یک پلیمر پلی هیدروکسی است که بیشترین حجم تولید رزین مصنوعی، از نوع محلول در آب است که در جهان تولید می شود. PVA به صورت تجارتی از هیدرولیز پلی وینیل استات تولید می‌شود. زیرا وینیل الکل منومر، نمی تواند با درجه خلوص و هیدرولیز بالا تبدیل به پلی وینیل الکل شود. پایداری شیمیایی و خواص فیزیکی بسیار خوب رزینهای PVA، کاربرد آن را در مصارف صنعتی زیر موجب شده است. عمده ترین کاربردهای PVA در آهارزنی منسوجات، چسبها، تهیه کلوئیدهای محافظ برای پلیمریزاسیون امولسیونی، تهیه الیاف و تهیه پلی وینیل بوتیرات و آهارزنی کاغذ می باشد. و همچنین مصرف عمده PVA  در تهیه افزودنیهای بتونی و اتصالات سیمانی در ساخت ساختمان ها، در ساختمان آفت کش ها علف کش ها و کودهای شیمیایی می باشد و در مقدار کمتری از موارد فوق بعنوان امولسیفایر (امولسیون ساز) در موارد آرایشی، پوششهای محافظ موقت، بالا بردن چسبندگی خاک برای جلوکیری از فرسایش خاک و در کاغذ عکاسی کاربرد فراوانی دارد.[/tab][tab title=”مقدمه ” icon=”fa-pencil “]وینیل الکلی اولین بار توسط (Berg, Havhnel, Hermann) در سال ۱۹۳۲ ساخته شد و از واکنش مبادله استر بدست آمد پس از پیشرفت غیرمنتظره ای که در سال ۱۹۳۸ بوسیله (Tomanasi, Yazawa, Sakurada) در تولید فیبرهای استالیزه مقاوم به آب بدست آمد. یک سرمایه گذاری اقتصادی بزرگ بویژه در ژاپن برای تولید فیبر، انجام گرفت. از آن زمان به بعدت کاربردهای بسیار فراوان نظیر آهارزنی الیاف، روکش ها، چسبها و کالاها قالبگیری شده، گسترش پیدا کرد. در حال حاضر حدوداً ۰۰۰/۵۰۰ تن در سال در کل جهان برای کاربردها PVA مصرف می شود.

ماده شروع کننده برای تولید پلی وینیل الکل (PVA)، منومر وینیل الکل که بصورت استالدئید توتومری وجود دارد نیست. بلکه پلی وینیل استات است که به PVA هیدرولیز می شود. واژه هیدرولیز در این مفهوم اندکی گمراه کننده است زیرا پلی وینیل استات آمادگی واکنش در حضور آب و تولید PVA را ندارد.

اگرچه PVA بصورت تجارتی از هیدرولیز پلی وینیل استات تولید می شود. اما راههای متنوع دیگری در آزمایشگاهها مطالعه می‌شوند. مثل:

  • هیدرولیز پلی وینیل استر بغیر از PVA، پلی وینیل فرمات، پلی وینیل پروپیونات، بوتیرات یا پلی وینیل بتروآت.
  • هیدرولیز پلی وینیل اتر، پلی وینیل بنزیل اتر، پلی وینیل بوتیل یا پلی وینیل تری متیل سیلیل اتر.
  • هیدرولیزیک پلیمر از ترکیبات دی وینیل اکسالات، دی وینیل مالونات یا دی وینیل سوکسینات.
  • پلیمریزاسیون مستقیم استالدئید به PVA.

انواع زیادی از PVA تجارتی موجود می باشد. خواص پایه‌ای این گونه‌های PVA بستگی به درجه پلمیریزاسیون و درصد هیدرولیز آنها دارد. خواص PVA نظیر مقاومت در برابر آب، قدرت کشش مقاومت در برابر پارگی در برابر حلال[/tab][/tabgroup]

[tabgroup][tab title=”قسمت هایی از متن (۱)”]توانایی تفرق، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر پارگی می شود. درحالیکه درصد هیدرو.لیز به راحتی می تواند در خلال واکنش هیدرولیز کنترل شود. درجه پلیمریزاسیون PVA به میزان زیادی بستگی به شرایط پلیمریزاسیون پلی وینیل استات دارد. معمولاً درجه پلیمریزاسیون هنگام هیدرولیز PVAC به PVA کاهش می یابد. این مسئله ناشی از شکستن شاخه های فرعی بین PVA و حلقه های استر می باشد. این مسئله یعنی وجود تعداد زیادی از شاخه های فرعی در گروه استوکسی متیل PVAC  بصورت شایعی دیده می شود.

در این پایان نامه سعی نموده ایم که با معرفی خواص گوناگون پلی وینیل الکل، کاربردهای فراوان و اهمیت اقتصادی این ماده شیمیایی را مطالعه نماییم. و سپس یک طرح تولید صنعتی این ماده را ارائه نماییم. با امید به اینکه روزی این طرح جامع عمل به خود بگیرد.

۱) پلیمرهای پلی وینیل الکلVINYL ALCOHOL POLYMERS (PVA)

پلی وینیل الکل PVA یک پلیمر پلی هیدروکسی است که بیشترین حجم تولید رزین مصنوعی، از نوع محلول  در آب است که در جهان تولید می شود. PVA به صورت تجارتی از هیدرولیز پلی وینیل استات تولید می شود. زیرا وینیل الکل منومر، نمی تواند با درجه خلوص و

به محلول شفاف الکلی پلی وینیل استات، کشف شد. که پلی وینیل الکل به رنگ عاجی بدست آمد. یک روش تهیه مشابه دیگر با مطالعه بر روی تغییر شکل برگشت پذیر پلی وینیل استات از راه استری نمودن و صابونی

اربرد آن را در مصارف صنعتی زیر موجب شده است. این پلیمر یک چسبنده بسیار خوب و دارای خواص حلالیت، روانسازی و مقاومت در برابر چربی می باشد که نظیر خواص آن را در تعداد کمی از پلیمرهای دیگر وجود دارد. ورقه های نازک پلی وینیل الکل (فیلم نازک پلی وینیل الکل) تحت شرایط خشک و بدون رطوبت مقاومت فوق العاده ای نسبت به پلمیرهای دیگر در برابر کشش و پادیاری خوبی در برابر سایش و توان مقاومت بالایی در

PVA در آهارزنی منسوجات، چسبها، تهیه کلوئیدهای محافظ برای پلیمریزاسیون امولسیونی، تهیه  الیاف و تهیه پلی وینیل بوتیرات و آهارزنی کاغذ می باشد، و همچنین مصرف عمده PVA در تهیه افزودنیهای بتونی و اتصالات سیمانی در ساخت ساختمان‌ها، در ساختمان آفت کش ها علف‌کش ها و کودهای شیمیایی می باشد و در

فایر (امولسیون ساز) در موارد آرایشی، پوششهای محافظ موقت، بالا بردن چسبندگی خاک برای جلوکیری از فرسایش خاک و در کاغذ عکاسی کاربرد فراوانی دارد.

۱-۱) خواص فیزیکیPhysical Properties

خواص فیزیکی پلی وینیل الکل به روش آن بستگی دارد

پلی وینیل استات اولیه و هیدرولیز آن نحوه خشک کردن و دانه بندی آن وابسته است.

در واقع پلی وینیل الکل را می توان یک کوپلیمر که از منومرهای وینیل استات و وینیل الکل تشکیل شده است، درنظر گرفت.

(شکل ۱) تأثیر هیدرولیز و

را به این پلیمر می دهد. و در (شکل ۱) مشاهده می کنیم که با افزایش و کاهش درصد هیدرولیز و جرم مولکولی این پلیمر خواص آن چگونه تغییر می کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل ۱: تأثیر جرم مولکولی و درصد هیدرولیز روی خواص پلی وینیل الکل

۱-۱-۱) نقطه ذوب و تبلورGrystallization and Melting Point

توانایی بلور شدن PVA، تنها خاصیت بسیار مهم فیزیکی این پلیمر است که می تواند مقدار حلالیت آن در آب، قدرت کشش، مقاومت آن در برابر

همین دلیل این خاصیت بعنوان یک نقطه مرکزی و اصلی مورد توجه محققین دانشگاهی و صنعتی قرار گرفته است. ]۵۰-۹[

درجه تبلور این پلیمر را می توان با پرتو “X” اندازه گیری نمود که با دانسیته و حلالیت آن رابطه مستقیمی دارد. (شکل ۲)

شکل ۲: نمودار درجه کریستالیزاسیون و توزیع وزنی پلی وینیل الکل

و (۴۵۷۰ = DP x)

اندازه کریستالها، تقطه ذوب را تعیین می کنند. اندازه نقطه ذوب پلی وینیل الکلی که کاملاً هیدرولیز شده است بین ۲۲۰ و ۲۶۷ درجه سانتیگراد است. ]۵۵-۵۱[.

تعیین دقیق نقطه ذوب کریستال ها از روش معمومی dra، بدلیل تجزیه شدن کریستال ها در دمای بالای ۱۴۰ درجه سانتیگراد، کار مشکلی است. در

PVA، بدلیل تجزیه شدن و ماهیت اولیه آن، یعنی ماده اولیه‌ای که PVA از آن ساخته شده است بستگی دارد.

نقطه ذوب پلیمر وینیل الکل را می توان بهمراه یک رقیق کننده مناسب یا یک کومنومر که کمتر تحت تأثیر

گیری شده، در حالت بدون رقیق کننده محاسبه نمود. که با این روش نقطه ذوب مطمئن تری بدست می آید، نقطه ذوب تعیین شده به روش فوق برای PVA تجارتی که بیش از ۹۹ درصد آن هیدرولیز شده است. در حدود ۲۵۵ تا ۲۶۷ درجه سانتیگراد تعیین شده است. تقطه ذوب PVA در فشار پایین را با این فرض که هیچ واحدی از کومنومر متبلور نشده باشد تعیین

می آید. به روش تولید و مقدار توده حاصل بستگی زیادی دارد (شکل ۳).

گرمای واکنش از طریق هر یک از روش های بالا در حدود kJ mol 1/2=82/6 محاسبه شده است. ]۵۸-۵۶[.

شکل ۳: تأثیر متقابل کوپلیمر وینیل الکل و وینیل استات روی نقطه ذوب و توده ای شدن ]۵۶[. منحنی A نمایش کوپلیمر متناوب، منحنی B نمایش کوپلیمر دسته ای و

دمای شیشه ای شدن (Tg) برای پلی وینیل الکل با جرم مولکولی بالا که کاملاً هیدرولیز شده است در

ای شدن برای پلی وینیل الکل که ۸۹-۸۷ درصد هیدرولیز شده باشد را می توان از رابطه زیر بدست آورد ]۵۹[.

T8=58-(2.0*10-3DP)*C

 

۱-۱-۳) قابلیت انحلالSolubility

پلی وینیل الکل

متیل فرمامید. مقدار قابلیت انحلال در آب تابع درجه پلیمریزاسیون (DP) و مقدار هیدرولیز شدن پلی وینیل الکل است. (شکل ۴).

شکل ۴: حلالیت انواع پلی وینیل الکل در آب ]۶۰[

(منحنی A درجه هیدرولیز برابر mol%81-78 و ۲۱۰۰-۲۰۰۰=DP).

(منحنی B درجه هیدرولیز برابر mol%89-78 و ۶۰۰-۵۰۰=DP).

(منحنی C درجه هیدرولیز برابر mol%99-98 و ۶۰۰-۵۰۰=DP).

(منحنی D درجه هیدرولیز برابر mol%99-98 و ۱۸۰۰-۱۷۰۰=DP).

یعنی وینیل الکل کاملاً هیدرولیز شده، تنها در آب داغ و آب جوش حل می شود. هرچند که پس از حل شدن می توان آن را در دمای اطاق نیز نگهداری نمود پلیمرهایی که بصورت جزیی هیدرولیز شده اند در دمای اطاق به سادگی حل می شود ولی آن قسم از پلیمرهایی که بین ۸۰-۷۸

، محلول کدر شده و در ادامه پلی وینیل الکل ته نشین می شود.

گروههای هیدروکسیل در پلی وینیل الکل که شرکت دارند پیوندهای هیدروژنی قوی را در درون و بین مولکولهای پلیمر ایجاد می کنند که قابلیت حل شدن

که هیدرولیز جزئی شده اند، باعث کاسته شدن پیوندهای هیدروژنی در درون مولکول شده و این امر باعث افزایش حلالیت در دماهای پایین تر می شود.

قابلیت آب گریز بودن گروههای استات باعث دمای محلول می شود ]۶۴-۶۱[. و با افزایش تعداد گروههای استات دمای محلول افزایش می یابد. این نشان می‌دهد که دمای بحرانی یا دمای  پایین تر است. ie، حلالیت با افزایش دما کاهش می یابد.

حرارت دادن برای لحظاتی کریستالی شدن را افزایش می دهد و به شدت حلالیت و حساسیت به آب را کاهش می دهد. (شکل ۵)

شکل ۵: اثر فرآوری حرارتی در حلالیت در دمای ۴۰ درجه هیدرولیز برابر mol%99-98 و ۱۷۰۰=DP

افزایش مدت زمان حرارت روند کریستالی شدن را بیش از این افزایش نمی دهد. حرارت دادن کریستال های کوچکتر را ذوب می کند و به کریستال های با نقطه ذوب بالاتر از دمای فرآوری اجازه می دهد که

اهش می‌دهد. بنابراین فرآوری حرارتی در انواع پلی وینیل الکل با درجه هیدرولیز پایین، کم اثر یا بی اثر است. مثل چسبهای روکش های کاغذ و در جایی که مقاومت زیاد در برابر نفوذ آب مورد

الکل مقاومت بالایی را در برابر بسیاری از الکترولیت ها نشان می دهد.

 

 

g.LSalt
۶۶

۵۰

۶۱

۱۱۳

۱۱۲

۱۰۵

۶۰

۵۷

۵۸

۴۹۰

۳۲۴

۲۶۴

۲۵۵

۲۱۰

۱۹۴

۷۷

۱۳۶

(NH4)2SO4

Na2SO4

KSO4

ZnSO4

CaSO4

Fe2(SO4)3

MgSO

Al2(SO4)3

Kal(SO4)2

NH4NO3

NaNO3

KNO3

Al(NO3)3

NaCl

KCl

Na3PO4

K2CrO4

Ref 59

%۹۸ hydrolyzed: DP=1700-1800

 

جدول ۲: حداقل غلظت نمک برای ته نشین شدن محلول ۵% پلی وینیل الکل.

۱-۱-۴) ویسکوزیته محلولSolution Viscosity

ویسکوزیته محلولهای پلی وینیل الکل بطور عمده به وزن مولکولی و غلظت محلول بستگی دارد (شکل ۶). ویسکوزیته با افزایش درجه هیدرولیز افزایش یافته و با افزایش دما کاهش می یابد در موارد با درجه

به صورت ژل درآیند ]۷۰-۶۵-۶۰[ میزان افزایش ویسکوزیته بستگی به دمای انحلال غلظت و مقدار گرمایی که در خود ذخیره نموده است دارد.

شکل ۶: ویسکوزیته محلول با درجه هیدرولیز mol%89-87 در دمای ۰C 20 درجه پلیمریزاسیون (DP) برای منحنی A برابر ۲۲۰۰، برای منحنی B برابر ۱۵۰۰، برای منحنی C برابر ۵۵۰ و منحنی D برابر ۲۲۰ است.

اگر زمان کمی آن را انبار کنیم و دمای انحلال پایین و غلظت پلی وینیل الکل بالا باشد باعث افزایش میزان ویسکوزیته می شود (شکل ۷). با افزایش مقادیر اندک از الکل های چربی دار که وزن مولکولی کمتری دارند،

ویسکوزیته پلی وینیل الکل را می توان روی یک میزان معین تثبیت کرد. ویسکوزیته محلولهایی از انواع پلی وینیل الکل که به صورت جزیی هیدرولیز شده اند درجه تثبیت بیشتری را نشان می دهند. ]۷۱[.

شکل ۷: تأثیر ماندگی بر ویسکوزیته محلول پلیمر الکل ]۶۰[. درجه هیدرولیز برای منحنی A برابر mol%99-98  و درجه

برای منحنی B برابر mol%89-87 و درجه پلیمریزاسیون (DP) برابر ۱۵۰۰ است.

۱-۱-۵) خواص مکانیکیMechanical Properties

مقاومت کششی پلی وینیل الکل سخت و غیرپلاستیکی به درجه هیدرولیز، وزن مولکولی و میزان رطوبت

بدست آمده، مقاومت کششی را افزایش می دهد، نرم کننده ها مقاومت کششی پلیمر را بطور نامتناسب کاهش

شش طولی پلی وینیل الکل به رطوبت کاملاً حساس است و در اندازه های کمتر از ۱۰rh نرم کننده وقتی که پلی وینیل الکل کاملاً خشک باشد ۴۰۰-

می باشد. مقاومت گسست با افزایش رطوبت نسبی یا افزودن مقدار کمی نرم کننده افزایش می یابد.

شکل ۸: مقاومت کششی فیلم های پلی الکل با توجه به رطوبت نسبی برای پلی وینیل الکل کاملاً هیدرولیز شده. A(2400=DP)، B(1700=DP). C(500=DP).

 

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.[/tab][tab title=”قسمت هایی از متن (۲)”]

۱-۱-۶) مقاومت در برابر حلالSolvent Resistance

پلی وینیل الکل

در عمل تحت تأثیر هیدروکربنها، هیدروکربنهای کلردار، استرهای اسید کربوکسیلیک، گریسها و روغنهای حیوانی یا گیاهی قرار نمی‌گیرد. مقاومت به حلالهای آلی با زیاد شدن عمل هیدرولیز افزایش می یابد. این مقاومت میتواند

حلالهای آلی افزایش دهد ]۷۳[

۱-۱-۷) خواص حاثل گازGas-Barrier Properties

خواص حاثل PVA در برابر اکسیژن در رطوبت پائین نسبت به سایر رزینهای مصنوعی بهتر می باشد. هرچند عمل حائل در بالاتر از ۶۰% rh کاهش می یابد (شکل ۹) هیچ ماده افزودنی یا تعدیل کننده شیمیائی که بتواند

ش دهد، شناخته نشده است. انجام عمل حائل گاز تحت تأثیر درجه هیدرولیز می باشد و اگر درجه هیدرولیز کمتر از ۹۸% باشد، به سرعت کاهش می یابد.

شکل ۹: قابلیت نفوذپذیری اکسیژن در پلی وینیل الکل تابعی است از رطوبت ]۷۲[.

درجه هیدرولیز mol%9/99 و ۱۷۵۰=DP

 

۱-۱-۸) کشش سطحیSurface Tension

کشش سطحی محلول آبی PVA با میزان غلظت (شکل ۱۰)، درجه حرارت، درجه هیدرولیز و نحوه‌ی توزیع استات برروی اتصالات پلی وینیل الکل تغییر می کند. توزیع تصادفی گروههای استیل در پلیمر باعث می شود در مقایسه با پلیمرهایی که در هر توده از گروههای استیل وجود دارند محلولها کشش سطحی بالاتری داشته باشند ]۷۷-۷۴[

کشش سطحی وقتی وزن مولکولی کاهش می یابد به مقدار ناچیزی کم می شود (شکل ۱۱).

شکل ۱۰: کشش سطحی از محلول آبی PVA در دمای ۰C 20 و ۱۷۰۰=DP و A با درجه هیدرولیز mol99-98، B نشانگر mol89-87 و C نشانگر mol81-78 هیدرولیز شده است.

شکل ۱۱: وابستگی کشش سطحی به وزن مولکولی در ۰C 20 و هیدرولیز mol%89-87 که A نشان دهنده ۱۷۰۰=DP و B نشان دهنده ۵۵۰=DP

۱-۱-۹) ویسکوزیته ذاتی و وزن های مولکولی

Interinsic Viscosity and Molecular Weights

نسبت بین ویسکوزیته ذاتی و وزن مولکولی با درجه هیدرولیز پلیمر تغییر می کند. (جدول ۳) روشهائی

تاباندن اشعه لیزر با زاویه کم رایج تر است ]۸۰-۷۹[. این روشها یک طیف ۲ یا کنتر را نشان می دهند که بیانگر وجود تعداد کمی شاخه های فرعی بلند است. در نمونه های پلیمرهای پلی وینیل الکل که دارای درجه هیدرولیز بالاتر از mol80 باشند. هیچ شاخه فرعی باند دیده نشده است. تعداد

تولید شده، در طی تشکیل پلی وینیل استات که در حدود mol12/0 تا mol17/0 می باشد است
]۸۱[،

درصد هیدرولیز
۱۰M0.58×۸٫۰۸۵٫۸
۱۰M0.60×۷٫۴۹۳٫۵
۱۰M0.61×۶٫۹۹۶٫۴
۱۰M0.63×۵٫۹۵۱۰۰

 

جدول شماره ۳: میانگین ویسکوزیته ذاتی نسبت به وزن مولکولی تابعی از هیدرولیز است ]۷۸[.

۱-۲۹ خواص شیمیائیChemical Prpperties

پلی وینیل الکل در واکنشهای شیمیائی مطابق دیگر الکلهای پلی هیدریک نوع دوم به یک روش مشابه

، محصولاتی با آلدئیدها که برای تشکیل استالها می باشد. مثل پلی وینیل بوتیران و پلی وینیل فرمال

در قسمتهای بعدی به انواع واکنشهای شیمیایی پلی وینیل الکل و محصولات بدست‌آمده از آن توجه می کنیم. البته یادآوری می شود که اینها تمامی واکنش های شیمیایی پلی وینیل الکل نمی باشد. و ما فقط به واکنشهای معروف و کاربردی آن توجه نموده ایم.

۱-۲-۱) استری شدنEsterification

استرهای معدنی مانند اسیدبوریک و بوراکس با پلی وینیل الکل، استرهای حلقوی را می سازند ]۱۰۰-۸۵[. واکنش در برابر ph و غلظت اسید بوریک و نسبت به یون مثبت بور حساس است. و یک ژل نامحلول در ph بالاتر از ۵-۵/۴ تشکیل می شود.

کمپلکسهایی مشابه بین پلی وینیل الکل و تیتانیوم

کیبات والادیل ]۱۰۳[ تشکیل می گردد. پلی وینیل برای ساخت مواد  منفجره و سوخت موشک تهیه شده است. وتحقیقات همچنان برروی آن در حال انجام است ]۱۰۵ و ۱۰۴[. پلی وینیل

کان سولفونات تهیه می شود ]۱۱۴-۱۱۲[. در حضور اوره، پلی وینیل الکل و پنتوکسید فسفر ]۱۱۵[ یا اسید فسفریک ]۱۱۷-۱۱۶[ محصول پلی وینیل فسفاتها می باشد.

۱-۲-۲) استرهای آلیOrganic Esters

تعداد بیشماری از استرهای آلی را می توان از واکنشهای پلی وینیل الکل با ترکیب مصنوعی استاندارد بدست آورد ]۸۲-۸۴[. استرهای کلروفرمات با پلی وینیل الکل واکنش می دهند تا پلی وینیل کربناتها حاصل شوند }۱۱۸[.

پلی اکریلیک اسید، پلی متاکریلیک اسید (پلی اسید متاکریلیک) و مالتیک انیدرید (انیدرید مالتیک) شامل پلیمرهایی هستند که با پلی وینیل الکل واکنش داده و ژل نامحلولی را در جاذبهای آب، خون، ادرار و غیره مورد استفاده است را تشکیل می دهند ]۱۲۲-۱۱۹[. اوره و پلی وینیل الکل یک استرکربامات پلیمریک (پلیمریک کربامات استر) را تشکیل می دهند ]۱۲۶-۱۲۳[.

واکنش بین پلی وینیل الکل و ایزوسیاناتها، استرهای کربامات استخلافی را می دهد.

۱-۲-۳) اتری شدنEtherification

اترها به سهولت از پلی وینیل تشکیل می شوند. و اترهای داخلی نامحلول با ضد آب ساخته می شوند. و با واکنش با اسیدهای معدنی و قلیایی کاتالیز می شود. اتیلن اکسید با پلی وینیل الکل تحت شرایط اتواُکسیلاسیون نرمال واکنش می دهد ]۱۴۲-۱۳۵[. ماده حاصل خواصی دارد که آنرا برالی استفاده

N-3 کلرو –۲- هیدروکسی پروپیل –N  و N و N- تری میتیل آمونیوم کلرید، PVA و هیدروکسید سدیم بدست می آید ]۱۴۳[. واکنش بین آلکیلیدُن اپوکسید و PVA به شکل ذره ای و جریان آزاد در محیط قلیایی گزارش شده است ]۱۴۴[. پلی وینیل الکل با ترکیباتی که باندهای دوگانه فعال دارند. واکنش افزایشی رادیکال را تحمل می‌کند. که ترکیبات شامل آکریلونیتریل ]۱۵۰-۱۴۵[، آکریلامید ]۱۵۳-۱۵۱[، N- متیلول آکریلامید ]۱۵۶-۱۵۴[. متیل وینیل کتون ]۱۵۸-۱۵۷[. آکرولین ]۱۵۷[ و سدیم ۲- آکریلامیدو – ۲ – متیل پروپان سولفونات ]۱۵۹[ می باشد. واکنشهای تحت شرایط معینی انجام می شوند، از واکنشهای متجانس (هموژنوس) در حلالها گرفته تا واکنشهای غیر متجانس (هتروژنوس) که در پودرهای آماس کرده (متورم شده) یا فیبر رخ می دهند. همچنین پلی وینیل الکل با منوکلر و استاتها واکنش داده و اترهای اسید گلیکولیک را می دهد ]۱۶۰[.

۱-۲-۴) استیله کردنAcetalization

پلی وینیل الکل و آلوئیدها ترکیباتی را با مصرف تجاری می سازند.

استیله کردن بین مولکولی:

پلی وینیل بوتیرال از واکنش پلی وینیل الکل با نرمال بوتیرآلدئید
(n- بوتیرآلدئید) تهیه می شود که مصارف بسیار گسترده ای در تهیه لایه‌های داخلی شیشه های ایمنی و چسبهای سطوح هیدروفیل دارد ]۱۶۱[. مثال دیگر واکنش پلی وینیل الکل با فرمآلدئید است که پلی وینیل فرمال که در تهیه الیاف مصنوعی و اسفنجها

) را با دی آلدئیدهایی با وزن مولکول پایین دارد. مثل گلوتارآلدئید یا گلی اگزال ]۱۶۳[. آلکانل سولفونیک اسید (اسید سولفونیک آلکانلی) و پلی وینیل الکل یک محصول تغییریافته اسید سوافونیک را می سازند ]۱۶۴[.

استیله کردن درون مولکول:

۱-۲-۵) واکنش های دیگرother Reactions

پلی وینیل الکل در محلولهای خنثی یا اندکی بازی، ترکیباتی با مس تشکیل می دهد ]۱۶۵[. هیدروکسید سدیم یا هیدروکسید پتاسیم با PVA (پلی وینیل الکل) یک کمپلکس داخل مولکولی تشکیل می دهند ]۱۶۷-

رکیبات آلی حقیقی با پلی وینیل الکل، ژلهای قابل برگشتی را می سازد. برای مثال قرمز کنگو یک ژل قرمز رنگ را که به سرعت در ۴۰ ذوب می شود. می سازد. دیگر ترکیبات آلی که با PVA کمپلکسهای قابل برگشت نسبت به دما ایجاد می کنند، شامل: رنگ مایه های آزو، رزورسینول، کاتکول و اسید گالیک می باشد ]۱۷۰-۱۶۸[.

پلی وینیل الکل کاملاً هیدرولیز شده و ید، ترکیبی را به رنگ آبی مشخص می سازند که شبیه رنگ ترکیب حاصل از ید و نشاسته می باشد ]۱۷۳-۱۷۲[. رنگ کمپلکس می تواند

مناسب را برای شناسایی پلی وینیل الکل ایجاد می کند. شدت رنگ کمپلکس تحت تأثیر وزن مولکولی، درجه هیدرولیز، اندازه شاخه های فرعی، ترتیب استرها، میزان ۱ و ۲ گلیکول و ترکیب معرف (اندیکاتور)

پایین، رنگ کم دوام تر و سست می شود ]۱۷۶-۱۷۴[. PVA نسبتاً هیدرولیز شده و ید کمپلکس قرمز رنگی را که نسبت به توالی توزیع گروههای استات باقیمانده حساس می باشد، می سازند. شدت رنگ با افزایش ساختار توده ای (blockinness) افزایش می یابد ]۱۸۴-۱۷۷[.

۱-۲-۶) پیوندهای عرضیCross-Linking

پلی وینیل الکل توانایی پیوندهای عرضی را در ترکیبات چند کاربردی که می توانند با گروههای هیدروکسیل واکنش دهند را دارد. این قبیل واکنش ها از لحاظ تقاضاهای تجاری بسیار مهم هستند. زیرا راههایی را برای بهبود مقاومت پلی وینیل الکل در برابر آب میسر کرده یا اینکه ویسکوزیته را

می‌شوند شامل گلیوگزال، گلوتارآلدئید، اوره فرمآلدئید، ملامین فرمآلدئید، تری متیل لول ملامین سدیم بورات یا اسید بوریک و ایزوسیاناتها است. بسیاری از این واکنش ها با اسید یا باز کاتالیز می شوند.

نمکهای فلزی قوی پیوندپذیر مس و نیکل، eg، ترکیبات مس و آمونیوم، ترکیبات کروم، تیتانات ها و دی کرومات ها می‌‌‌‌‌‌توانند در حل نشدن PVA مؤثر باشند. عموماً فرآوری حرارتی در خلال خشک کردن لایه ها یا پوشش های PVA میتواند در واکنش های پیوند عرضی

راء بنفش کاتالیز می شود. حتی هنگامی که پلی وینیل الکل به وسیله پیوندهای عرضی غیر قابل حل شدن می‌شود، در آب آماس کرده (متورم شده) و توانایی خود را در محدوده ارائه شده از دست می دهد. و پایداری کامل در برابر آب بدست نمی آید.

۱-۲-۷) تجزیه گرماییThermal Decomposition

تجزیه گرمائی پلی وینیل الکل در غیاب اکسیژن در دو مرحله صورت می گیرد. مرحله اول در حدود ۲۰۰ شروع می شود که به طور عمده آب گیری (هیدریشن) به همراه تشکیل محصولات فرار می باشد ]۱۹۱-۱۸۵[. باقیمانده عمدتاً ماکرومولکولهایی با ساختمان پلی ان (Polyene) هستند ]۱۹۳ و ۱۹۲ و ۱۸۵[. سپس گرم کردن در حدود ۵۰۰-۴۰۰ کربن و هیدروکربن ها را تولید می کند ]۱۹۱ و ۱۸۵[. اطلاعات موجود در مورد محصولات تجزیه در طبیعت مقداری اختلاف را نشان می دهند ]۱۹۰-۱۸۵[. تفاوت در شرایط تولید PVA، می تواند پایداری گرمائی PVA را بطور عمده ای تحت فشار قرار دهد، چنانچه ساختمان

لیست، منابع شناخته شده یا برای کاهش ثبات گرمایی هستند. رایج ترین

ساخته شدن بخارات فرار از تغییر شیمیایی PVA  در اثر حرارت ۳۵۰-۱۸۵ می تواند با استفاده از اولین دستورالعمل معادله سرعت بدست آید ]۱۹۲[.

(۱۹ گونه). باسیل لیچنیفرم، باکتریوم کاداوریس، بروی باکتریوم (دو گونه)، ایروباکتر (سه گونه)، الکالیژنزویاکلاتیس، الکالیژتر (یک گونه)، آرتروباکتراکسیدان، کورینه فرم (یک گونه) فلاووباکتریم (یک گونه)، فصاریوم لینی، میکروکوکوس گلوتامیکوس، نایسریا (یک گونه)، سارسینا (دو گونه) و رانتوموناس (یک گونه).

و برای مخمر و قارچ: آسپرژیلوس تایجر، اندومیست فیبرولایجر، ساکارومیست (سه گونه)، نادسینا فولوسنس، پیکیا پلی مورفیا، رو.دوتورولاکولوتینیس، لیپومیس لیپوفروس، تریکوسپورون کاتانیوم و زیگوساکارومیست میجر می باشد. بسیاری از میکروبها در خاک، کمپوست یا لجن فعال شده بوجود می آیند. ارگانیسم های تجزیه کننده تنها شامل

ارچها بسیار مناسب اند. میکروارگانیسم هایی که PVA را تجزیه می کنند در بسیاری از محیط ها مثل لجن فعال شده، دریاچه های مستعد، گوارنده های بی هوازی، سیستمهای عفونی، کمپوست، سیستم های آبی، خاک و خاکهای انباشته وجود دارند.

دوره زمانیکه برای تجزیه شدن PVA لازم است بستگی به خواص فیزیکی پلیمر، شکل موجود محصول و محیطی که در آن تجزیه می شود، دارد. PVA به سرعت به وسیله لجن فعال شده تجزیه میشود، بخصوص اگر لجن

پیش از آن با مولکول PVA سازگتر شده باشد ]۲۰۱-۱۹۷[ بسیاری از میکروارگانیسم را که PVA را تجزیه می کنند می توان از خاک جدا کرد ]۲۰۶-۲۰۲[.

مکانیسم تجزیه پلی الکل شامل اکسیداسیون تصادفی یک گروه هیدروکسید به کتون تحت تأثیر یک اسید از الکل نوع دوم می باشد (SAO). اکسیداسیون تصادفی ادامه می یابد تا یک  دی کتون تشکیل می شود. این گروه به وسیله یک هیدرولاز خارج سلولی تقسیم می‌شود تا کاهش وزن مولکولی و شکل گیری گروه پایانی کربوکسیلیک مثل گروه پایانی متیل کتون را هدایت کند. ادامه یافتن

شود که تمایل دارد به دی اکسید کربن و آب تبدیل شود. تجزیه به طور معمول به وسیله یک میکروارگانیسم همزیست کامل می شود. باکتری

کردن پلی وینیل الکل است که شامل این انواع می باشد: برای نوع I: پسوروموناس پوتیدا (VM15A) پسودوموناس و سیکولاراس Va. پسودوموناس پرولیتیکوس PH و پسودوموناس آلکالیژتر X، و برای نوع II: پسودومونای SP.VM15C، پسودوموناس و سیکولاریس XL و پسودوموناس و سیکولاریس PD.

بسیاری از مطالعات اخیر نشان داده که بلوک های تک آرایش در مولکول PVA نسبت به آنهایی که ساختمان بی آرایشی دارند. آمادگی بیشتری برای تجزیه شدن دارند ]۲۰۸-۲۰۷[. تقاضای بیولوژیکی اکسیژن (BOD) برای تجزیه شدن ۱/۰% محلول PVA بطور تقریبی ppm5 می باشد ]۲۰۳[.

 

۱-۳) تولیدManufacture

پلی وینیل الکل می تواند از هیدرولیز انواع پلی

می شود. فرآیند تولید را می توان با بخشی که با پلمریزاسیون وینیل استات سر و کار دارد و بخش دیگری که پلی وینیل استات به پلی وینیل الکل هیدرولیز می‌شود. تقسیم بندی نمود.

۱-۳-۱) تولید پلی وینیل استات   Poly (vinylacetate) Manufacturing

تولید وینیل استات به طور تجاری، با استفاده از پلیمریزاسیون رادیکال آزاد در متانل و در بعضی مواقع در

دی کربنات، بوتیل پراکسی نئودکانوآت، بنزوئیل پراکسید، و لاروئیل پراکسید و ترکیبات دی آزو از قبیل ۲ و ۲- ازوبیس ایزوبوتیرونیتریل می باشد ]۲۱۵-۲۰۵[. دمای

، با تنها یک شکست کوچک در واکنش های سر به سر اتفاق می افتد. سهم نسبی این دو واکنش تنها تابع حرارت بوده و مشخص شده که مستقل از وزن مولکولی حلال پلیمریزاسیون و روش پلیمریزاسیون می باشد. افزایش واکنش های سر به سر، ترکیب ۱ و ۲- گلیکول را در پلی وینیل الکل حاصل امده به دست می دهد که در درجه شفافیت. قدرت حلالیت و پایداری در برابر گرما تأثیر می گذارد.

واکنش پایانی با وینیل استات منحصراً تجزیه خودبخودی می باشد ]۲۱۶[. اگرچه گزارشهایی وجود دارند مبنی بر اینکه در دمای پائین تر ترکیب شدن مجدد افزایش می یابد ]۲۱۷[. واکنش پایانی تجزیه خودبخودی، یک باند دانه دوگانه در انتهای یک

کند. حضور یک باند غیراشباع نشان می دهد که گروه آلدئیدذ پایانی که قبلاً با گروه استات پیوند شده، هیدرولیز گردیده است ]۲۲۰-۲۱۸[. گروه آلدئید بدست آمده پایداری پلی وینیل الکل را در برابر حرارت کاهش می دهد، زیرا انرژی اکتیواسیون برای شکافتن آب با درنظر گرفتن

وینیل الکل تجارتی با وزن مولکولی پائین تر مشاهده شده، نتیجه همین واکنش می باشد.

انتقال زنجیر به منومر در طی پلیمریزاسیون پلی وینیل استات اهمیت دارد ]۲۲۴-۲۲۱ و ۲۱۷[. واکنش، جداسازی هیدروژن از گروه استیل استات می باشد ]۲۲۷-۲۲۵[. رادیکال رشد یافته به منومر وینیل استات منتقل شده و دوباره پلیمریزاسیون را فعال می کند. واکنش نتیجه یک گروه انتهایی، اشباع

شد. ظرفیت این گروه پایانی در یک زنجیر گسترش یافته انشعابی سه عامل با تلفیقی از تمام مولکولهای پلیمر، همانند یک شاخه فرعی می باشد ]۲۳۰-۲۲۴ و ۲۲۲ و ۲۲۱[.

انتقال زنجیر به پلیمر در پلیمریزاسیون وینیل استات قابل توجه و مهم می باشد. انتقال درون مولکولی یک رادیکال

ساخته شده از گروه استات را در مقایسه با آنهائی که بطور مستقیم از شاخه اصلی ساخته شده اند. مشخص کرده است ]۲۳۴-۲۳۱ و ۲۲۹[. نتایجی که در مقالات گزارش شده بسیار مختلف بوده و بیش از ۹۵/۰ تا کمتر از ۵/۰ در ۶۰ تغییر می کند. مهمترین تفاوت بین انشعابات تولید شده از گروه استوکسی و آنهائی که مستقیماً به شاخه اصلی مربوطند این است که اولی به محض هیدرولیز شدن شکسته می شود، اما دومی اینطور نیست.

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.[/tab][tab title=”قسمت هایی از متن (۳)”]

نشان داده شده که انتقال زنجیر بین مولکولی به پلیمر که در طی پلیمریزاسیون وینیل استات رخ می دهد باعث تشکیل شاخه فرعی کوتاه می شود

]۲۳۸-۲۳۵ و ۸۱[. تعداد شاخه های فرعی کوتاه که با

]۸۱[. تعداد شاخه های فرعی کوتاه در غلظتهای پایین منومر بطور قابل توجهی افزایش می یابد.

انتقال زنجیر به الکلهایی که وزن مولکولی پایین دارند به سهولت رخ می دهد. اگرچه گروههای پایانی بدست آمده و تأثیرات آن بر خواص فیزیکی و شیمیائی پلی وینیل الکل حاصل

و حلال الکلی اضافه

است به وینیل استات اضافه شود تا تبادل استری را محدود سازد ]۲۴۵-۲۳۹ و ۲۱۱ و ۲۱۰[. اسیدهای مناسب عبارتند از: اسید فسفوروس، اسید اگزالیک، اسید سیتریک، اسید تارتاریک. حضور گروه پایانی کتون در پلی وینیل الکل بدست آمده، تشکیل باندهای دوگانه پیوسته را آسان کرده و رنگ آن را ایجاد می کند.

۱-۳-۲) فرآیند پلیمریزاسیون تجارتی Commeraal Polymerization Processes

(پلیمریزاسیون پیوسته)

یک نمونه نمودار جریان پیوسته برای پلیمریزاسیون وینیل استات در شکل ۱۲ نشان داده شده است. وینیل استات خوراک اولین سینی راکتور است که مخلوط با یک گاز سالن مثل نیتروژن پاک می شود. در روش دیگر ممکن است خوراک قبل از قرارگرفتن در داخل راکتور پاکسازی شود ]۲۰۹[. محلول متانلی که حاوی رادیکال آزاد

عبور کرده و پیوسته وارد اولین راکتور می شود که دائم جریان مخلوط پلیمریزاسیون باز پس گرفته شده، و به راکتورهای بعدی می رود. فعال کننده بیشتری را جهت ادامه تبدیلات می توان به این راکتورها اضافه کرد. دماهای پلیمریزاسیون می تواند بین ۱۳۰-۴۵ تغییر کند که اندازه مناسب آن ۸۵-۵۵ می باشد که فشار عملیاتی را در حدود

نیست. ویسکوزیته در طی پلیمریزاسیون می تواند ۵۰۰-۱۰ پواز تغییر کند. وزن مولکولی با زمان اقامت در راکتورها، میزان خوراک منومر، غلظت حلال، غلظت فعال کننده و دمای پلیمریزاسیون کنترل می شود.

برج دفع برای تبدیل وینیل استات پلیمریزه نشده پلی وینیل استات محلولکه آخرین راکتور ترک می کند استفاده می شود (شکل ۱۳). بازدارنده هایی مانند هیدرازین، هیدروکینون، سولفور

را ترک می کند اضافه کرد تا از پلیمریزاسیون وینیل استات واکنش نداده، در برح دفع جلوگیری شود ]۲۰۹[. قسمتی از سر ستون شامل حلال و وینیل استات می باشد که البته ممکن است وارد سیستم بازیافت شده یا مستقیماً به راکتور برگردد.

وینیل استات و متانول که به راکتور برنمی گردد باید جدا شده و تصفیه گردند. معمولاً تقطیر استخراجی استفاده می شود، زیرا متانول و وینیل استات یک آزئوتروپ می سازند. حلالهای مناسب شامل آب و اتیلین گلیکگول می باشد و مقدار وینیل استات که در پایین برج دفع پخش می شود به

تهای بالاتر از وینیل استات می تواند رنگ زرد در تعدادی از استالدئیدهای تولید شده ایجاد کند. و آلدول های بعدی در طی واکنشهای هیدرولیز تغلیظ شوند.

۱-۳-۳) پلی مریزاسیون ناپیوسته و نیمه پیوسته

Batch and Semibatc Polymerization

راکتور معمولاً باروش نیمه پیوسته یا به تأخیرانداختن وینیل استات، حلال و فعال کننده کار می کند، یک راکتور مشابه را می توان برای جداسازی محلول پلی وینیل استات استفاده کرد که زمینه افزایش

از حد ویسکوزیته در راکتور مصرف می شود، فراهم میکند ]۲۴۹[. معایب پلیمریزاسیون ناپیوسته غلظت کم محصول و اقتصادی نبودن آن در مقایسه با نمونه های صنعتی بزرگ پیوسته می باشد
]۲۵۰-۲۵۱[. حقیقی در جایی که تمام واکنش دهنده ها در یک زمان وارد راکتور شوند، محصولی بدست می اید که وزن مولکولی آن خیلی بیشتر از نمونه تجارتی پیوسته آن است.

۱-۳-۴) شیمی تولید وینیل الکل

Poly (Vinylalcohol) Manufacturing Chemistry

پلی وینیل استات می تواند با تبادل استری، هیدرولیز یا امینولیز به پلی وینیل الکل تبدیل شود. از نظر اقتصادی مهمترین واکنشها در تبادل استری می باشد. جائیکه مقادیر کوچکی از اسید یا باز

می شود ]۲۵۲ و ۲۱۱-۲۰۹[ هیدروکسید سدیم یا پتاسیم، متوکسید یا اتوکسید می باشد. نسبتهای گزارش شده از هیدروکسیدهای بازی فلزی یا الکلهای فلزی که پلی وینیل استات

اسید سولفوریک یا اسید هیدروکلریک است ]۲۵۴-۲۵۲[. اسید، واکنش هیدرولیز را خیلی کند تراز، باز، کاتالیز می کند که این مسأله واقعیتی است که استفاده تجاری از این نوع کاتالیستها را محدود می کند.

محلول پلی وینیل استات تولید شده در طی عمل جداسازی، معمولاً به طور مستقیم از میان سیستم الکُلیز عبور می کند، این مسئله حلالهای موجود را به اتانل و متانل محدود می کند. جانشین شدن الکل مصرف شده به عنوان حلال با استر تولید شده هیدرولیز را محدود کرده و تأثیر عمده‌أی در چگونگی توزیع گروه استیل باقی مانده روی شاخه پلی وینیل الکل دارد ]۲۵۷-۲۵۵[. این نحوه توزیع اغلب به تراکم ساختاری پلی وینیل الکل باز می گردد. افزایش غلظت متیل استات باعث بالا رفتن میزان تراکم می شود.

وجود بقایای کاتالیست، از قبیل هیدروکسیدهای قلیایی یا استات های قلیایی که یک فرآورده فرعی واکنش

این ترکیبات به ترکیبات ساکن تر و دفع آنها از طریق شستشو، هر دو روشهایی هستند که اتخاذ می شوند. مصرف اسدیهای معدنی مثل اسید سولفوریک ]۲۵۸[. اسید فسفریک ]۲۵۹[ و اسید ارتوفسفریک ]۲۶۰[ طبق گزارشهای ارائه شده، می تواند راهی برای افزایش ثبات پلی وینیل الکل بدست آمده در برابر گرما باشد.

۱-۳-۴-۱) فرایند هیدرولیز تجاری Commercial Hydrolysis Process

فرایند تبدیل پلی وینیل استات به پلی وینیل الکل در مقیاسهای تجاری به علت محاسبه تغییرات فیزیکی مهمی که در این تبدیلات شرکت دارند، عمل پیچیده ای می‌باشد. ویسکوزیته محلول پلی وینیل استات با

پلی وینیل الکل بدست آمده در بسیاری از حلالهای رایجی که برای پلیمریزاسیون وینیل استات مصرف می شوند، نامحلول می باشد. در نهایت ژل متورمی ساخته شده و استراسید و الکل تولید می شود که اجباراً بر تبادل استری اثر می کنند.

۱-۳-۴-۲) صابونی سازی پیوستهContinuous Saponification

چندین نوع از فرآیندهای پیوسته وجود دارد که هر یک از آنها فواید و معایبی دارد. فرض پایه این است که پس از اینکه پلی وینیل استات و سود ترکیب شدند، مخلوط کردن پیوست لزومی نخواهد داشت ]۲۶۱[. چند نوع طرح برای مخلوطهایی با سختی بالا پیشنهاد شده تا ترکیبی کارآمدتر و با میزان رسوب کمتر بدست

ش مخلوط در مقیاسهای تجارتی، تکنیکهایی مثل فرآیند تسمه، فرآیند دوغاب و فرآیند مارپیچی ناقل استفاده می شود. در فرآیند تسمه، مخلوط روی یک تسمه یا نوار قرار داده می شود (پلی اتیلن با دمای بالا) ]۲۶۴[، که ژل شدن رخ می دهد ]۲۶۵-۲۶۱[. ژل پیش از

ت کوچکتر بریده می شود و به تانک (مخزن) نگهدارنده یا شوینده منتقل می‌گردد. مایع به سمت رسوبات حرکت می‌کند، در روشهای رایج آبگیری شیمیایی، قطعات بدست آمده در خشک کنهای پیوسته خشک می شود.

در فرآیند دوغاب، هیدرولیز با استفاده از رآکتورهایی با دو تانک فعال که به طور متوالی قرار گرفته‌اند، انجام می شود ]۲۶۶[. محلول پلی وینیل استات و کاتالیست دائماً به اولین راکتور، جایی که ۹۰% از تبدیلات رخ می دهد، اضافه می شود و پس از آن به دومین رآکتور منتقل می شود تا تبدیل به طور کامل انجام شود. استات آلکیل و الکل ها دائماً تقطیر شده و خارج می گردند تا تعادل واکنش برقرار بماند. قطعات بدست آمده از پلی وینیل الکل تمایل دارند که خیلی پودری باشند، بنابراین محصولی گرد و

ا گرد و غبار کمتر بواسطه تغییرات عملیات ]۲۶۸ و ۲۶۷[ و استفاده از افزاینده ها، تبدیل می شود ]۲۶۹[. محصولات نسبتاً هیدرولیز شده که توزیع هیدرولیز محدودی دارند را با این روش نمی توان تهیه کرد.

در فرایند مارپیچ ناقل، محلول پلی وینیل استات و کاتالیست در یک مخلوط کننده با شدت بالا، مخلوط شده و به طور پیوسته وارد یک دستگاه مارپیچ

برای دستیابی به واکنش مخلوط وجود دارد. به عنوان مثال: حشک کردن خود به خودی، مارپیچ دوقلوی خارج کننده که به عنوان یک غربال درونی استفاده می شوند، را می توان پیشنهاد کرد ]۲۷۱[. فوائد حاصل شامل: حرارت بالاتر صابون سازی، کاتالیست کمتر، افزایش حلالیت در آب ]۲۷۱[ و آلودگی کمتر می باشد ]۲۷۲[.

 

۱-۳-۴-۳) صابون سازی ناپیوستهBatch Saponification

صابون سازی ناپیوسته قدیمی ترین روش ساخت PVA چ۲۵۲[. به صور عمده در دهه ۱۹۹۰ برای ساخت محصولات ویژه استفاده می شد. فرایند از یک مخلوط کن در هر یک از مراحل که هیدرولیز، شستشو و عملیات حشک کردن انجام می گیرد. استفاده می کند. این ساده ترین روش صابون سازی است، اما سرعت تولید  کم بوده و تولید محصولی با کیفیت مورد نیاز با مصارف زیاد مشکل است.

۱-۳-۵) خشک و جدا کردن جامدDrying and Solids Separation

جداسازی پلیمر ژل از مایع متانول و متیل استات یک مرحله مهم است که با استفاده از بخشهای مختلفی از تجهیزات استاندارد از قبیل فیلترها، فرآیند مارپیچی یا سانتریفوژها انجام می گیرد. خشک کردن پلی وینیل الکل برای رنگ و حلالیت محصول نهائی، مرحله ای بحرانی می باشد دمای بیش از حد هنگام خشک کردن باعث رنگ تیره محصول و افزایش شفافیت می شود که در نتیجه آن حلالیت محصول کاهش می یابد. عمل خشک کردن ابتدا با روش گرم کردن آغاز می شود که حلال شامل بخش های ذرات ریز گازهای شعله نمی‌شود. به دنبال اولین مرحله، یک دوره وجود دارد که سرعت یا

ود زیرا سرعت نفوذ با خشکی ماده کاهش می یابد، خشک کردن کامل عملی نیست، به همین دلیل پلیمر معمولاً با شاخص ۹۵% جامد فروخته می شود.

۱-۳-۶) بازیافت حلالSolvent Recover

مخلوط متانل و میتیل استات پس از صابون سازی بدست می آید. متیل استات می تواند به  عنوان حلال فروخته شده و یا

یرن، اسید سولفوریک ژلی با پیوند عرضی مصرف می شود. مخلوط متیل استات و متانل با تقطیر استخراجی با استفاده از آب یا اتیلن گلیکول جدا می شود ]۲۸۱-۲۷۷[. اگر قرار باشد متیل استات به اسید

استیک بدست‌ آمده با تقطیر استخراجی یا آزئوتروپیک، تلغیظ می‌گردد.

۱-۴) کوپلیمرهاCopolymers

تعداد  بیشماری از کوپلیمرهای وینیل الکل را می توان فراهم کرد ]۲۸۲[. کوپلیمرها با اتیلن و

از لحاظ سود تجارتی قابل ملاحظه‌اند. کوپلیمرهای اتیلن وینیل الکل (EVOH) شامل ۳۰-۲۰ درصد مولی اتیلن به عنوان ناقل اکسیژن در بسته بندی مواد غذائی به کار می روند. اگرچه برای محافظت EVOH از رطوبت قالبهایی با ساختار پنج لایه ای، از پلی اولفینها مورد نیاز است. کوپلیمرهای وینیل الکل متیل متاکریلات برای آهارزنی در صنایع نساجی استفاده می شود. حضور واحد

ول را در طی عمل آهارگیری تسهیل می کند. محصول خصوصاً در آهارزنی منسوجات مقاوم به آلکالین مفید می باشد.

مشخصات پلی وینیل الکلدرجه پلیمریزاسیون معمولیویسکوزیته محلول ۴% برحسب سانتی پواز
خیلی کم Low-Low

کم Low

متوسط Intermediate

بزرگ Medium

خیلی بزرگ

۲۲۰

۵۵۰

۹۰۰

۱۵۰۰

۲۲۰۰

۴-۳

۷-۵

۱۶-۱۳

۳۲-۲۸

۶۵-۵۵

جدول ۷: ویسکوزیته و درجه پلیمریزاسیون انواع پلی وینیل الکل تجاری

۱-۷) روشهای آزمایش و تحلیلAnalytical and Test Methods

مهمترین روشهای آزمایشی بستگی به تعیین درجه هیدرولیز، PH، ویسکوزیته، خاکستر و بخارات دارند. درصد هیدرولیز PVA با قرار دادن ماده در مخلوط آب و متانول، افزودن هیدروکسید سدیم بمقدار معین و جوشاندن مواد و توسط تیتراسیون برگشتی برای هیدرولیز

د. تعداد مول هیدروکسید سدیم مصرف شده با مقدار گروههای استات قابل هیدرولیز موازنه شده و با تیتراسیون برگشت، اسید قوی تعیین می شود. درجه هیدرولیز با روش مولهای مصرف شده هیدروکسید (MHC) و وزن نمونه آغاز کننده که در ادامه، آمده است محاسبه می شود.

(گرمهای PVA + MHC × ۴۲) / (MHC×۸۶-گرمهای PVA)=درجه هیدرولیز

PH با استفاده محلول آبی ۴% اندازه گیری می شود، ویسکوزیته معمولاً با استفاده از ویسکومتر بروک فیلد (Brookfield) اندازه گیری می شود. در روش دیگر نوعی ویسکومتر موئینه یا روش سقوط قطره مانند، هاپلر (Hopler) مورد استفاده قرار می گیرد. نوع ویسکومتری که استفاده می شود اغلب باید مورد توجه قرار گیرد.

خاکستر، مقداری از سدیم استات باقیمانده است. یک روش ساده، حل نشدن PVA در آب، رقیق کردن به میزان غلظت شناخته شده ای در حدود ۵/۰% وزن مولکولی و اندازه گیری هدایت الکتریکی محلول در ۳۰ می باشد. میزان سدیم استات تصفیه شده با مقایسه نتایج حاصل از منحنی

راج PVA از متانل با استفاده از استخراج کننده سوکسله (Soxhiet) می باشد. متانل تبخیر شده به آب اضافه می شود محلول با استفاده از اسید هیدروکلریک به منظور تعیین مقدار استات سدیم تیتراسیون می شود. بخاراتی مثل باقیمانده متانل، فنیل استات و آب با محاسبه میزان کاهش جرم هنگام خشک کردن پلیمر در ۲۱۰۵ تا وقتی که پایداری حاصل شود، تعیین می گردد. دماهای بالای خشک کردن ممکن است باعث تجزیه و بالا رفتن نسبی کاهش وزن شود.

۱-۸) فاکتورهای سلامت و ایمنیHelth and Sufety Factors

پلی وینیل الکل طبق استاندارد آمریکائی برای طبقه بندی احتیاط آمیز مصنوعات شمیایی خطرناک، جزء مواد بی خطر می باشد (ANSI 2129.1-1976) آزمایشهای گوناگونی مقدار کمی سمیت را در زمانی که از راه دهان به حیوانات آزمایشگاهی منتقل شود نشان داده اند ]۲۰۳[. هیچ مسمومیتی ناشی از انتقال دهانی، میزان ماکزیمم ۱۵۰۰ از دو نوع PVA (DP1400، ۵/۹۹%

 

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.[/tab][/tabgroup]

[tabgroup][tab title=”قسمت هایی از متن (۴)”]

 PVA تزریق شده زیر پوست یا داخل ششها شکسته نشده و به عنوان یک جسم خارجی باقی مانده

روز ۱۰۰۰ دریافت می کرده‌اند، تقریباً مشابه گروه شاهد بوده است. هیچگونه نشانه های پاتولوژیکی بافتی مشاهده نشده است.

پلی وینیل الکل میزان کمی سمیت دهانی دارد. LD50 دهانی بالاتر از ۱۰۰۰۰ می باشد. (موشهای صحرائی) غلظت بالاتر از ۱۰۰۰۰ در آب برای آزمایش سمیت روی بلوژیل سان فیش (Bluegill Sunfish) امتحان شده است. هیچ مرگ و میری یا پاسخی از مسمومیت مشاهده نشده است. استنشاق کوتاه مدت غبار PVA هیچ تأثیر شناخته شده ای روی سلامتی نداشته، اما

اما توانسته باعث ناراحتی شود و باید از قرارگیری در معرض محصولات استاندارد که غبارات آزاردهنده دارد اجتناب شود. غبار آن برای چشمها نسبتاً سوزاننده می باشد. اثرات پوستی شناخت شده ای که از تماس کوتاه مدت با PVA جامد یا محلول آبی ناشی شده باشد، دیده نشده است. در خلال حمل و نقل و لمس کردن ممکن است. PVA دانه ای ترکیب منفجرشونده ای با هوا تشکیل دهد که میزان

سنگ اندازه ای در حدود ۰/۱ دارند، نشان می دهد (اداره استاندارد معادن) ]۲۸۴[. اگرچه خطر انفجار بستگی به اندازه ذرات پلی وینیل الکل

دماهای بالا مصداق دارد. پیش بینیهای لازم برای تهیه هوای، فضاهای اطراف مجاری بزرگ باید انجام شود

کننده کوچک PVA ساخته می شود که از ابتدا در ساخت محصولاتی با ویژگیهای مشخص برای دستیابی به محصول نهایی که کمتر از ۱% وزن مولکولی بخارات آلی داشته باشد، شرکت داشته است ]۲۸۵[.

۱-۹) فرآیندProcessing

پلی وینیل الکل بعنوان یک پلیمر ترموپلاستیک (پلاستیک حرارتی) مطرح نیست. زیرا دمای شکست آن زیر نقطه ذوب می باشد. بنابراین تقاضای تجاری PVA برمبنای استفاده از محلولهای آب قرار گرفته و به آنها محدود شده است.

۱-۹-۱) تهیه محلول و کاربردSolution Preparation and Handling

پلی وینیل الکل باید قبل از آغاز

عمل گرم کردن، در دمای اتاق یا پایین تر بطور کامل در آب حل شود. خوب هم زدن در طی افزودن PVA جامد به آب برای جلوگیری از تکه تکه شدن آن، مهم است. ضخامت زیاد و همزنی با سرعت پایین برای تهیه یک مخلوط خوب روی سطح بدون اینکه هوای زیادی کشیده شود. ترجیح داده می شود. نیاز به هم زدن با

الکل تماماً حل شود، راههای افزایش دما شامل تزریق مستقیم بخار. جت کوکینگ (Jet Cooking) یا گرم کردن با ژاکت و کویل می‌باشد. محلولهای آبی PVA  در برابر ذخیره سازی پایدارند اما باید در مقابل رشد باکتریها حفاظت شوند. معمولاً در هنگام ذخیره سازی محلولهای پلی وینیل الکل کامل هیدرولیز شده، افزایش ویسکوزیته مشاهده میشود. ظروف فولادی یا

می شود. بسیاری از بیوسیدها (ضدحیات) مثل ترکیبات آزمایش شده FDA مؤثر هستند ]۲۸۴[. حرارت دادن طولانی مدت محلول PVA اثرات ناچیزی روی خواص آن دارد. اگرچه افزودن اسید یا باز قوی به محلولهای نسبتاً هیدرولیز شده PVA، می تواند درجه هیدرولیز را بالا ببرد.

۱-۹-۲) استخراجExtraction

کوشش های زیادی برای معرفی و تولید رزینهای PVA که توانایی قالبی شدن را دارند صورت گرفته است ]۳۰۰-۲۸۶[. اگر چه این نوع از تولیدات موفقیت های تجاری عمده ای بدست نیاوردند. مهمترین موانع ثبات حرارتی طی عمل استخراج و ژلی شدن محصول نهائی است. انواع گسترده‌ای از ترکیبات آلی محلول در آب با نقطه جوش بالا شامل گروههای هیدروکسیل که بعنوان نرم کننده برای کاهش دمای ذوب و

برای PVA است. بنابراین دماهای پایین تر از ۱۰۰ برای اجتناب از تولید کف در مجرای استخراج کننده، لازم است.

 

۱-۱۰) مصارفUses

 

عمده ترین تقاضا برای PVA در آهارزنی منسوجات، چسبها، تثبیت کننده های پلیمریزاسیون، روکش های کاغذی، پلی وینیل بوتیرال و الیاف (فیبرهای) PVA می باشد. پیش از جداسازی تولیدات روکش های کاغذی، پلی وینیل بوتیرال و الیاف (فیبرهای) PVA می

ال از محصولات PVA تقاضاهای اصلی به این صورت درصدبندی شده است: آهار زدن منسوجات ۳۰%، چسبها شامل کلوئیدهای محافظ ۲۵%، فیبرها ۱۵%، آهارزنی ورقه ۱۵%، پلی وینیل بوتیرال ۱۰%، و دیگر مواردذ ۵% که شامل لایه (فیلم) های قابل حل در آب، غلیظ کننده ها، پخش کننده های کود، ورقه های پرینت رنگی، اسفنج های آرایشی و تقاضای بهداشتی می باشند.

۱-۱۰-۱) آهار زدن منسوجات و الیافTextile and Warp Sizing

 

الیاف ها آهار زده می شوند تا پایداری آنها در برابر سایش افزایش یافته و در طی عبور از میان دستگاه بافندگی از پارگی آنها جلوگیری شود. پارگی الیاف در

را پایین می‌آورد. موارد آهارزنی باید قطعه قطعه شدن الیاف تابیده شده را پس از آهارگیری سریع آنها را وقتی که عملیات بافندگی کامل شد، تسهیل کنند. یک عملیات آهارزنی مشخص شامل جعبه های آهار، لوله های فشارنده جهت حرکت دادن آهار اضافه، ظروف خشک کن، میله های قطعه قطعه کننده الیاف و تجهیزاتی برای هوا دادن می باشد. پلی وینیل الکل به دلیل داشتن ویژگیهایی مثل قدرت ممتاز و بالا، چسبندگی انعطاف پذیری و تورق پذیری، یک آهار بسیار عالی برای منسوجات می باشد. چسبندگی PVA  به الیاف طیبیعی یا مصنوعی یا الیاف ترکیبی، بستگی به هیدرولیز آن دارد. چسبندگی به الیاف آبگریز مثل پلی استر با کاهش درجه هیدرولیز زیاد می‌شود (شکل

حد مقاومت کشش می رسانند. با این وجود برای استفاده از PVA کامل هیدرولیز شده، بعلت چسبمدگی ناچیز آن به الیاف مصنوعی و آهارگیری مشکل در مکان حرارتی، تمایلی

مخصوص همان عملیات است و با فاکتورهایی چون کیفیت الیاف، ساختار الیاف، سرعت و نوع دستگاه بافندگی کنترل می شود.

نمونه هایی که بالاترین وزن مولکولی را دارند، بر اساس غلظتشان، بهترین حفاظت را در الیاف تنبیه شده ایجاد می کنند. اگرچه برای حفظ یک ویسکوزیته قابل کنترل، محلولهای آهارزنی با ذرات جامد کم مورد نیاز است. این ازدیاد عمل خشک کردن گران تمام شده و تولیدات را محدود می کند، آهارگیری الیاف بدلیل سرعت حلالیت پایین تر این انواع، امری مشکل است. بنابراین انواعی که معمولاً برای الیاف تنید شده استفاده می شوند رزینهایی با وزن مولکولی متوسط تا پایین هستند، زیرا قدرت و ویسکوزیته محلول را متعادل کرده است و با تسهیل آهارگیری از لحاظ اقتصادی مناسب تر هستند. بهترین آهار برای الیاف فیلامنتی آن نوع از PVA است که درجه پلیمریزاسیون پایینی دارد.

فرمول معین آهار شامل یک واکس (موم) چرب کننده، نشاسته و دیگر مواد کمکی فرآیند می‌باشد. تقش این مواد تسهیل قطعه قطعه شدن الیاف پس از خشک کردن، کاهش تمایل PVA به چسبیدن روی استوانه های خشک کن و و ایجاد حالت چرب و لغزنده در

دهند. اگرچه میزان بالای ناسازگاری (مواد افزاینده با PVA) می تواند باعث کاهش کپسولی شدن الیاف و افزایش پوست اندازی در هنگام عملیات بافندگی شود. معمولاً پلی وینیل الکل با غلظت ۱۰-۳ درصد وزنی در محلولهای آبی آهار

نوع الیاف و هم نوع ماشین بستگی دارد. اما معمولاً گستره آن بین ۱۰-۵% است.

الیاف پس از عملیات بافندگی آهارگیری می شوند و سپس از میان حمام آب گرم عبور می کنند تا تمام آهارها زدوده شوند. سرعتی که در هر یک از عملیات ها می توان استفاده کرد به میزان زیادی به سرعت حل شدن پلی وینیل الکل بستگی دارد. مشکلاتی که در پاک کردن کامل واکس چرب کننده با آنها مواجه

است ]۳۱۱-۳۰۳[ مهمترین اجزاء موجود در این مخلوط PVA به حالت ترکیب با مقدار کمی چرب کننده (لوبریکالت) مصنوعی محلول در آب می باشد.

پلی وینیل الکل را میتوان از آهارگیری مایع با استفاده از تجهیزات اولترافیلتراسیون تجارتی، بازیافت کرد. سرعت بازیافت و میزان ضایعات متناسب با عکس ویسکوزیته محلول PVA و مستقل از درجه هیدرولیز می باشد.

جدول ۱۵: نسبت چسبندگی الیاف آب گریز پلیستر به درجه هیدرولیز

۱-۱۰-۲) چسبهاAdhesives

پلی وینل الکل بصورت ترکیبی با توع گسترده در چسبهایی که مصارفی عمده دارند مثل چسباندن مواد سلولزی نظیر کاغذ و کاغذ چوب و منسوجات چوب، فویتهای فلزی و سطوح سرامیکی متخلخل به یکدیگر استفاده می شود. همچنین PVA برای اتصال رنگها و دیگر پودرهای

حساسیت به آب با کاهش درجه هیدرولیز و افزودن نرم کننده زیاد می شود. پلی وینیل الکل در بسیاری مواقع بعنوان افزاینده به سایر سیستم های پلیمری اضافه می شود تا قدرت چسبندگی انعطاف پذیری ورقه ها، پایداری در برابر رطوبت و سایر خواص را ارتقاء داده و بهبود بخشد. PVA بخاطر کلوئید محافظتی که در پلیمریزاسیون امولسیونی ایجاد می کند. می تواند به صورتهای گوناگونی با چسبها ترکیب شود.

چسبهایی که برای تیوبهای کاغذی، کاغذ چوبها، کاغذ چوبهای موجدار و الیاف چوبی لایه لایه وجود دارند از پراکندن گل رس در سوسپانسیون پلی وینیل الکل کامل هیدرولیز شده ساخته می شوند. افزودن اسید بوریک رطوبت و خیسی

لخل را کاهش می دهد ]۳۱۳-۳۱۲[. انواع چسبنده، ویسکوزیته بالاتری نسبت به PVA اصلاح نشده دارند و باید در PH حدود ۹/۴-۶/۴ باقی بمانند تا رطوبت بهینه را داشته باشند.

پلی وینیل الکل بعنوان تعدیل کننده رزینهای سخت شونده در گرما (ترموستینگ) در چسباندن تخته های چند لا و ساخت قطعات چوب بکار می‌رود ]۳۱۵-۳۱۴[.

کنندگی را بهبود بخشد، ویسکوزیته را افزایش دهد و بطور کلی باعث ارتقاء کیفیت چوب می‌شود.

پلی وینیل الکل‌ها بعنوان جزئی از امولسیون وینیل استات هم برای کلوئیدهای محافظ و هم جهت بهبود خواص چسبندگی مصرف می شوند. اضافه کردن PVA در پاین کار به امولسیون حاصل معمولاً برای تعدیل ویسکوزیته بدست‌آوردن خواص بهتر و سرعت شکل‌گیری پیوندهای چسب به همراه کیفیت آن انجام می گیرد. برای دستیابی به فرمولاسیون چسبهایی که خاصیت دوباره خیس شدن را دارند (remaistenable) می توان مقادیر بالای PVA نسبتاً هیدرولیز شده را افزایش داد. تمام انواع PVA جذب نشاسته و پرکن روسی (clay filler) را در فرمولاسیون ارتقاء می بخشد که نفوذ بیش از حد

استفاده از -N متیلول آکریلامید که با وینیل استات ]۳۱۷-۳۱۶[ یا دیگر عامل های رایجی که پیوندهای عرضی می دهند (مانند گلیوکال) کوپلیمریز می شود. ساختن چسبهای چوب با اسانس پلی وینیل الکلی در حد زیادی به وجود PVA برای ایجاد هر دو خاصیت کشش سطحی  و چسبندگی بستگی دارد.

۱-۱۰-۳) پلیمریزاسیون امولسیونیEmulsion Polymerization

کوپلیمرهای لاتکس پلی وینیل با پلی وینیل استات در حضور PVA مصرف زیادی در چسبها، رنگها، رنگ زدن منسوجات و روکشها پیدا می کند. امولسیونها

الکترولیتها، خصوصیات ماشینی خوبی بدست می آورند

پلیمریزاسیون امولسیونی به طرز بی نظیری مناسب می سازد، ارجح هستند. سازگاری واحدهای استات باقی مانده با ذرات لاتکس پلی وینیل استات با مشاهده تأثیر آن بر پایداری نسبتاً روشن شده است. مقدار PVA مصرف شده به طور معمول ۱۰%-۴% وزن منومر وینیل استات می باشد. ویسکوزیته لاتکس حاصل با افزایش  وزن مولکولی بالا رفته و با هیدرولیز PVA پایین می آید ]۳۱۸[.

۱-۱۰-۴) روکش کاغذیPaper Coating

خواص اتصالی بی نظیر PVA، آن را یک عامل اصلی در توسعه کیفیت بالاتر و تخصصی شدن محصولات کاغذ کرده است. کاربرد آن در اندازه های بسیار متنوعی می باشد که شامل روکشهای آزاد ساز خطی سیلیکون،

چاپ رنگ، جوهرافشان سریع و کاغذهای فیلتر سیگار است.

پلی وینیل الکل عمدتاً به عنوان یک فاکتور عمل آورنده در آهارزنی روشن، آهارزنی رنگی و روکشهای رنگی استفاده می شود. استثناها شامل کاربرد آن در کمک به آجدارکردن در تولید بافته ها و دستمال کاغذی ها، در کپسولهای رنگ برای کاغذهای بدون کربن و

پایداری پلیمر نسبت روغنها و حلالهای آلی مستقیماً به عملکرد هیدروکسیل و خواص تورق پذیری پلیمر نسبت داده می شود. زیرلایه های کاغذهای عمل آمده پایداری مناسبی در برابر روغنها نشان می دهند که آنها را برای کاغذهای بسته بندی و کاغذ چوبهای بسته بندی غذا ارزشمند می سازد. این ارتقاء تولید با وجود

الکل پیوسته تولید کند، بدست می آید.

انواع کاملاً سوپر هیدرولیز شده PVA قدرت فوق العاده، چسبندگی بیشتر به سلولز، مقاومت بهتر در برابر آب و کف کردن بهتر در صنایع کاغذسازی ارجح هستند. هرچند انواع متوسط و نسبتاً هیدرولیز شده، سطح تورق بهتر را در بسیاری از کاغذها و زیرلایه های کاغذ چوب ایجاد می کنند. پلی وینیل الکل به عنوان ناقل در عوامل فلوئور شیمیایی در کاغذهای مقاوم به روغن و کاغذ چوبها مورد استفاده است. این عمل خیلی موثر است ولی بسیار گران می‌باشد، پلیمرهای فلوئور

هنگام حمل با پلی وینیل الکل مقادیر کمتری از فلوئور شیمیایی مصرف می شود تا سطح تعادلی عملیاتی بدست آید. پلی وینیل الکل به صورت گسترده ای در آزاد کننده های خطی برای

ود کاربرد دارد. به علت تنوع زیادی که در انجام نیازمندیهای انواع آزادکننده های خطی وجود دارد پیشنهاد به افزایش اندازه ها از ۲۰-۱۵ تا ۱۰ می شود، نهایتاً خصوصیات پایه ای خود کاغذ، بعلاوه سطح آزاد کننده مورد نیاز برای ورقه های رنگ شده، بهترین سطح افزایش PVA را تعیین می کند.

نقش پلی وینیل الکل در کاغذهای رنگی جوهرافشان سریع در نمونه های بیشماری توضیح داده شده، فعلاً بازارهای مصرفی اندک‌اند ولی سرعت آنها بالا است. بیشترین تکنولوژی در ژاپن گسترده شده که از ۱۹۸۵، ۷۵% از ۴۰۰ مقاله علمی منتشر شدذه مربوط به آنجا بوده است ]۳۲۱[.

احتیاجات شامل سطوح هیدروفیلی که توانایی جذب بالا وسریع قطرات جوهرافشان (ink-jet) را دارند، با تفکیک کم،‌ فتیله سازی یا نفوذ رنگ می باشد. روکش اولیه برای ورق ها شامل پودر سیلیکا است که PVA بعنوان پیوند دهنده انتخابی در آن مصرف می شود ]۳۲۲[.

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.[/tab][tab title=”قسمت هایی از متن (۵)”]

پلی وینیل الکل بصورت گسترده ای در اتصال با خشک کننده گردپاشی امولسیون ها، در امولسیون های ذره ای کوپلیمر اتیلن وینیل استات استفاده می شود.

پلی وینیل الکل به هر دو اضافه می شود تا بعنوان یک کلوئید محافظ در خلال پلیمریزاسیون عمل کند و توزیع کننده کمکی اولیه در خشک کن های گردپاشی واقعی برای مقادیر کلی ۱۵-۲ درصد وزنی باشد ]۳۲۶-۳۲۳[. پلی وینیل در این محصولات به میزان زیادی چسبندگی مواد سیمانی را افزایش داده و محافظت در مقابل آب و قدرت را بهبود می بخشد. پودر هنگامیکه به ملات کاشی اضافه می شود اجزاء را به هم متصل کرده آنها را دانه بندی کرده و به ملات خاصیت سیمانی می دهد. قدرت پیوند و پایداری در برابر سایش و انعطاف پذیری را در ساختارهای نهایی ارتقاء می دهد.

پلی وینیل الکل بعنوان یک ماده افزاینده در سیمان های چسباننده قالب و اجزاء گچ استفاده می شود. حلالیت سریع در آب سرد که با PVA سنباده ای ریز بدست می اید، در بسیاری از

S (S-grades) درجه بندی می شوند. هدف عمده از استفاده پلی وینیل الکل، ارتقاء چسبندگی و عمل کمکی در نگهداشتن ذرات آب است.

۱-۱۰-۶) الیاف ها (فیبرها)Fibers

الیاف پلی وینیل الکل قدرت بسیار خوبی داشته و به پارچه ها کیفیت دلپذیری می دهند. الیاف معمولاً با استفاده از یک فرآیند مرطوب ریسیده می شوند که محلول آبی غلیظ سولفات سدیم

شده برای تولید فیبرها، ماده ارجح می باشد.

فیبرهای PVA در صنعت مصارف زیادی یافته اند که در ساختن سیمان به جای پنبه نسوز در فرآورده های سیمانی استفاده می شوند، بعنوان کمک و تقویت کننده در مواد لاستیکی مثل نقاله تسمه ای و لوله های خرطومی هیدرولیکی که در ماشین ها استفاده می شود. ریسمان ها، تورهای ماهیگیری و غیره مصرف می شود. فقط میزان کمی از الیاف ها در تولید منسوجات استفاده می شوند. چندین الگو ]۳۲۹-۳۲۷[ در فرآیندها ادعا شده در باره تولید فیبرهای PVA با قدرت کشش بسیار بالا منتشر شده که قدرت کششی نظیر Kevlar دارد.

۱-۱۰-۷) کاربرهای دیگرOther Applications

فیلم پلی وینیل الکل با قالب ریزی محلول و یا نورد می تواند تولید شود. قالب ریزی فیلم بسیار رایج است. از فیلم های خشک در تمام وزن های مولکولی و

در آب این فیلم می تواند با انتخاب یک درجه خاص هیدرولیز شود. این فیلم

بیمارستان از PVA ساخته می شود تا نیاز به دست زدن به کتانهای آلوده را هنگام قرار دادن آنها در ماشین لباسشویی برطرف کند.

پلی وینیل الکل برای روکش های محافظ موقتی جهت فلزات، پلاستیکها و سرامیکها مفید است. این روکش عواملی را که باعث صدمه فیزیکی یا شیمیایی در خلال تولید، انتقال و ذخیره‌سازی می شوند، کاهش دهد. این فیلم محافظ را می توان از طریق پوست اندازی (پوست کندن) و یا شستن با آب برداشت.

پیوند عرضی بین PVA و دی کرومات های تحت تأثیر نور UV (ماوراء بنفش) در قلم زدن نوری، صفحه چاپ، تولید چاپگر دوار و ساخت تیوبهای تلویزیونی رنگی نقش اساسی دارد.

انواع نسبتاً هیدرولیز شده در بسیاری از تقاضاهای آرایشی برای خواص امولسیون سازی، ضخیم سازی و لایه ای کردن مصرف می شود. همچنین پلی وینیل الکل بعنوان ویسکوزساز (تشکیل دهنده ویسکوزیته) برای محلولهای آبی و منتشرکننده های نور نیز استفاده می شود.

۲) مروری بر فرآیند

۲-۱) پلیمریزاسیون وینیل استات

الکلیزاسیون پلی وینیل استات (PVAC) در محلول متانول عمده ترین روشی است که برای تولید تجاری پلی وینیل الکل استفاده می شود. بنابراین روشن است که پلیمریزاسیون محلول وینیل استات در متانول منافعی را برای عمل هیدرولیز سریع

ول بودن PVAC در متانول، نسبت به سایر فرآیندهای پلیمریزاسیون برای PVAC ضروری است.

برای کیفیت خوب پلی وینیل الکل، قابلیت کریستالی شدن و محدود بودن توزیع درجه پلیمریزاسیون فاکتور مهمی هستند. واکنش انتقال زنجیره به پلیمر و منومر که قبلاً یادآوری شد، توزیع درجه پلیمریزاسیون در PVAC حاصله را گسترش خواهد داد. انشعابات برجامانده از PVAC، قابلیت کریستالی شدن PVA راکاهش خواهد داد.

یک الکل چربی دار با انتقال زنجیره دائمی با نسبت ۱۰×۱۵ در مقابل وینیل استات یا بالاتر برای کاهش انشعابات زنجیره ای در پلی وینیل استات در تبدیلات بالای وینیل استات استفاده می شود. در نتیجه یک PVA با درجه بالای پلیمریزاسیون، قابلیت بالای کریستالی شدن و توزیع محدود وزن مولکولی می تواند بدست آید.

هیدروکینون، متادی نیتروبنزن و بنزوکینون بازدارنده های پلیمریزاسیونی هستند که عموماً در پلیمریزاسیون محلول برای پیشگیری از هرگونه پلیمریزاسیون بعدی در طی

منو یا دی آلکیل جانشین شده با کاتکول اتر یا هیدروکینون اتر را بعنوان بازدارنده، به ثبت رساند. PVA بدست آمده در خلال فرآورش گرمایی (discalor) بدرنگ نمی شود.

مثال هایی برای این بازدارنده ها شامل: ۴- متیل کاتکول، ۱- متیل اتر ۴۰ – ایزوپروپیل کاتکول دی متیل اتر، هیدروکینون منومتیل اتر. ۲- متیل کاتکول و ۴- ایزوپروپیل کاتکول هستند.

 

۲-۲) هیدرولیز پلی وینیل استات

روشن است که الکلیزاسیون PVAC در محلول متانل با هیدروکسید سدیم یا سدیم الکلی (Sodium alcoholate) بعنوان کاتالیزور فرآیند به طور گسترده ای را تمام الگوهای ذکر شده بجز الگوی sekisui توصیه شده است. در این مورد یک جاذب مثل آلومینیوم، سلیکاژل، یا کربن فعال شده برای کاتالیز کردن هیدرولیز PVAC در حضور مقدار کمی آب استفاده می شود. حسن این روش این است که هیچ استات سدیمی تولید نمی شود بنابراین فرآیند بازیافت حلال بدست آمده ، ساده می شود. اگر چه سرعت هیدرولیز

گرانولار می باشد. در الگوی kuraray مقداری از یک آلکیل در محلول متانل در هر ۵ تا ۷ دقیقه اضافه می شود تا PVA گرانولار تک بلور یک شکل بدست آید. و بر اساس یک الگوی دیگر که به کمپانی kuraray منسوب است. PVA گرانولار با کنترل مقدار آب در سیستم هیدرولیز بدست می آید همچنین PVA گرانولار ، بر اساس یکی دیگر از این الگوها ، با

، به دست می آید.

پراکندن می توان از طریق تلاطم یا بوسیله تلاطم و استفاده از یک صفحه سوراخ شده انجام گیرد. همچنین می توان با بیرون آوردن محلول PVAC از داخل مایع پارافین از طریق چرخاندن یک سیلندر سوراخ شده که در مایع پارافین غوطه ور است،

کلروهگزان ، کروزین و دیگر هیدروکربن های آلیفاتیک (چربی دار) ، حلقوی و سیکلوآلیفاتیک ها می باشد.

یکی از بدی های هیدرولیز پراکنده (dispersion) این است که در محلول آبکی PVA متانل جدا شده از پارافین بدست امده ، برای پاک شدن از باقیمانده پارافین باید شستشو شود. پارافین باقیمانده آلوده

میزان آلودگی (ناخالصی) پارافین در PVA آبکی کمتر از ppm 35-30 خواهد بود. اما میزان ناخالصی خود پارافین ذکر نشده است. تصفیه کردن آن بعلت جلوگیری از ناخالصی هایی که در طی عملیات مداوم ایجاد می شود ضروری به نظر می رسد.

۲-۳) توضیح فرآیند

فرآیند تولید پلی وینیل الکل که در گزارش زیر توضیح داده می شود، پس از اصطلاحات و ارزیابی مجدد بصورت خلاصه در پائین در آمده است:

ظرفیت کارخانه از ۱۲ میلیون کیلوگرم در سال تا ۴۵ میلیون کیلوگرم در سال متغیر می باشد.

بر اساس شرایط توضیح داده شده در الگوی unitika وینیل استات محلول پلیمریزاسیون شده است و مصرف

فرآیند هیدرولیز توصیه شده در الگوی kuraray برای تولید PVA گرانولار که به راحتی در فرآیند تاخیری مثل فیلتراسیون و خشک کردن بدست می آید، مورد استفاده قرار می گیرد.

روی هم رفته بازده چیزی در حدود ۹۸۳/۱ کیلوگرم وینیل استات به ازای هر کیلوگرم از محصول PVA است. فرآیند حاضر در نمودارهای ۲-۴ و نمودار های صفحات ۷۹-۷۷ شرح داده و به پنج بخش تقسیم شده است.

(۱۰۰) مواد خام ذخیره شده و تصفیه می شوند.

(۲۰۰) پلیمریزاسیون و هیدرولیز.

(۳۰۰) جداسازی حلال و خشک کردن محصول.

(۴۰۰) جمع آوری محصول.

(۵۰۰) بازیافت حلال و محصولات فرعی By-product)).

تجهیزات عمده در صفحات ۷۱ الی ۷۶ بر اساس کاربرد و سودمندی آنها به طور خلاصه لیست شده اند.

۲-۴-۱) ذخیره سازی و مواد خام و تصفیه

مواد جلوگیری کننده در منومر وینیل استات به سمت ستون stripping حرکت می کنند، (۱۰۱-C) و VAM تصفیه شده از جلوگیری کننده ها در یک تانک ذخیره روزانه جمع آوری می شود، (۱۰۱-T) .

آماده می شود. این محلول به همراه VAM داخل بخش پلیمریزاسیون از طریق پمپ شارژ کننده پر می شود.

۲-۴-۲) پلیمریزاسیون و هیدرولیز

پلیمریزاسیون وینیل استات در  ۶۰ در دو مرحله با میانگین سرعت پلیمریزاسون ۲۰% در هر ساعت برای مرحله اول و ۷/۱۶% در هر ساعت برای مرحله دوم انجام می

را کاملا مخلوط کند. در حالیکه راکتور مرحله دوم (۲۰۲-R) . با یک همزن پدالی برای محلول ویسکوز پلیمر تجهیز شده است. حرارت واکنش در هر دو راکتور با رفلکس تغلیظ و ژاکت سرد کننده (jacket cooling) کنترل می شود. محلول پلیمر دومین رآکتور
(۲۰۲-R) در تانک ذخیره محلول پلیمر جمع اوری می شود. (۲۰۳-V) . همچنین داخل تانک ذخیره یک بازدارنده مثل هیدروکینون متیل اتر اضافه می شود که از پلیمریزاسیون منومر در ستون stripping جلوگیری می کند (۲۰۱-C). متانل بخار شده به وسیله تبخیر کننده (۲۰۴-E) برای جداسازی منومرهای تبدیل

سمت بالای ستون می رود و دوباره به راکتور بر می گردد (۲۰۱- R) محلول پلیمر از پائین ستون stripping منومر wt 35% محلول PVAC در متانل است. این محلول مداوما در راکتور هیدرولیز کننده، هیدرولیز می شود. (۲۰۴-R) ، راکتور A و B و به صورت موازی. واکنش با هیدروکسید سدیم – محلول متانل که هر ۵ دقیقه یکبار متناوبا در تانک خوراک پر می شود کاتالیزور می گردد (طبق الگوی kuraray). محلول در هر نوبت انتقال به تانک makeup آماده می شود (۲۰۶-V) . PVA آبکی که به طور متناوب از راکتور های هیدرولیز کننده بازپس گرفته می شود در تانک ذخیره جمع آوری شده (۲۰۸-V) و با اسید استیک ذخیره شده در تانک اسید استیک ، خنثی می شود (۵۵۱-T) در ضمن در این بخش یک تانک جبران کننده (off-specification)  نصب شده (۲۵۱-V) تا PVA بازیافتی را که بعدا آماده می شود و به محلول پلیمر در تانک ذخیره ریخته می شود، ذخیره کند (۲۰۲-V).

۲-۴-۳) جداسازی حلال و خشک کردن محصول

PVA آبکی خنثی به سانتریفوژ فرستاده می شود (۳۰۱-S) تا از محلول مادر جدا شده و با متانلی که از تانک ذخیره متانل می آید، شسته شود. محلول مادر و متانل شوینده از سانتریفوژ به داخل تانک ذخیره حلال خام جمع آوری می‌شود (۳۰۱-T) . PVA شسته شده که حاوی wt 10% متانل است. در یک خشک

  1. E) و در بخش جداکننده گاز، از گاز تغلیظ نشده جدا می گردد (۳۰۱-V) . متانل تغلیظ شده در بخش جدا کننده گاز در تانک حلال خام ذخیره می شود. (۳۰۱-T).

۲-۴-۴) جمع آوری محصول

PVA خشک شده در خشک کننده دوار (۳۰۱-PAC) در محل جمع آوری محصول ، جمع شده (۳۰۲-PAC) و پس از گذر از غربال محصولات به محفظه‌های ذخیره سازی منتقل می شود (۴۰۵ تا ۴۰۲-PAC) . ظرفیت کامل این

ها و واگن های حمل کننده منتقل شده و به بازارها می رود.

بازیافت حلال و محصولات فرعی

حلال خام موجود در تانک ذخیره (۳۰۱-T) شامل متانل ، متیل استات، مقداری سدیم استات و آب است. متانل و متیل استات در قسمت بالائی شدن حلال مخلوط (mixed solvent) بازیافت شده C) و به سمت هیدرولیز گر استر (۵۰۲-C) که در آن متیل استات به متانل و اسید استیک هیدرولیز می شود، می رود. بخش بالائی ستون هیدرولیز گر با پر کننده های (fillers) پلی اتیلین متخلخل پر می شود که شامل مبادله گرهای

برای بازگشت تمام متیل استات به مایع نزولی ، به عنوان محوطه تفکیک کننده استفاده می شود. بخار آب در نزدیکی بالای ستون برای واکنش هیدرولیز و تغلیظ بخار ها اضافه می شود.

تمام بخارهایی که از ستون عبور می کنند در یک تغلیظ کننده

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.[/tab][tab title=”قسمت هایی از متن (۶)”]

. متانل در ستون متانل از اسید استیک و آب جدا شده (۵۰۳-C9 و قبل از بازگشت به چرخه فرآیند در تانک ذخیره سازی

solvent) (501-C) در راکتور با اسید سوافوریک واکنش داده و تبدیل به اسید استیک می شود. محصول واکنش در تانک اسید استیک خام (۵۰۳-C) با اسید استیک رقیقی که از ستون آمده، ترکیب می شود (۵۰۳-T). از این تانک، اسید استیک خام به همراه اتیل استات خارج شده و برای بازیافت اسید استیک به دیسک چرخان Contactor می رود (۵۰۶-C)‌. در یک ستون بازیافت اسید استیک (۵۰۷-C) اسید استیک از اتیل استات جدا شده و در تانک ذخیره کننده اسید استیک، جمع آوری می

شده و یا بعنوان فرآورده فرعی فروخته می شود. محلول سدیم سولفات که از Contactor می آید (۵۰۶-C) و شامل اتیل استات است که در بخش های پایین تر در فاز جداسازی با محلول اتیل استات رقیق ترکیب شده
(۵۰۴-V ) جهت بازیافت اتیل استات در ستون بازیافت اتیل استات وارد می‌شود (۵۰۸-C). اتیل استات بازیافت شده با اتیل استاتی که از بخش های بالایی فاز جداسازی آمده ترکیب می شود و برای استخراج اسید استیک در ستون مورد استفاده قرار می گیرد (۵۰۶-C). بخار پایین ستون ناشی از بازیافت اتیل

می شود.

۲-۵)‌ طرح فرآیند

در فرایند حاضر، مقادیر کمی از یک فاکتور انتقال دهنده زنجیره با قدرت انتقالی حدود ۴۱۰×۱۵ یا بالاتر در پلیمریزاسیون وینیل استات استفاده می شود تا شاخه های فرعی بلند را در PVAC حاصل، کنترل کند. اگرچه وجود ناخالصی هایی نظیر آلدئیدها مطابق میل ما نیست

 

ی تواند سبب کاهش درجه پلیمریزاسیون در PVAC و پلیمرهیدرولیز آن یعنی PVA شود. بعلاوه گروه پایانی آلدئید در PVA سبب پلیمریزاسیون PVA با واکنش معکوس آلدول می شود. با افزودن پیروفسفات، پلی فسفات با دیگر اسیدهای ارگانیکی که در بخش های قبلی ذکر شد، می توان از

گردش کننده در ستون stripping منومر (۲۰۱-C) جهت نگهداشتن استالدئید در یک سطح قابل قبول، لازم باشد. در وضعیت های

بعدی، افزودن تجهیزاتی برای بازیافت منومر از جوی جاری یاد شده مورد نیاز است.

هیدرولیز متیل به اسید اسیتیک و متانل، در حضور آب یک واکنش برگشت پذیر می باشد. واکنش بصورت ترمودینامیکی دارای یک تعادل ثابت در ۲۵ است که در حجم ۷۰۰ برآورد شده است. در حضور آب زیاد واکنش می

آنجا به قسمت بالایی ستون هیدرولیز هل داده می شود. جریان بازپس گرفته شده از ستون شامل مقادیر کمی از متیل استات می باشد. در فرآیند حاضر، هیدرولیز متیل استات بیش از ۹۹%  به نظر می آید. مقدار کم متیل استات در جریان هیدرولیز به جریان متانل بازیافت شده در ستون متانل وادر شده (۵۳۰-C) و دوباره وارد گردش پلیمریزاسیون و سیستم هیدرولیز  PVAC می شود. وجود میزان کمی متیل استات در محلول پلیمریزاسیون، بر سرعت پلیمریزاسیون تأثیری ندارد. احتمالاً تأثیر آن بر هیدرولیز PVAC هنگامی که مقدار زیادی از متیل استات در واکنش هیدرولیز کاتالیز شده با سود تولید می شود، صفر می شود.

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.

 

[/tab][/tabgroup]

خرید و دانلود فوری

نسخه کامل و آماده
4900 تومانبرای دریافت نسخه کامل

94 صفحه فارسی

فونت استاندارد/ Yagut/16

فرمت فایل WORDوPDF

دارای ضمانت بازگشت وجه

نسخه قابل ویرایش+نسخه آماده چاپ

دریافت فوری + ارسال به ایمیل

[well boxbgcolor=”#e5e5e5″ class=”fontawesome-section”][tblock title=”برای مشاهده تمام پروژه ها ، تحقیق ها و پایان نامه های مربوط به رشته ی خود روی آن کلیک کنید.”][/well]

(برای امنیت و سهولت بیشتر پیشنهاد میشود با نرم افزارهای موزیلا فایر فاکس و یا گوگل کروم وارد شوید)

***************************

*************************************

پرداخت از درگاه امن شاپرک  با همکاری شرکت زرین پال صورت میگیرد

 ۱۵ درصد از درآمد فروش این فایل به کودکان سرطانی(موسسه خیریه کمک به کودکان سرطانی) اهدا میشود

پس از پرداخت،علاوه بر ارسال فوری فایل ها به ایمیلتان،مستقیماً به صورت اتوماتیک به لینک دانلود فایل ها  ارجاع داده میشوید.

در صورت نیاز به هرگونه راهنمایی با ایمیل (MASTER@NEXAVARE.COM) یا شماره تماس پشتیبان (۰۹۳۶۹۲۵۴۳۲۹) در ارتباط باشید

[alert type=”alert-danger”]کاربر گرامی، برای تهیه این اثر هزینه و زمان زیادی صرف شده است.که اکنون با این قیمت ناچیز در اختیار شما قرار گرفته است.لطفاً  تنها جهت استفاده دانشجویی یا شخصی خرید نمایید.همچنین اگر مدیر یک وبسایت یا وبلاگ هستید خواهش میکنیم آن را کپی نکنید.و یا در صورت کپی منبع را به صورت لینک درج نمایید. ضمناً شرعاً هم لازم به کسب رضایت است که به علت زحمت زیاد در انتشار ، کارشناسان ما رضایت استفاده بدون پرداخت هزینه آن را ندارند.تشکر از حمایت شما[/alert]


درباره نویسنده

publisher4 206 نوشته در سیستم همکاری در خرید و فروش فایل نگزاوار دارد . مشاهده تمام نوشته های

دیدگاه ها


دیدگاه‌ها بسته شده‌اند.