Polivinil alkohol-bahan polimer dengan aplikasi yang meluas dalam kedua-dua kehidupan harian dan industri-menimbulkan persoalan: apakah sebenarnya proses sintesisnya? Adakah ia dihasilkan melalui pempolimeran langsung monomer alkohol vinil? Sertai kami sambil kami mengangkat tudung pada proses sintesis asas alkohol polivinil. Membongkar Sintesis Polivinil Alkohol
Ramai orang tersilap percaya bahawa polivinil alkohol terbentuk melalui pempolimeran langsung monomer alkohol vinil; namun, ini tidak berlaku. Sebab di sebalik ini terletak pada tautomerisme yang wujud antara vinil alkohol dan asetaldehid; khususnya, pemalar keseimbangan untuk interconversion ini adalah sangat tinggi, menghasilkan kepekatan alkohol vinil yang sangat rendah dalam keadaan biasa. Tepat kerana ketidakstabilan struktur alkohol vinil, alkohol polivinil (PVA) tidak boleh disintesis dengan mempolimerkan monomer alkohol vinil. Sebaliknya, ia sebenarnya diperoleh dengan mempolimerkan ester vinil asid tertentu, diikuti dengan tindak balas hidrolisis untuk mengeluarkan kumpulan ester. Kami kini akan mengkaji proses sintesis alkohol polivinil secara terperinci.
1. Pempolimeran Vinyl Asetat
Titik permulaan untuk sintesis alkohol polivinil ialah pempolimeran vinil asetat. Dalam langkah ini-dipermudahkan oleh pemangkin-monomer vinil asetat dipautkan bersama untuk membentuk-polimer rantai panjang; proses ini adalah penting untuk tindak balas hidrolisis seterusnya. Semasa peringkat ini, pemangkin dan keadaan tindak balas khusus digunakan untuk menghubungkan molekul vinil asetat ke dalam rantai polimer yang panjang, dengan itu meletakkan asas untuk langkah hidrolisis berikutnya.
2. Tindak balas Alkohol
Polivinil alkohol ditukar kepada pelbagai gred produk melalui tindak balas alkoholisis. Walaupun rantai molekul alkohol polivinil terbentuk semasa langkah pempolimeran awal, pemprosesan selanjutnya diperlukan untuk menghasilkan produk yang memenuhi keperluan khusus. Langkah seterusnya ialah tindak balas alkoholisis. Melalui proses alkoholisis, alkohol polivinil pelbagai spesifikasi boleh dihasilkan mengikut keperluan, dengan itu memenuhi permintaan pelbagai senario aplikasi.
Alkolisis alkali polivinil asetat biasanya dikategorikan kepada dua proses yang berbeza: alkoholisis basah dan alkoholisis kering. Dalam proses alkoholisis basah, 1–2% air ditambah kepada larutan metanol untuk berfungsi sebagai medium tindak balas, manakala mangkin alkali juga disediakan sebagai larutan akueus. Kelebihan kaedah ini termasuk kadar tindak balas yang cepat, kapasiti pengeluaran yang tinggi, dan jejak peralatan yang padat. Walau bagaimanapun, ia juga menunjukkan kelemahan tertentu-seperti kejadian tindak balas sampingan yang lebih tinggi-yang membawa kepada peningkatan penjanaan produk oleh-natrium asetat. Dengan menggunakan kaedah alkoholisis basah, satu siri produk dengan pelbagai darjah alkoholisis ester-khususnya 98%, 97%, 95%, 92% dan 88%-boleh dihasilkan. Sebaliknya, kaedah alkoholisis kering melibatkan menjalankan tindak balas dalam larutan metanol polivinil asetat tanpa penambahan air; sebaliknya, alkali dilarutkan terus ke dalam metanol. Walaupun kaedah ini berkesan mengelakkan kelemahan yang berkaitan dengan alkoholisis basah, kadar tindak balas adalah lebih perlahan dan masa tinggal bahan lebih lama, sekali gus menimbulkan cabaran kepada kesinambungan proses pengeluaran. Tidak kira sama ada kaedah basah atau kering digunakan, kedua-dua keadaan tindak balas alkali -tinggi dan rendah{20}}boleh digunakan untuk menghasilkan produk gred 99%.
3. Tindak balas saponifikasi dan Rawatan Cecair Sisa
Tindak balas saponifikasi memudahkan proses alkoholisis dan meningkatkan tahap alkoholisis ester. Dalam konteks alkali-alkolisis polivinil asetat yang dimangkinkan, tindak balas saponifikasi merupakan peringkat kritikal. Tindak balas ini melibatkan interaksi antara produk alkoholisis dan alkali, dengan objektif utama memacu selanjutnya alkoholisis ke hadapan dan meningkatkan kadar penukaran kumpulan ester. Melalui tindak balas saponifikasi, pelbagai jenis produk yang mempamerkan tahap alkoholisis ester yang berbeza-beza boleh diperolehi, dengan itu memenuhi spektrum keperluan aplikasi yang luas.
Semasa alkoholisis polivinil asetat, sejumlah besar cecair buangan-biasa dirujuk sebagai "penyelesaian stok pemulihan"-dijana. Cecair sisa ini terdiri daripada campuran komponen yang kompleks, termasuk metanol, metil asetat, natrium asetat, dan asetaldehid. Pemulihan dan rawatan cecair buangan ini membolehkan penggunaan sumber yang cekap dan pada masa yang sama meminimumkan kesan alam sekitar. Akibatnya, komponen ini mesti menjalani prosedur pemulihan dan pemprosesan khusus untuk memastikan sumber digunakan sepenuhnya dan untuk mengelakkan sebarang kesan buruk terhadap alam sekitar.