Поливинил спиртінің алынуы

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Поливинил спиртінің алынуы
Поливинил спиртінің қасиеттері
Поливинил спиртінің қасиеттері

Поливинил спиртінің алғаш алынуы және даму тарихы

Поливин спиртін [-СН ₂ -СН-] _n алғаш рет 1924 жылы Герман мен

│

ОН

Генел поливинилацетаттын алкоголиздеу арқылы алған. 1926 ж. Штаудингер поливинил спиртін алып, оның қасиеттерін зерттеген.

Кеңірек тараған поливинилацетатты су-сыз спиртте сіліктілік сабындандыру (поливинил-ацетатты каталитикалық алкоголиздеу) . Реакциялық ортада су болатын болса, сабындану қарқыны елеулі төмендейді.

Процесс былай жүреді:

[-СН ₂ -СН-] _n + СН ₃ -СН ₂ NaOH →[-СН ₂ -СН-] _n + _n СН ₃ -СООСН ₃ +

│ │

ОСОСН ₃ ОН

+ СООNa │

Бұл жағдайда сілті реакцияда католизатор ғана емес, сонымен қатар реагент болып табылады.

Поливинилацетаттық қышқылдық сабынданудын әдетте этанол ерітіндісінде өткізеді. Сілтілік сабынданудан өзгеше бұл реакцияда минералдық қышқыл тек қана катализатордың ролін атқарады. Процесті мына схемамен сипаттауға болады.

[-СН ₂ -СНОН-] _n +СН ₃ -СН ₂ ОН, Н ₂ SO ₄ →[-СН ₂ -СНОН-] _n + _m СН ₃ СООН+

+ _n СН ₃ СООС ₂ Н ₅ ;

Сабындану процесін жүргізген кезде поливинилацетаттың органи калық еріткіштегі ерітіндісін (лак) сілтінің не қышқылдың спирттегі ерітіндісімен өңдейді. Сабындану дәрежесін реакцияның жағдайына қарай реттейді.

Толық сабындану үшін теория жүзінде сілтінің 2 пайызы ғана қажет. Мұндайда поливинилацеттатың метанолдағы ерітіндісінекүйдіргіш натрийдің сусыз метанолдағы ерітіндісіне күйдіргіш ерітіндісімен (0, 2-0, 4 пайыз) әсер етеді, себебі сілтінің (және қышқылдың да) артық мөлшері алынған поливинил спиртін тазалау және тұрақтандыру процесін қиындатады.

Кейде поливинилацетаттады сілтілік сабындандырғанда ішінде аздап суы бар метанол да қолданады.

Поливинил спирті қатты күйде сабындану жағдайда ацетат топтарының мөлшеріне қарай түрі ақ түстен ашық қоңыр түске дейін болатын ұрпақ тәріздес немесе мақтадай үлбіреген зат. Таза поливинил спирті дәмсіз және иіссіз келеді, физиологиялық залалсыз.

Поливинил спирттінің тығыздығы 120-1300, шынылану температурасы 89°С, жылу сыйымдылығы 150-160°С.

Поливинил спирті кристалдық полимер. Оны аморфты күйде алу мүмкін емес.

Поливинил спирті қалыпты жағдайда қыздырғанда полимерге ыдырайды, бұл кезде оның суда ерігіштігі жойылады. Сонымен қатар поливинил спирті дегидрацияланып, ішкі молекулалық және молекулааралық этерификациялану реакциясы жүреді.

Поливинил спиртінің ерігіштігі ацетат топтарының мөлшеріне байланысты. Ацетат топтары 5-10% болса, поливинил спирті суда жақсы ерейді.

Поливинил спирті этерификациялану реакциясына түсіп жәй және күрделі эфирлерді береді, және де альдегидтермен конденсациялану реакциясына түсіп поливинилацетальдарды береді. Поливинил спирті майлардың, көмірсутектердің және көпшілік органикалық еріткіштердің әсеріне тұрақты болып келеді.

Поливинил спирті әдетте пластификацияланған күйде пайдаланылады. Одан теріге каучукке ұқсас бұйымдар, бензинге тұрақты шлангілер, төсемелер, талшықтар, пленкалар, желімдер және т. б. материалдар жасайды.

Биологиялық заласыз болғандықтан поливинил спирті әртүрлі аспаптар мен аппараттар, дәрінің беткі қабаты ретінде қолданылады.

Поливинил спиртінен винол атты синтетикалық талшық өндіріледі. Одан балықшы ауларын, баулар, тоқыма маталар, және басқа да заттар жасайды. Поливинил спирті өте көп мөлшерде поливинилацетальдар өндірісінде пайдаланылады.

Поливинил спиртінің алынуы

Поливинил спиртін өндірісте алу

Поливинил спирті проливинилацетатты сілтілік сабындандыру арқылы өндіру. Процесті периодты әдіспен де, үздіксіз әдіспен де жүргізуге болады. Поливинил спиртін периодты әдіспен алу технологиялық процесі келесі сатылардан тұрады. Поливинил ацетатты синтездеу және одан поливинил спиртін алу.

сілтінің метанолдағы ерітіндісін дайындау,
поливинилацетатын сабындандыру;
бөліп алу;
кептіру;
поливинил спиртін елеу.

Винилацетат пен метанол 1, 2 реактив сақтайтын ыдыстардан 3, 4 салмақ өлшеуіштер және 5, 6 сүзгілер арқылы 7 полимерлеуші реакторға берілді, оның үстіне фарфордың метанолдағы ерітіндісі қосылады. Реактор қыздырылып және салқындатылып тұратын қаптамамен, якорлы жалпақ қалақшалы бұлғауышпен және кері салқынтақышпен 9 жабдықталған. Полимерлеу процесінің мерзімі 52-54 ⁰ с температурада 30-35 сағат құрайды, конврциялану дәрежесі 96-98 пайыз құрайды.

Поливинил спирті алу үшін қолданылатын реагенттерді реакторға салу нормасы төмендегідей (масс) :

Винилацетат - 100

Метанол - 70

Фарфор - 0, 15

Полимерлену реакциясы аяқталға соң реакторға поливинилацетаттың 28-33 пайыздық ерітіндісін (лак) алатындай мөлшерде метанол қосады.

Поливинилацетат лактарын суығаннан соң поливинилацетатты сабындандыру үші арналған қондырғыға 10 құяды. Поливинилацетаты қондырғыда 11 бөлме температурасында метанол мен қатты күйдіргіш натрдан дайындалған сілтінің 4-5 пайыздық метанолды ерітіндісімен сабындайды. Сабындандырғышқа поливинилацетаттың лактарын құйып, лак ваннаның 1:3, 7 модуліне дейін метанолмен сұйытылады. Оның үстіне қондырғыдан 11 өлшеуіштер арқылы 12 бірнеше рет бөліп - бөліп күйдіргіш натрдың метанолды ерітіндісін беріп тұрады. Сабындандырғыш дегеніміз 60 айн/мин жылдамдықпен айналып тұратын якорлы жалпақ бұлғауышпен, қаптамамен және кері суытқышпен жабдықталған тоттанбайтын болаттан жасалған сыйымдылығы 20-30 м ³ цилиндр тәріздес қондырғы болып табылады.

Сабындандырғышқа ингредиенттерді салу нормасы төмендегідей:

Поливинилацетат - 100

Метанол - 220

Күйдіргіш натрий - 0, 15-0, 20

Сабындандыру ұзақтығы - 40-50 ⁰ С температурада 3-5 сағат құрайды. Поливинилацетатты ацетатты топтар саны 2-3 пайыздан жоғары болмайтындай етіп сабындайды. Поливинилацетатты метанолдан центрифугада 14 сығып алу арқылы бөледі де, қалақшалы вакуум - кептіргіште 40-52 ⁰ С температурада ұшқыш қалдықтар 4 пайыздан аспайтындай шамаға дейін кептіреді.

Егер поливинил спиртін алған мезетте поливинилацетальдар синтезіне қолданатын болса, поливинил спиртінің метанолдағы суспензиясын 70 ⁰ С температураға дейін қыздырады да, метанол буын конденсациялау, регенерациялау сатысына қайтару үшін кері салқындатқышты 13 орнына тура салқындатқыш және поливинил спиртін еріту үшін тұзсыздандырылған су (астаудың модулі 1:10 болғанша) беріледі. Поливинил спиртті 65-70 ⁰ С температурада ерітеді. Поливинил спиртінің 10 пайызды сулы ерітіндісін поливинилацетальдар алуға жібереді.

Поливинил спиртін үздіксіз әдіспен алудың технологиялық процесі

25 пайыз полимерден және 75 пайыз метанолдан тұратын поливинилацетат лактары полимерленгеннен кейін қыздырғыш арқылы 50-55 ⁰ С темперетурада сораппен 1 сабындандырғыш қондырғыға үздіксіз беріліп тұрады. Оның үстіне араластырғыштан құрамында 91, 3 пайыз метанол 2, 6 пайыз күйдіргіш натрий, модулі поливинилацетат бойынша 1:3:5 поливинил спирт бойынша 1:7, 7 болады.

Поливинилацетаттың поливинил спиртіне сабындану процесі 50-60 ⁰ с температурада 1-2 минут аралығында жүреді. Поливинил спиртінің дисперсиясы ұсақтағышқа үздіксіз түсіп отырады.

Ұсақтағыштан поливинил спирті шнекті сыққыш қондырғыға келеді, онда фильтрат шнектің бос тесіктерінен (түтікшелерінен) сығылып шығады да, ары қарай трубоциркуляциялық сүзгіге 12 беріледі. Ұсақтағыштан шыққан құрамында 50-60 пайыз ұшқыш заттары бар поливинил спирті шнекті транспортермен бункерге 9 бағытталады. Содан кейін үздіксіз істейтін екі вакуум - кептіргіші бар кептіргіш қондырғыға келіп түседі. Екінші кептіргіштен шыққан, ішінде 3-6 пайыз ұшқыш заттар болатын поливинил спирт төгуге лайықталған көлбеу шнек жасауға немесе винол талшығы өндірісіне жіберіледі.

Метанол мен метилацетат буы бірінші кептіргіш қондырғыдан салқындатқышқа конденсацияланып регенерациялауға жіберіледі.

Тұнба үсті ерітіндісі трубоциркуляциялауға сүзгіге келіп түседі. Қоюланған поливинил спирт пульпосы центрден тепкіш сораппен ұсақтағыш арқылы сыққыш шнекті қондырғыға қайтарылады, фильтрат қабылдағышқа түседі, содан кейін регенерациялауға жіберіледі. Бөлініп алынған поливинил спиртін периодты істейтін кептіргішке келтіреді. Тұнба үсті ерітіндісінен бөлініп алынған поливинил спиртінің шамасы 0, 005 кг/кг болады. Полимер желімдер дайындауға қолданылады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.