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