Výroba a použitie polyvinylalkoholu. Vlastnosti a aplikácie polyvinylalkoholu Polyvinylalkohol v náteroch spomaľujúcich horenie

Polyvinylalkohol je syntetický vo vode rozpustný a zároveň termoplastický polymér. Táto látka sa syntetizuje v dôsledku výmennej reakcie alkoholýzy a alkalickej hydrolýzy. Polyvinylalkohol bol prvýkrát objavený v roku 1924. Látku vytvorili nemeckí chemici Wolfram Gonel a Willy Herman.

Polyvinylalkohol: získanie

Na rozdiel od mnohých vinylových polymérov táto látka nevzniká v dôsledku polymerizácie zodpovedajúcich zložiek. Monomér tohto produktu sa vyskytuje iba ako tautomérna forma acetaldehydov. Polyvinylalkohol sa získava úplnou alebo čiastočnou hydrolýzou látky, ako je polyvinylacetát. Táto metóda vám umožňuje odstrániť etylacetátové skupiny z konečného alkoholu.

Pokiaľ ide o priemyselnú výrobu polyvinylového produktu, existuje niekoľko spôsobov. V tomto prípade sa látka zmydelní v alkoholovom prostredí alebo vo vodnom prostredí v prítomnosti zásad a kyselín.

V roku 2002 bola pod vedením A. A. Kuznetsova vyvinutá efektívnejšia metóda na získanie produktu. V tomto prípade bol vyrobený bezgélovou metódou. Táto metóda má oproti predchádzajúcim veľa výhod. V prvom rade je potrebné vyzdvihnúť relatívne nízku cenu, krátkodobú syntézu a vysokú produktivitu.

Aké sú vlastnosti látky

Polyvinylalkohol je široko používaný v mnohých oblastiach. To možno vysvetliť jeho hlavnými vlastnosťami. Táto látka má adhézne, emulgačné a filmotvorné vlastnosti.

Okrem toho PVA (polyvinylalkohol) dokonale znáša účinky rozpúšťadiel, tukov a olejov. Látka je bez zápachu a úplne netoxická. Polymér má vysokú pevnosť v ťahu a pružnosť. Treba poznamenať, že polyvinylalkohol obsahuje veľa kyslíka.

Je však potrebné zvážiť, že tieto vlastnosti produktu priamo závisia od niektorých faktorov vrátane vlhkosti. S nárastom tohto indikátora látka začne absorbovať vodu. Pôsobí aj na polymér ako zmäkčovadlo. Výsledkom je, že polyvinylalkohol stráca svoju silu. V niektorých prípadoch sa látka úplne rozloží a potom sa rozpustí vo vode.

Základné vlastnosti

Čo je to za látku - polyvinylalkohol? Jeho uplatnenie je pomerne široké. Čo teda potrebujete vedieť o produkte:

Molekulový vzorec - C2H4Ox.
Teplota, pri ktorej látka vrie: 228°C.
Hustota - 1,19 - 1,31 g / cm3.
Teplota, pri ktorej sa látka topí, je 200 °C.

Použitie látky na získanie polymérov

Najčastejšie sa polyvinylalkohol používa na získanie iných polymérov, napríklad:

Polyvinylacetál. Táto látka vzniká v dôsledku interakcie polyvinylalkoholu s aldehydmi.
Polyvinylnitrát je ester polyvinylalkoholu a kyseliny dusičnej.

Na čo sa používa a kde

Polyvinylalkohol sa vďaka svojim vlastnostiam používa ako modifikátor a zahusťovadlo v zložení polyvinylacetátových lepidiel. V Číne sa táto látka používa ako stabilizátor pri emulznej polymerizácii a tiež ako ochranný koloid pri výrobe disperzií polyvinylacetátu.

Výrobok sa často používa v textilnom priemysle. V Severnej Kórei a Japonsku je polyvinylalkohol široko používaný pri výrobe vlákien.

V akých odvetviach sa látka používa?

Polyvinylalkohol sa už dlho používa v úplne iných oblastiach a odvetviach. Je vyrobený z:

Krycí papier na vložky.
Bariérová vrstva v polyetyléntereftalátových nádobách na oxid uhličitý.
Vodou riediteľná fólia na výrobu pracích práškov v špeciálnych kapsuliach.
Lubrikant na tvrdé kontaktné šošovky, pridáva sa aj do očných kvapiek.
Na odber vzoriek je potrebný fixačný prostriedok.
Vlákna na vystuženie prvkov v betónovej malte.
Embolizačné činidlo v liečebných postupoch.
Lepidlo a zahusťovadlo pri výrobe všetkých druhov šampónov, ako aj latexu.
Emulgátor v mnohých odvetviach potravinárskeho priemyslu.
Embolizujúce činidlo pri liečbe onkologických ochorení bez chirurgického zákroku.

Lekársky a potravinársky priemysel

Polyvinylalkohol je fyziologicky neutrálna látka. Preto sa často používa nielen v medicíne, ale aj v potravinárskom priemysle. Spravidla sa tento produkt používa ako glazúrovacia, vodu zadržiavajúca a filmotvorná prísada. Dostala medzinárodné meno - E1203.

Vďaka polyvinylalkoholu je možné po rôznych úpravách udržať vlhkosť v produktoch v správnom množstve. Stojí za zmienku, že prísada E1203 sa často používa na výrobu glazúry, ktorou sú pokryté mnohé morské plody.

Žiaruvzdorná farba vzniká zmiešaním spojiva, pigmentu a plniva. V dôsledku toho sa objaví film, ktorý slúži nielen ako dobrá ochrana pred ohňom, ale plní aj dekoratívne funkcie. Dôležitou zložkou žiaruvzdornej farby je polyvinylalkohol.

Ako používať žiaruvzdornú farbu

Proces spočíva v zmiešaní suchej zmesi s teplotne odolným spojivom (napríklad sklo tekutej konzistencie, ktorého hustota je 1,3-1,4 g/cm3 a organokremičitá farba typu VN-30). Táto akcia prebieha priamo na mieste maliarskych prác. Treba poznamenať, že v každom prípade farba zostáva životaschopná po zmiešaní počas 6-12 hodín.

Tento typ materiálu je vhodný na lakovanie rôznych typov motorov (napríklad prúdových motorov), konštrukcií výmenníkov tepla, automobilových tlmičov, potrubí, rôznych typov potrubí, zariadení na vykurovanie priestorov, ako aj pecí na rôzne účely.

Aké sú výhody predmetnej farby?

Vo svete existuje veľké množstvo náterových výrobkov s protipožiarnou funkciou. Žiaruvzdorná farba však vyniká od ostatných, pokiaľ ide o obrovské množstvo výhod:

Polyvinylalkohol v náteroch spomaľujúcich horenie

Polyvinylalkohol je polyvinylalkohol najjednoduchšieho zloženia, ktorý vzniká procesom zmydelnenia polyvinylacetátu v určitom type média (alkalickom alebo kyslom). Degradačné procesy v tomto prípade prebiehajú v mierne potlačenej miere, takže hmotnosť molekúl IIBC sa prakticky nelíši od hmotnosti molekúl polyvinylacetátu (20-100 tis.).

Vzorec polyvinylalkoholu:

Je potrebné poznamenať, že hlavné priemyselné produkty IIBC sa používajú na výrobu vinolu, vlákna syntetického pôvodu. Vo výrobnom procese farieb a lakov pôsobí polyvinylalkohol ako ochranný koloid a tiež ako filmotvorný prvok pre farby na vodnej báze. Posledný spôsob aplikácie je spojený s prítomnosťou určitých fyzikálnych a mechanických charakteristík nevinylalkoholových fólií v danom alkohole, okrem toho existuje závislosť od schopnosti transformovať takéto fólie trojrozmerným spôsobom. najvyššej prosperity aktívnych procesov hydroxylových skupín polyvinylalkoholu v takých reakciách, ako je substitúcia, esterifikácia, oxidácia - regenerácia, ako aj tvorba komplexov.

Procesy konverzie polyvinylalkoholu:

Neviskózne roztoky polyvinylalkoholu sa získajú v dôsledku pôsobenia PVA, ktorého hmotnosť molekúl je malá a pH je 6 až 7 jednotiek. V tomto prípade sa koncentrácia takýchto roztokov stanovuje v rozsahu 10-13% (nad 15% sa hladina viskozity prudko zvyšuje). Ak je obsah acetátových skupín sedimentárneho charakteru< 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.

Ak sa polyvinylalkohol oxiduje bromičnanom draselným, manganistanom alebo bichrómanom draselným (vyskytujú sa aj iné oxidačné činidlá), dochádza k degradačnému procesu, v dôsledku ktorého vznikajú nové skupiny s obsahom kyslíka. Medzi nimi sú aldehyd a karboxyl, ktoré sa nachádzajú na koncoch reťazca. Samotná štruktúra obsahuje ketónové skupiny.
Je možné vytvoriť štruktúru zošitú trojrozmerným spôsobom. K tomu dochádza v dôsledku dehydratácie produktu degradácie polyvinylalkoholu (oxidačná reakcia). Účinok je zosilnený pôsobením kyseliny sírovej, ktorá slúži ako častica odstraňujúca vodu. Tento typ štruktúry sa dosahuje vytvorením priečnych acetálových alebo esterových typov väzieb.
V procese oxidácie polyvinylalkoholu vo vodnom roztoku pomocou derivátov prebiehajú dva spôsoby transformácie (závisí to od reakcie, ktorá je vlastná médiu). Jedným z nich je, že ióny organizujú zosieťovanie ďalšej úrovne, v dôsledku čoho v kombinácii s hydroxylovými a ketónovými skupinami oxidovaného polyvinylalkoholu vytvárajú zlúčeniny komplexnej povahy. Je dôležité poznamenať, že táto možnosť je výhodnejšia.

V dôsledku uvažovaných transformačných procesov sa tak vytvorili a zaviedli do výroby vodou riediteľné farby so suchou konzistenciou, ako aj tmelové štruktúry na stavbu rôznych objektov. Je dôležité vedieť, že polyvinylalkohol môže byť nahradený solvarom a dichróman môže byť nahradený anhydridom chrómu.

Samotný proces vytvárania farieb suchej konzistencie spočíva v posúvaní komponentov v guľovom mlyne alebo na bežcoch. Materiály na maľovanie sa riedia vodou alebo kyselinou (v zriedenej forme). Tento úkon sa nevykonáva nikde inde ako na stavenisku. Nanášajú sa štandardnými metódami bez použitia tmelu na podklady s mierne alkalickými alebo neutrálnymi vlastnosťami. Medzi ne patrí tehla, betón alebo zastaraná omietka. Môže sa aplikovať aj na silne alkalické podklady za predpokladu, že sú natreté základným náterom. Tento typ farby sa používa na nátery, ktoré plnia svoje funkcie priamo v interiéri.

Tabuľka. Rozdelenie stupňov polyvinylalkoholu podľa oblasti použitia

značka	Použiteľnosť
	Ako súčasť svetlocitlivých kopírovacích riešení na výrobu zinkografických klišé pre referenčné tlačové dosky a dosky plošných spojov
	Ako súčasť svetlocitlivých riešení na výrobu viacvrstvových dosiek plošných spojov párovým lisovaním a pokovovaním cez otvory, pre obojstranné dosky plošných spojov kombinovanou pozitívnou metódou
	Impregnačný materiál pri výrobe olejovzdorného odolného priesvitného papiera
6/1, 8/1, 16/1, 20/1	Spojivo na výrobu jemných formovacích práškov na keramiku a jadrových pieskov na odlievanie
16/1, 18/11, 20/1	Na šlichtovanie vlákien a priadzí vyrobených z prírodných, umelých, syntetických vlákien Ako emulgátor na prípravu emulzií pri peroxidovom bielení bavlnených šijacích nití
6/1, 8/1, 11/2, 16/1, 20/1, 40/2	Na syntézu polyvinylacetálov ako emulgátor a stabilizátor pri emulznej polymerizácii vinylacetátu a iných monomérov
	Ako stabilizátor pri suspenznej polymerizácii styrénu a pri výrobe kopolymérnej disperzie na báze vinylacetátu
6/1, 8/1, 11/2, 16/1, 5/9	Pri výrobe lepidiel, v čistej forme a zmiešané s plnivom na lepenie kože, látok, papiera, na lepenie štítkov
40/2 najvyšší stupeň	Pri výrobe polaroidov
	Ako prísada do kriedovej suspenzie

Tabuľka. Polyvinylalkohol - vplyv na hodnoty belosti

spôsob	stupňa polymerizácia	stupňa hydrolýza	Čas zahrievania (min) a belosť (%)
spôsob	-	-	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	-

Polyvinylchlorid - aplikácia v náteroch spomaľujúcich horenie

Materiál PVC sa široko používa pri výrobe náterov spomaľujúcich horenie a aby sme sa o tom presvedčili, bolo by vhodné zvážiť hlavné charakteristiky polyvinylchloridu.

Biely prášok - to je vzhľad PVC. Existuje klasifikácia príslušného materiálu.

Druhy PVC:

Zmäkčené (vhodné je použitie zmäkčovadla);
Nemäkčené.

Chemické zloženie polyvinylchloridu zahŕňa tri hlavné látky: vodík, uhlík a chlór. PVC je extrémne odolné voči mnohým chemikáliám.

Tento prvok priamo súvisí so skupinou polymérov, ktoré využívajú nielen ropu ako hlavný produkt výroby. Surovinou môžu byť v tomto prípade látky ako etylén (43 %) extrahovaný z ropy a chlór (57 %), ktorý sa získava pri spracovaní kuchynskej soli.

Medzi oblasťami použitia polyvinylchloridu je potrebné zdôrazniť veľa bodov:

Na záver je dôležité poznamenať, že PVC má široké uplatnenie v rôznych odvetviach: stavebníctvo, automobilový priemysel, zdravotnícke materiály a spotrebný tovar. To naznačuje, že PVC je v spoločnosti veľmi obľúbené a postupom času sa stáva takmer nepostrádateľným materiálom.

súvisiace materiály

Ľudia sa čoraz viac obávajú potreby ochrany svojich domovov, pracovných a výrobných zariadení atď. zo zapálenia. Požiarna ochrana materiálov a konštrukcií sa stala horúcou témou. Čoraz vážnejšie pristupujú zákazníci pri kontrole použitia protipožiarnej ochrany v stavebných konštrukciách z rôznych materiálov a dokonca aj z kovu. Najdôkladnejšie sú testované farby používané v stavebníctve a údajne „nehorľavé“. Bohužiaľ, väčšina stavebných materiálov je ohňovzdorná iba na papieri. V skutočnosti je všetko úplne inak.

Podľa výrobcov HybridRED je schopný ochrániť vlaky a vozne metra pred ohňom a dymom.

Fínska spoločnosť Finnester Coatings tvrdí, že jej nový náter je schopný chrániť vlaky a metro pred poškodením požiarom a dymom, čím spĺňa nové európske normy požiarnej bezpečnosti.

Chemický vzorec polyvinylalkoholu je (C2H4O)x, kde x je zodpovedné za stupeň polymerizácie. Táto látka je prezentovaná vo forme bieleho alebo ľahkého krémového prášku.

Polyvinylalkohol nemá žiadnu špecifickú vôňu a chuť. Považuje sa za termoplastický polymér, takže sa dobre rozpúšťa v rôznych kvapalinách: glycerín, voda, močovina, dimetylformaldehyd. Vrie PVA pri teplote 228°C, ale začína sa topiť už pri 200°C.

Polyvinylalkohol nie je ovplyvnený agresívnymi látkami:

. oleje,
. benzín,
. alkalické roztoky,
. petrolej atď.

Okrem toho táto látka nevylučuje toxíny. Vo svojom zložení tento prášok vždy obsahuje asi 5% vody. Takáto zložka robí alkohol plastickejším. Na zvýšenie plastifikačných vlastností sa do zloženia polyvinylalkoholu pridávajú:

. glycerol,
. butylénglykol,
. kyselina fosforečná.

V priemyselnom meradle sa tento prášok získava ako výsledok reakcií analogických polymérom. Zúčastňujú sa na nich jednoduché aj zložité zlúčeniny polyvinyléterov. V praxi k tomuto procesu dochádza v dôsledku zmydelnenia polyvinylacetátu v alkoholovom médiu. PVA môže tiež reagovať so zásadami a kyselinami, ktoré sú vo vode.

Existuje niekoľko druhov polyvinylalkoholu, ktoré sa delia na: plne hydrolyzované a čiastočne hydrolyzované. Jednou z najobľúbenejších značiek v textilnom priemysle je 16. značka. Polyvinylalkohol 16 má bielu farbu a vyrába sa vo forme granúl. Používa sa pri spracovaní látok a kože.

Vlastnosti PVA

Vlastnosti polyvinylchloridu sú veľmi rôznorodé, pretože môže byť silne ovplyvnený vlhkosťou vzduchu. So zvýšenou vlhkosťou začína strácať na hustote. Za normálnych klimatických podmienok má táto látka vysokú elasticitu a pevnosť. Tento alkohol je schopný dodať surovine adhézne vlastnosti.

PVA má tiež filmotvorné vlastnosti, ale zároveň nie je schopný rozpúšťať sa v kyselinách, zásadách a rozpúšťadlách. Ak sa voda dostane na suchý prášok PVA, tento materiál sa v ňom úplne rozpustí.

Lepidlo na báze polyvinylalkoholu sa vyznačuje vysokou hustotou a viskozitou. Používa sa pri výrobe nádob, krajčírstve. Je odolný voči benzínu, olejom a kyselinám.

Aplikácia PVA

Tento prášok sa podieľa na procese výroby iných polymérnych zlúčenín. S ním získate:

. polyvinylnitrát,
. polyvinylacetál,
. polyvinylacetátové disperzie.

V Ázii sa PVA zaoberá výrobou textilných vlákien a tkanín. Ak vezmeme do úvahy tento materiál z hľadiska univerzálnosti, potom sa používa takmer vo všetkých sférach ľudskej činnosti.

V oblasti poľnohospodárstva sa pridáva do kompozícií syntetických hnojív, ktoré kvalitatívne zlepšujú zloženie pôdy.

V metalurgickej oblasti sa PVA používa na kalenie oceľových kovov.

Polyvinylalkohol je nepostrádateľnou zložkou pri výrobe stavebných materiálov. Pomáha chrániť povlak mnohých materiálov.

Tento materiál možno nájsť vo formuláciách parfumov a kozmetiky.

Roztok polyvinylalkoholu v zložení lepidla pomáha lepiť rôzne tkaniny, kožu, papier a iné materiály. Používa sa na pripevnenie štítkov a štítkov.

V západných krajinách si táto látka našla svoje uplatnenie dokonca aj v oblasti maľby. S jeho pomocou sa vykonáva konzervácia ikonických starovekých exponátov.
Výroba polyvinylalkoholu pomáha lekárom vykonávať transfúzie krvi, robiť fixáciu pri odbere vzoriek.

PVA s nízkou molekulovou hmotnosťou sa používa v procese výroby potravín. Pridáva sa do formulácií produktov ako leštiaca látka. Spracúvajú ryby, morské plody, údeniny.

Za zmienku tiež stojí, že tento prášok sa zavádza do kompozícií:

. očné kvapky,
. umývacie prostriedky na kontaktné šošovky,
. stavebné armatúry,
. balenie vo vode rozpustných materiálov,
. šampóny, gély a balzamy.

Niektoré internetové zdroje tvrdia, že skorší polyvinylalkohol možno nájsť v každej lekárni. V súčasnosti je používanie tohto polyméru v potravinárskom priemysle na území Ruskej federácie zakázané. Vo svete môžu byť označené ako potravinárska prídavná látka E1203.

Výrobcovia a náklady

Hlavnými svetovými výrobcami polyvinylalkoholu sú krajiny:

. Čína,
. Kórea,
. USA.
. Japonsko,
. Španielsko.

V Ruskej federácii tento materiál vyrábajú spoločnosti:

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

Priemerná cena za polyvinylalkohol je 2,5-3,5 USD. Balenie PVA sa vykonáva vo vreciach s hmotnosťou od 20 kg. Tento materiál je potrebné skladovať v suchých a dobre vetraných miestnostiach. Teplota vzduchu by mala byť pri izbovej teplote.

V skladoch s PVA je vysoká vlhkosť prísne zakázaná. Polyvinylalkohol sa môže skladovať v stohoch. Ak sú splnené všetky požiadavky na skladovanie tohto materiálu, potom si môže zachovať svoje vlastnosti na neurčito.

Polyvinylalkohol je umelý vo vode rozpustný syntetický termoplastický polymér. Syntéza polyvinylalkoholu je výmenná reakcia alkalickej hydrolýzy alebo alkoholýzy.

Polyvinylalkohol objavili nemeckí chemici Willy Hermann a Wolfram Gonel v roku 1924.

Na rozdiel od mnohých vinylových polymérov sa polyvinylalkohol nevyrába polymerizáciou zodpovedajúcich monomérov. Polyvinylalkoholový monomér existuje výlučne ako tautomérna forma stabilného acetaldehydu. Výroba polyvinylalkoholu prebieha čiastočnou alebo úplnou hydrolýzou polyvinylacetátu, aby sa odstránili etylacetátové skupiny.

Priemyselné spôsoby výroby polyvinylalkoholu predstavujú rôzne možnosti zmydelnenia polyvinylalkoholu vo vodnom alebo alkoholovom prostredí v prítomnosti kyselín a zásad.

V roku 2002 pod vedením Kuznecova A.A. Enikolopov v Moskve vyvinul bezgélovú metódu výroby polyvinylalkoholu, ktorá má oproti iným metódam množstvo výhod, ako sú nízke náklady, vysoká produktivita a krátkodobá syntéza.

Vlastnosti polyvinylalkoholu

Filmotvorné, emulgačné a lepiace vlastnosti polyvinylalkoholu umožňujú jeho využitie v rôznych priemyselných odvetviach a oblastiach. Polyvinylalkohol je odolný voči olejom, tukom a rozpúšťadlám. Je bez zápachu a netoxický, má vysokú pevnosť v ťahu a pružnosť a má vysoký obsah kyslíka.

Tieto vlastnosti polyvinylalkoholu sú však v priamej úmere s vlhkosťou, so zvýšením absorbuje vodu. Voda, ktorá pôsobí ako zmäkčovadlo, znižuje pevnosť polyvinylalkoholu. Úplne sa rozpadne a rýchlo sa v ňom rozpustí.

Molekulový vzorec polyvinylalkoholu je C2H4Ox, hustota je od 1,19 do 1,31 g/cm³, teplota topenia je 200 °C, teplota varu je 228 °C.