ПОЛИВИНИЛОВЫЙ СПИРТ (ПВС) международное PVOH, PVA или PVAL.

ПОЛИВИНИЛОВЫЙ СПИРТ (ПВС) международное PVOH, PVA или PVAL.

[-CH2CH (OH)-]n,

Поливиниловый спирт впервые получен в 1924 в Германии В. Генелем.

В отличие от большинства полимеров, ПВС не может быть получен непосредственно из соответствующего мономера -винилового спирта (ВС).

Некоторые реакции, от которых можно было бы ожидать получения мономерного ВС, например присоединение воды к ацетилену, гидролиз монохлорэтилена, реакция этиленмонохлоргидрина с NaOH, приводят к образованию не винилового спирта, а ацетальдегида. Ацетальдегид и ВС представляют собой кето- и енольную таутомерные формы одного и того же соединения, из которых кето-форма (ацетальдегид) является намного более устойчивой, поэтому синтез ПВС из мономера — невозможен:

В настоящее время промышленный синтез ПВС осуществляют путем полимераналогичных превращений, в частности, с использованием в качестве исходных полимеров простых и сложных поливиниловых эфиров, таких как ПВА. К основным способам получения ПВС можно отнести различные варианты омыления ПВА в среде спиртов или в воде в присутствии оснований и кислот. В зависимости от используемой среды и типа катализатора, процессы омыления ПВА можно представить следующей общей схемой:

Общие способы получения поливинилового спирта

Приведенные схемы реакций можно разбить на три группы: алкоголиз (1), щелочной или кислотный гидролиз (2,3) и аминолиз (4,5).

Основным и главным недостатком используемых технологий является образование жесткого геля в полном объеме реакционного аппарата при достижении конверсии порядка 50 % и неполная степень гидролиза ПВА. Технологическое решение данной проблемы заключается в разбавлении реакционной системы или использованию поточной схемы получения ПВС, увеличению времени синтеза, нагрев. Однако это приводит повышенному потреблению растворителя и, соответственно, необходимости его регенерации после синтеза, а нагрев в присутствии омыляющего агента к деструкции полимера. Другим способом является использование мешалок специальной конструкции (снабженных лезвиями) для измельчения геля, однако это использование специальных реакторов или мешалок удорожает конечную себестоимость ПВС.

Щелочной алкоголиз и гидролиз сложных виниловых эфиров

Наиболее распространенным является алкоголиз сложных виниловых эфиров в среде осушенных низших алифатических спиртов (C1-C3), в частности метанола, в присутствии гидроксидов щелочных металлов. В качестве щелочных агентов наибольшее распространение получили гидроксид, метилат, этилат и пропилат натрия и калия. Считается, что обязательным условием проведения алкоголиза является тщательная осушка спирта и щелочи.

Механизм щелочного алкоголиза (гидролиза) поливинилацетата

Процессы алкоголиза (гидролиза) можно разделить по признаку гомогенности (добавление щелочи к гомогенному раствору ПВА) или гетерогенности (добавление щелочи к дисперсии ПВА) исходной системы. Процесс щелочного алкоголиза (гидролиза) сопровождается гелеобразованием. Сначала образуется гель, который после добавления новых порций катализатора (спиртового раствора щелочи) распадается. Это сопровождается образованием дисперсии поливинилового спирта.

Технология:

Состоит из двух стадий: получение ПВА и его омыление.

1. Получение ПВА с молекулярной массой 1•10⁶ — 2•10⁶

2. Омыление

Процесс протекает при 30—35°С, с течение 3-5 часов. Контроль ведут по содержанию ацетатных групп ( 2-3%)

В конце омыления на короткое время смесь доводится до кипения. В зависимости от условий омыления поливиниловый спирт выпадает из раствора в виде порошка, хлопьев, нитей или пленки. По мере омыления поливинилацетата уменьшается растворимость полимера в спирте и повышается его водорастворимость.

(Если ПВС идет на получение поливинилацеталей, то суспензия со 2 стадии идет на нагрев и промывку. )

3. Центрифугирование

Поливиниловый спирт отделяют от метилового спирта и метилацетата в центрифуге и многократно очищают метиловым спиртом.

4. Сушка и гранулирование .

Производят поливиниловый спирт в виде порошка или гранул.

12 Следующая ⇒