Proizvodnja i uporaba polivinil alkohola. Svojstva i primjena polivinil alkohola polivinil alkohola u bojama otpornim na vatru

Polivinil alkohol je sintetski vodotopljiv i ujedno termoplastičan polimer. Ova tvar se sintetizira zbog reakcije razmjene alkoholize i alkalne hidrolize. Polivinil alkohol je prvi put otkriven 1924. Tvar su stvorili njemački kemičari Wolfram Gonel i Willy Herman.

Polivinil alkohol: dobivanje

Za razliku od mnogih vinilnih polimera, ova tvar ne nastaje kao rezultat polimerizacije odgovarajućih komponenti. Monomer ovog proizvoda javlja se samo kao tautomerni oblik acetaldehida. Polivinil alkohol se dobiva potpunom ili djelomičnom hidrolizom tvari kao što je polivinil acetat. Ova metoda vam omogućuje uklanjanje etil acetatnih skupina iz konačnog alkohola.

Što se tiče industrijske proizvodnje proizvoda od polivinila, postoji nekoliko načina. U tom slučaju tvar se saponificira u alkoholnom mediju ili u vodenom mediju u prisutnosti baza i kiselina.

2002. godine, pod vodstvom A. A. Kuznetsova, razvijena je učinkovitija metoda za dobivanje proizvoda. U ovom slučaju izrađena je bezgelnom metodom. Ova metoda ima mnoge prednosti u odnosu na prethodne. Prije svega, potrebno je istaknuti relativno nisku cijenu, kratkotrajnost sinteze i visoku produktivnost.

Koja su svojstva tvari

Polivinil alkohol ima široku primjenu u mnogim područjima. To se može objasniti njegovim glavnim svojstvima. Ova tvar ima svojstva ljepila, emulgatora i stvaranja filma.

Osim toga, PVA (polivinil alkohol) savršeno podnosi učinke otapala, masti i ulja. Tvar je bez mirisa i potpuno netoksična. Polimer ima visoku vlačnu čvrstoću i fleksibilnost. Treba napomenuti da polivinil alkohol sadrži puno kisika.

Međutim, vrijedi uzeti u obzir da ova svojstva proizvoda izravno ovise o nekim čimbenicima, uključujući vlažnost. S povećanjem ovog pokazatelja, tvar počinje apsorbirati vodu. Također djeluje na polimer kao plastifikator. Zbog toga polivinil alkohol gubi snagu. U nekim slučajevima tvar se potpuno raspada i zatim otapa u vodi.

Osnovna svojstva

Što je to tvar - polivinil alkohol? Primjena mu je prilično široka. Dakle, što trebate znati o proizvodu:

Molekulska formula - C 2 H 4 O x.
Temperatura na kojoj tvar vrije: 228°C.
Gustoća - 1,19 - 1,31 g / cm 3.
Temperatura pri kojoj se tvar tali je 200°C.

Upotreba tvari za dobivanje polimera

Najčešće se polivinil alkohol koristi za dobivanje drugih polimera, na primjer:

Polivinil acetal. Ova tvar nastaje kao rezultat interakcije polivinil alkohola s aldehidima.
Polivinil nitrat je ester polivinil alkohola i dušične kiseline.

Za što se koristi i gdje

Polivinil alkohol se zbog svojih svojstava koristi kao modifikator i zgušnjivač u sastavu polivinil acetatnih ljepila. U Kini se ova tvar koristi kao stabilizator za polimerizaciju emulzije, kao i kao zaštitni koloid u proizvodnji polivinil acetatnih disperzija.

Često se proizvod koristi u tekstilnoj industriji. U Sjevernoj Koreji i Japanu polivinil alkohol se naširoko koristi u proizvodnji vlakana.

U kojim se industrijama tvar koristi?

Polivinil alkohol se odavno koristi u potpuno različitim poljima i industrijama. Izrađuje se od:

Pokrivni papir za košuljice.
Zaporni sloj u spremnicima od polietilen tereftalata za ugljični dioksid.
Vodotopivi film za proizvodnju praškova za pranje u posebnim kapsulama.
Lubrikant za tvrde kontaktne leće, dodaje se i kapima za oči.
Za uzimanje uzorka potreban je fiksativ.
Vlakna za armiranje elemenata u betonskom mortu.
Sredstvo za embolizaciju u medicinskim postupcima.
Ljepilo i zgušnjivač u proizvodnji svih vrsta šampona, kao i lateksa.
Emulgator u mnogim granama prehrambene industrije.
Embolizirajuće sredstvo u liječenju onkoloških bolesti bez kirurške intervencije.

Medicinska i prehrambena industrija

Polivinil alkohol je fiziološki neutralna tvar. Zbog toga se često koristi ne samo u medicinskoj, već iu prehrambenoj industriji. U pravilu se ovaj proizvod koristi kao aditiv za glaziranje, zadržavanje vode i stvaranje filma. Dobila je međunarodno ime - E1203.

Zahvaljujući polivinil alkoholu, nakon raznih tretmana, moguće je održavati vlagu u potrebnoj količini u proizvodima. Važno je napomenuti da se aditiv E1203 često koristi za izradu glazure, kojom su prekriveni mnogi plodovi mora.

Vatrostalna boja nastaje miješanjem veziva, pigmenta i punila. Kao rezultat toga, pojavljuje se film koji ne samo da služi kao dobra zaštita od požara, već također obavlja dekorativne funkcije. Važna komponenta vatrostalne boje je polivinil alkohol.

Kako koristiti vatrostalnu boju

Postupak se sastoji u miješanju suhe mješavine s vezivom otpornim na temperaturu (na primjer, staklo tekuće konzistencije, čija je gustoća 1,3-1,4 g/cm3 i organosilikonska boja tipa VN-30). Ova radnja se odvija na samom mjestu lakiranja. Treba napomenuti da u svakom slučaju boja ostaje održiva nakon miješanja 6-12 sati.

Ova vrsta materijala prikladna je za bojanje raznih vrsta motora (npr. mlaznih motora), konstrukcija izmjenjivača topline, prigušivača automobila, razdjelnika, raznih vrsta cjevovoda, uređaja za grijanje prostora, kao i za peći raznih namjena.

Koje su prednosti dotične boje?

U svijetu postoji velik broj boja i boja s protupožarnom funkcijom. Ali vatrostalna boja se izdvaja od ostalih u smislu velikog broja prednosti:

Polivinil alkohol u bojama otpornim na vatru

Polivinil alkohol je polivinil alkohol najjednostavnijeg sastava, koji nastaje u procesu saponifikacije polivinil acetata u određenoj vrsti medija (alkalnom ili kiselom). U ovom slučaju, procesi razgradnje se odvijaju u malo potisnutom stupnju, pa se težina IIBC molekula praktički ne razlikuje od težine molekula polivinil acetata (20-100 tisuća).

Formula polivinil alkohola:

Valja napomenuti da se glavni industrijski proizvodi IIBC koriste za stvaranje vinola, vlakna sintetskog podrijetla. U procesu proizvodnje boja i lakova, polivinil alkohol djeluje kao zaštitni koloid, kao i element koji stvara film za boje na bazi vode. Potonji način primjene povezan je s prisutnošću određenih fizikalnih i mehaničkih karakteristika nevinilnih alkoholnih filmova u danom alkoholu, osim toga, postoji ovisnost o sposobnosti transformacije takvih filmova na trodimenzionalni način kao rezultat najvećeg prosperiteta aktivnih procesa hidroksilnih skupina polivinil alkohola u takvim reakcijama kao što su supstitucija, esterifikacija, oksidacija - oporavak, kao i stvaranje kompleksa.

Postupci pretvorbe polivinil alkohola:

Neviskozne otopine polivinil alkohola dobivaju se kao rezultat djelovanja s PVA, čija je težina molekula mala, a pH je 6-7 jedinica. U ovom slučaju, koncentracija takvih otopina određena je u rasponu od 10-13% (iznad 15%, razina viskoznosti postaje oštro viša). Ako postoji sadržaj acetatnih skupina sedimentne prirode< 5 мол. %, то реакция в воде (растворение) проходит при определенной температуре, которая нередко достигает 60-70 градусов. Сольвары, вещества, имеющие способность неполного омыления поливинилацетата и содержащие группы ацетата 13-20%, воздействуют с водой в ходе растворения при комнатном режиме температуры.

Ako se polivinilni alkohol oksidira kalijevim bromatom, permanganatom ili bikromatom (javljaju se i drugi oksidansi), dolazi do procesa razgradnje pri čemu se stvaraju nove skupine s udjelom kisika. Među njima su aldehid i karboksil, koji se nalaze na krajevima lanca. Sama struktura sadrži ketonske skupine.
Moguće je oblikovati trodimenzionalno prošivenu strukturu. To se događa kao rezultat dehidracije produkta razgradnje polivinil alkohola (oksidativna reakcija). Učinak je pojačan djelovanjem sumporne kiseline koja služi kao čestica koja uklanja vodu. Ovaj tip strukture postiže se stvaranjem poprečnih acetalnih ili esterskih tipova veza.
U procesu oksidacije polivinil alkohola u otopini vode uz pomoć derivata odvijaju se dvije metode transformacije (ovo ovisi o reakciji svojstvenoj mediju). Jedna od njih je da ioni organiziraju umrežavanje dodatne razine, uslijed čega u kombinaciji s hidroksilnim i ketonskim skupinama oksidiranog polivinil alkohola stvaraju spojeve složene prirode. Važno je napomenuti da je ova opcija poželjnija.

Tako su kao rezultat razmatranih transformacijskih procesa oblikovane i puštene u proizvodnju boje suhe konzistencije na vodenoj osnovi, kao i kit strukture za gradnju raznih objekata. Važno je znati da se polivinil alkohol može zamijeniti solvarom, a dikromat kromnim anhidridom.

Sam proces stvaranja boja suhe konzistencije sastoji se od pomicanja komponenti u kugličnom mlinu ili na klizačima. Materijali za slikanje se razrjeđuju vodom ili kiselinom (u razrijeđenom obliku). Ova se radnja izvodi nigdje drugdje nego na gradilištu. Nanose se standardnim metodama bez upotrebe kita na podloge s blago alkalnim ili neutralnim svojstvima. Među njima su cigla, beton ili zastarjela žbuka. Također se može nanositi na jako alkalne podloge, pod uvjetom da su premazane temeljnim premazom. Ova vrsta boje koristi se za premaze koji svoje funkcije obavljaju izravno u zatvorenom prostoru.

Stol. Podjela vrsta polivinil alkohola prema području primjene

Marka	Primjenjivost
	Kao pomoćna komponenta svjetlosno osjetljivih rješenja za kopiranje za izradu cinkografskih klišea za referentne tiskarske ploče i tiskane ploče
	Kao pomoćna komponenta rješenja osjetljivih na svjetlo za izradu višeslojnih tiskanih pločica parnim prešanjem i oplatama kroz rupe, za dvostrane tiskane pločice kombiniranom pozitivnom metodom
	Materijal za impregnaciju u proizvodnji trajnog prozirnog papira otpornog na ulje
6/1, 8/1, 16/1, 20/1	Vezivo za proizvodnju finih kalupnih prahova za keramiku i pijeska za jezgre za lijevanje
16/1, 18/11, 20/1	Za kalibriranje vlakana i pređe od prirodnih, umjetnih, sintetičkih vlakana Kao emulgator za pripremu emulzija u peroksidnom izbjeljivanju pamučnog konca za šivanje
6/1, 8/1, 11/2, 16/1, 20/1, 40/2	Za sintezu polivinil acetala kao emulgatora i stabilizatora u emulzijskoj polimerizaciji vinil acetata i drugih monomera
	Kao stabilizator u suspenzijskoj polimerizaciji stirena i u proizvodnji kopolimerne disperzije na bazi vinil acetata
6/1, 8/1, 11/2, 16/1, 5/9	U proizvodnji ljepila, u čistom obliku i pomiješana s punilom za lijepljenje kože, tkanine, papira, za lijepljenje etiketa
40/2 vrhunska ocjena	U proizvodnji polaroida
	Kao dodatak suspenziji krede

Stol. Polivinil alkohol - utjecaj na vrijednosti bjeline

Put	Stupanj polimerizacija	Stupanj hidroliza	Vrijeme zagrijavanja (min) i bjelina (%)
Put	-	-	0	30	45	60	90	105	120	135	150
C1	2400	98,5	91,8	89,6	28,4	0	-	-	-	-	-
C2	500	98,5	92,6	89,6	43,1	0	-	-	-	-	-
C3	2400	88	91,9	89,0	77,7	61,2	22,2	0	-	-	-
E1	500	88	92,5	92,0	89,5	87,2	84,8	83,1	75,5	27,8	0,0
E2	500	75	92,3	92,9	89,5	87,1	82,8	61,4	0,0	-	-
E3	300	88	92,0	90,2	89,3	88,6	83,7	83,1	74,1	56,2	00
E4	300	80	92,7	90,4	89,9	88,8	84,0	83,4	71,5	0,0	-
E5	300	75	91,9	91,0	89,3	88,7	84,4	84,1	69,9	0,0	-

Polivinil klorid - primjena u vatrootpornim bojama

PVC materijal se naširoko koristi u proizvodnji vatrootpornih boja, a kako bismo se u to uvjerili, bilo bi preporučljivo razmotriti glavne karakteristike polivinil klorida.

Bijeli prah - ovo je izgled PVC-a. Postoji klasifikacija dotičnog materijala.

Vrste PVC-a:

Plastificiran (prikladna je uporaba plastifikatora);
Nije plastificirano.

Kemijski sastav polivinil klorida uključuje tri glavne tvari: vodik, ugljik i klor. PVC je izuzetno otporan na mnoge kemikalije.

Ovaj element je izravno povezan sa skupinom polimera koji koriste ne samo ulje kao glavni proizvod proizvodnje. Sirovine u ovom slučaju mogu biti tvari poput etilena (43%), ekstrahirane iz nafte i klora (57%), koji se dobiva tijekom prerade kuhinjske soli.

Među područjima primjene polivinil klorida treba istaknuti mnoge točke:

Zaključno, važno je napomenuti da PVC ima široku primjenu u raznim industrijama: građevinarstvu, automobilskoj industriji, medicinskim materijalima i robe široke potrošnje. To govori da je PVC vrlo popularan u društvu i da s vremenom postaje gotovo neizostavan materijal.

srodni materijali

Ljudi su sve više zabrinuti zbog potrebe zaštite svojih domova, radnih i proizvodnih pogona itd. od paljenja. Zaštita materijala i konstrukcija od požara postala je vruća tema. Kupci sve ozbiljnije pristupaju provjeri upotrebe protupožarne zaštite u građevinskim konstrukcijama od raznih materijala pa čak i metala. Boje koje se koriste u građevinarstvu i koje su navodno “nezapaljive” testiraju se najtemeljitije. No, nažalost, većina građevinskih materijala otporna je na vatru samo na papiru. Zapravo je sve potpuno drugačije.

Prema proizvođačima HybridRED-a, može zaštititi vlakove i vagone podzemne željeznice od vatre i dima.

Finska tvrtka Finnester Coatings kaže da njen novi premaz može zaštititi vlakove i podzemne željeznice od požara i oštećenja od dima, čime ispunjava nove europske standarde zaštite od požara.

Kemijska formula polivinil alkohola je (C2H4O)x, gdje je x odgovoran za stupanj polimerizacije. Ova tvar je predstavljena u obliku bijelog ili svijetlo krem praha.

Polivinil alkohol nema specifičan miris i okus. Smatra se termoplastičnim polimerom, pa se dobro otapa u raznim tekućinama: glicerinu, vodi, urei, dimetilformaldehidu. PVA vrije na temperaturi od 228°C, ali se počinje topiti već na 200°C.

Na polivinil alkohol ne utječu agresivne tvari:

. ulja,
. benzin,
. alkalne otopine,
. kerozin itd.

Osim toga, ova tvar ne emitira toksine. U svom sastavu ovaj prah uvijek sadrži oko 5% vode. Takva komponenta čini alkohol plastičnijim. Također, za povećanje svojstava plastificiranja, u sastav polivinil alkohola dodaju se:

. glicerol,
. butilen glikol,
. fosforna kiselina.

U industrijskim razmjerima, ovaj prah se dobiva kao rezultat polimer-analognih reakcija. U njima sudjeluju i jednostavni i složeni spojevi polivinil etera. U praksi se ovaj proces događa zbog saponifikacije polivinil acetata u alkoholnom mediju. Također, PVA može reagirati s bazama i kiselinama koje se nalaze u vodi.

Postoji nekoliko vrsta polivinil alkohola, a dijele se na: potpuno hidrolizirane i djelomično hidrolizirane. Jedan od najpopularnijih brendova u tekstilnoj industriji je 16. brend. Polivinil alkohol 16 ima bijelu boju i proizvodi se u obliku granula. Koristi se tijekom obrade tkanina i kože.

PVA svojstva

Svojstva polivinil klorida vrlo su raznolika, budući da na njega može snažno utjecati vlažnost zraka. S povećanom vlagom, počinje gubiti gustoću. U normalnim klimatskim uvjetima ova tvar ima visoku elastičnost i čvrstoću. Ovaj alkohol je u stanju prenijeti adhezivna svojstva na sirovinu.

PVA također ima svojstva stvaranja filma, ali se u isto vrijeme ne može otopiti u kiselinama, alkalijama i otapalima. Ako voda dospije na suhi PVA prah, tada će se ovaj materijal potpuno otopiti u njemu.

Ljepilo na bazi polivinil alkohola karakterizira visoka gustoća i viskoznost. Koristi se u proizvodnji kontejnera, krojenju. Otporan je na benzin, ulja i kiseline.

Primjena PVA

Ovaj prah je uključen u proces proizvodnje drugih polimernih spojeva. Uz to dobivate:

. polivinil nitrat,
. polivinil acetal,
. polivinil acetatne disperzije.

U Aziji, PVA je uključen u proizvodnju tekstilnih vlakana i tkanina. Ako ovaj materijal razmotrimo s gledišta univerzalnosti, onda se koristi u gotovo svim sferama ljudske aktivnosti.

U području poljoprivrede, dodaje se u sastave sintetskih gnojiva, kvalitativno poboljšavaju sastav tla.

U metalurškom području, PVA se koristi za otvrdnjavanje čelika.

Polivinil alkohol je nezamjenjiva komponenta u proizvodnji građevinskih materijala. Pomaže u zaštiti premaza mnogih materijala.

Ovaj se materijal može naći u formulacijama parfema i kozmetike.

Otopina polivinil alkohola u sastavu ljepila pomaže pri lijepljenju raznih tkanina, kože, papira i drugih materijala. Koristi se za pričvršćivanje oznaka i naljepnica.

U zapadnim zemljama ova tvar je pronašla svoju primjenu čak iu području slikarstva. Uz njegovu pomoć provodi se konzervacija ikoničnih antičkih eksponata.
Proizvodnja polivinil alkohola pomaže liječnicima u obavljanju transfuzije krvi, fiksaciji prilikom uzimanja uzoraka.

PVA niske molekularne težine koristi se u procesu proizvodnje hrane. Uvodi se u formulacije proizvoda kao sredstvo za glaziranje. Prerađuju ribu, plodove mora, kobasice.

Također je vrijedno napomenuti da se ovaj prah uvodi u sastave:

. kapi za oči,
. sredstva za pranje kontaktnih leća,
. građevinska oprema,
. materijali za pakiranje topljivi u vodi,
. šamponi, gelovi i balzami.

Neki internetski izvori tvrde da se ranije polivinil alkohol mogao naći u bilo kojoj ljekarni. Trenutno je ovaj polimer zabranjen za upotrebu u prehrambenoj industriji na području Ruske Federacije. U svijetu se mogu označiti kao prehrambeni aditiv E1203.

Proizvođači i cijena

Glavni svjetski proizvođači polivinil alkohola su zemlje:

. Kina,
. Koreja,
. SAD.
. Japan,
. Španjolska.

U Ruskoj Federaciji ovaj materijal proizvode tvrtke:

. OOO OdiKhim,
. VitaChem LLC,
. Economic Chemical LLC,
. Status OOO.

Prosječna cijena za polivinil alkohol je 2,5-3,5 dolara. Pakiranje PVA vrši se u vrećama, težine od 20 kg. Ovaj materijal potrebno je skladištiti u suhim i dobro prozračenim prostorijama. Temperatura zraka treba biti na sobnoj temperaturi.

U skladištima s PVA strogo je zabranjena visoka vlažnost. Polivinil alkohol se može skladištiti u hrpama. Ako su ispunjeni svi zahtjevi za skladištenje ovog materijala, on može zadržati svoja svojstva na neodređeno vrijeme.

Polivinil alkohol je umjetni sintetski termoplastični polimer topiv u vodi. Sinteza polivinil alkohola je reakcija izmjene alkalne hidrolize ili alkoholize.

Polivinil alkohol otkrili su njemački kemičari Willy Hermann i Wolfram Gonel 1924. godine.

Za razliku od mnogih vinilnih polimera, polivinil alkohol se ne proizvodi polimerizacijom odgovarajućih monomera. Monomer polivinil alkohola postoji isključivo kao tautomerni oblik stabilnog acetaldehida. Proizvodnja polivinil alkohola odvija se djelomičnom ili potpunom hidrolizom polivinil acetata kako bi se uklonile etil acetatne skupine.

Industrijske metode za proizvodnju polivinil alkohola su različite mogućnosti saponifikacije polivinil alkohola u vodenom ili alkoholnom mediju u prisutnosti kiselina i baza.

Godine 2002. pod vodstvom Kuznetsova A.A. Enikolopov u Moskvi razvio je metodu proizvodnje polivinil alkohola bez gela, koja ima niz prednosti u odnosu na druge metode, kao što su niska cijena, visoka produktivnost i kratkotrajna sinteza.

Svojstva polivinil alkohola

Svojstva polivinil alkohola u obliku filma, emulgiranja i lijepljenja omogućuju njegovu upotrebu u raznim industrijama i područjima. Polivinil alkohol je otporan na ulja, masti i otapala. Bez mirisa je i netoksičan, ima visoku vlačnu čvrstoću i fleksibilnost te ima visok sadržaj kisika.

Međutim, ova svojstva polivinil alkohola su u izravnom odnosu s vlagom, s povećanjem koje apsorbira vodu. Voda, koja djeluje kao plastifikator, smanjuje snagu polivinil alkohola. Potpuno se raspada i brzo se otapa u njemu.

Molekularna formula polivinil alkohola je C2H4Ox, gustoća je od 1,19 do 1,31 g/cm³, talište je 200°C, vrelište je 228°C.