بررسی موضوعی مواد و فرآیند آهار(بخش آخر)/ پلیمرهای وینیل استات
خصوصیات و ویژگی های امولسیون ها و فیلم های پلیمری وابسته به نوع امولسیفایر و مقدار آن داشته، از جمله خواص مواد کوپلیمری می توان به ثبات امولسیون ها تحت برش مکانیکی، تغییرات دمایی، شرایط زمانی و خصوصیات آمیزشی رزین، یکنواختی، میزان تیرگی، میزان ثبات آهار در برابر آهار، زمان تثبیت آهار و … اشاره نمود. امروزه در تهیه امولسیون های PVA از مواد سطح فعال و. کلوئیدهای محافظ استفاده شده، ۳ درصد وزنی از PVA شامل مواد امولسیفایر است.
از جمله سطح فعال های مورد استفاده می توان به سولفات های آنیونیکی و سولفونات ها اشاره نمود. از جمله ترکیبات کلوئیدی محافظ مورد مصرف می توان به پلی وینیل الکل و هیدروکسی اتیل سلولز اشاره نمود.
بیشتر شدن میزان امولسیفایر منجر به کوچک تر شدن اندازه ذرات امولسیون شده، جهت جداسازی ذرات ریز موجود در آهار از عملیات فیلتراسیون استفاده می شود. (اندازه ذرات موجود در آهار در حدود ۰۰۵/۰ تا ۱ میکرومتر می باشد.
در PVAc های تجاری عموماً از مقادیر بیشتری کلوئیدهای محافظ استفاده شده، PVAc عموماً حاوی ۵۵ درصد وزنی مواد جامد می باشد. اندازه ذرات موجود در PVAc تجاری حدود ۲/۰ تا ۱۰ میکرومتر و ویسکوزیته محلول در حدود ۴۰ تا mpa.s ۵۰۰۰ می باشد.
از جمله مواد آغازگر مورد استفاده در فرآیندهای پلیمریزاسیون می توان به پراکسید هیدروژن، پروکسی سولفات ها، بنزوئیل پراکسید و آغازگرهای ردوکس اشاره نمود.
در مدت زمان واکنش پلیمریزاسیون مواد مونومری به طور پیوسته به راکتور افزوده شده، در پلیمریزاسیون به روش سوسپانسیون از آغازگرهای محلول در مونومر و یا دارای قابلیت انحلال در مواد مونومری استفاده شده است. در برخی از مواد از مواد بافر (تامپون) جهت تثبیت شرایط یا آهنگ تجزیه مواد آغازگر استفاده شده، در این میان عواملی چون PH محیط در تجزیه مواد آغازگر موثر است.
بافر مورد استفاده PH محیط را در محدوده ۴ تا ۵ تنظیم نموده، از جمله بافرهای مورد استفاده می توان به بافرهای فسفانی و استاتی اشاره نمود.
در این راستا کنترل وزن مولکولی مواد پلیمری عموماً از موادی خاص به عنوان معرف های انتقال زنجیر استفاده شده، از جمله معرف های انتقال زنجیر می توان به آلدهیدها، تیول ها، تتراکلریدکربن و … اشاره نمود. آهنگ تغییر مواد مونومری به مواد پلیمری تحت عنوان درجه پلیمریزاسیون عنوان شده، فعالیت یا ضریب فعالیت رادیکال های آزاد دارای تاثیر بسزا در میزان درجه پلیمریزاسیون مواد پلیمری حاصله می باشد.
در طی فرآیند پلیمریزاسیون یک بخش مشخص از مونومر و کاتالیست با یکدیگر واکنش داده، در ادامه مواد دیگر به رآکتور افزوده می شود. توزیع مولکولی پلیمرها وابسته به نحوه تغذیه مواد مونومری به رآکتور بوده، نرخ تغذیه مواد مونومری دارای تاثیر بسزا در خصوصیات فیلم های حاصله می باشد. (در اغلب امولسیون های PVAc حاوی ۵/۰ درصد وزنی وینیل استات واکنش نداده بوده، در نتیجه این امر ارتباط مستقیم با کاهش میزان اسید استیک و استالدهید ( مواد حاصله از هیدرولیز مواد مونومری حاصله از هیدرولیز مواد مونومری) می باشد.
در این راستا، در عملیات پلیمریزاسیون می توان از روش پلیمریزاسیون bulk استفاده نمود، در روش مذکور به علت افزایش ویسکوزیته مواد پلیمری در مدت زمان پلیمریزاسیون با مشکلات عدیده روبرو بوده، لذا امروزه بیشتر از روش پلیمریزاسیون امولسیون استفاده می شود.
تالیف و ترجمه: مهندس خشایار مهاجر شجاعی
