مونومر های وینیل استات نوعی میانجی بسپارشی با تنوع بسیار بالا
مونومرهای وینیل استات نوعی میانجی بسیار مهم به شمار میآیند که در تولید انواع بسیار متفاوتی از رزین ها و پلیمرها برای رنگ و یا ایجاد پوشش، چسب، درزگیر، الاستومرها، مواد نهایی، پارچه ها، پوشش کاغذ، اتصال دهنده ها، فیلم ها و بسیاری از صنایع و محصولات مصرفی دیگر به کار برده می شود. ماده نام برده شده می تواند یک جور بسپار بسیار ایده آل را با پلی وینیل استات به وجود آورد و علاوه بر آن این پلیمر قادر است که در انواعی از همبسپار های تصادفی و ترپلیمر ها همانند هم بسپار های اتیلن وینیل استات، وینیل آکریلیک، وینیل استات اکریلیک اسید و وینیل استات وینیل کلرید ها نیز به کار برده شود. از آنجایی که تنوع بسیار زیادی در بسپارش مواد نام برده شده وجود دارد بنابراین می توان با استفاده از مونومرهای وینیل استات محصولات بسیار متمایز را با هزینه و ویژگی های عملکردی غیر یکسان تولید نمود.
مونومر های وینیل استات از چه مصارفی برخوردارند؟
یکی از بزرگترین مصارف نهایی مونومرهای وینیل استات استفاده از آنها در تولید رزین های پلی وینیل استات میباشد که در واقع به عنوان یک ماده اصلی برای چسب ها و پوشش ها و برای رزین های مشتق شده همانند الکل پلی وینیل به کار برده می شود. امولسیون های پلی وینیل استات و رزین ها از هزینه کمی برخوردارند و به سادگی مورد استفاده قرار می گیرند و از طرف دیگر مصارف آنها بسیار متنوع و گسترده می باشد .علاوه بر آن می توان عنوان کرده که این مواد به عنوان بخش پایه بسیار ایده آل برای چسب های سفید خانگی شناخته می شوند که در بیشتر موارد برای ایجاد اتصال بین کاغذ، پارچهها، چوب و پلاستیک کاربرد دارد. مصرف ان بیش از ۴ میلیون متر یک می باشد و میزان رشد سالیانه آن حدود ۴.۷ دهم درصد است. پلی وینیل استات ها حدود نیمی از مصرف را به خود اختصاص میدهند و علاوه بر آن که این مواد برای تولید رنگ ها، پوشش ها، چسب ها و اتصال دهنده ها به کار برده می شوند بلکه به عنوان یکی از بخش های اصلی در سیستم های بسیار حجیم همانند الکلهای پلی وینیل، پلی وینیل بوتیرال و پلی وینیل فرمال نیز نقش دارند. بیشترین حجم از پلی وینیل استات به تولید الکل های پلی وینیل اختصاص داده میشود و پس از آن رنگ ها و پوشش های نامبرده شده و چسب ها قرار می گیرند. یکی از مصارف در حال رشد افزایشی مونومرهای وینیل استات مادهای با نام وینیل استات اتیلن و اتیلن وینیل استات میباشد که در دسته همبسپار ها قرار می گیرند و هر چقدر میزان مونومرهای ادر این مواد افزایش پیدا کند حالت بلورینگی کم میشود و استحکام کششی نیز کاهش پیدا خواهد کرد و این درحالی است که انعطاف پذیری، سختی و استحکام چسبندگی بیشتر خواهد شد. اگر حجم موجود از مونومرهای وینیل استات در این مواد به حدود ۵۰ درصد برسد در نهایت اتیلن های وینیل استات به موادی بدون شکل و کدر تبدیل خواهند شد. دسته ای از اتیلن وینیل استات ها که محتوایی مونومرهای وینیل استات در آنها بیش از ۶۰% می باشند معمولابرای تولید پوشش، چسب ها، سیمان و چسب زخم بکار برده میشود. اتیلن وینیل استات ها انواعی از سیستم های امولسیونی با درصد پایینی از VOC را تولید میکنند زیرا مونومرهای اتیلن به عنوان یک مونومر نرم کننده عمل کرده و نیاز به عامل های نرم کننده را کاهش میدهند و از طرف دیگر دمای انتقال شیشه ای در امولسیونهای اتیلن وینیل استات بین منفی ۱۵ تا ۱۵ درجه سانتیگراد است و ممکن است فرمولاتور ها این ماده را منجمد کنند تا به پودرهایی با قابلیت انتشار مجدد دست پیدا کنند که در بسیاری از موارد با نام لاتکس های جامد شناخته می شود. در صورتی که محتوای مونومرهای وینیل استات در اتیلن وینیل استات کمتر از ۴۰ درصد باشد این دسته از مواد پلاستیک ترموپلاستیک هایی می شوند که برای تولید فیلمهای الاستومری، پوششهای روزن رانی و چسب ها به کار برده می شوند و علاوه بر آن اتیلن وینیل استات ها برای تولید هم بسپارهای الکل های اتیلن وینیل با مقاومت زیاد در برابر نفوذ گاز به کار برده میشود و مصارف زیادی در بسته بندی های مواد غذایی چند لایه و فیلمهای کشاورزی، بطری های آرایشی و نوشیدنی ها و لایه های مقاوم در مخزنهای بنزین پلاستیکی دارند. اطلاعات بسیار زیادی در خصوص همبسپار های وینیل آکریلیک وجود دارد و امولسیونهای این مواد محصولات اقتصادی را تشکیل میدهند که مصارف بسیار متعددی در رنگ های معماری داخلی و گچبری و چسبها و درزگیرها، اتصال دهنده، پارچه و مواد کاغذی، مواد مهندسی شده و پخش کننده های رنگدانه ای دارند. مونومرهای آکریلیک مانند اکتیل بوتیل و دو اتیل هگزیل اکریلات باعث افزایش عملکرد هم بسپارشی آنها میشوند و این بهبود به افزایش انعطاف پذیری، مقاومت در برابر رطوبت، چسبندگی و لکه برداری صورت می گیرد. ترمونومرها نیز همانند اتیلن و آکریلیک اسید در این سیستم ها به کار برده می شود.
چه نکاتی در بسپارش مونومرهای وینیل استات باید مد نظر قرار بگیرد؟
بسپارش مونومرهای وینیل استات در تمامی فرآیندها مانند حالت امولوسیون، حجیم، محلول و یا حتی سوسپانسیون به راحتی انجام می گیرد و منابع تجاری مواد نام برده شده دارای درجه خلوص بیشتر از ۹۹ درصد می باشند. علاوه بر آن میزان بسیار پایینی از آب، آستیک اسید و استالدهید در این ترکیبات مشاهده میشود و میتوان عنوان کرد که آب و آستیک اسید نقش بسیار زیادی در بسپارش ندارند اما استالدهید به عنوان یک عامل انتقال زنجیر عمل کرده و اثر گذاری بسیار زیادی در چسبندگی پلیمر نهایی به وجود آمده دارد. بسپارش مونومرهای وینیل استات با تولید گرمای بسیار زیاد انجام می گیرد و برای خنک سازی آن به شروط متفاوتی نیاز است. در واکنش های امولسیونی نیز مراحل بسپارشی حدود ۴ ساعت در دمای حدود ۷۰ درجه سانتیگراد طول می کشد و فرمولاتورها باید pH را در رابطه بسپارش در حالتی خنثی حفظ کنند تا بتوانند آبکافت مونومرهای وینیل استات را به حال کمینه کاهش دهند. به منظور بهبود واکنش آبکافت نیز میتوان از یک بافر همانند سدیم استات بهره برد. همبسپارش رادیکالهای آزاد مونومرهای وینیل استات نیز با کمک تعدادی از مونومرها به سادگی انجام می گیرند ولی ممکن است به کارگیری سایر هم مونومرها در این فرآیند با دشواری هایی همراه باشد. گرایش یک مونومر برای ایجاد همبسپارش در برابر گرایش بیشتر آن برای ایجاد جور بسپارش و یا بسپارش بلوکی با توجه به متدهایی اندازه گیری شده و بر اساس سنجش نرخ ثابت واکنش پذیری انجام می گیرد. نرخ ثابت واکنش پذیری برای یک جفت مونومر در واقع نشان دهنده نرخ انتشار مونومر اول در یک زنجیره انبساطی پلیمر در برابر افزودگی آن به مونومر دومی می باشد. نرخ واکنش پذیری در جفتهای هم مونومری بسیار مشابه یکدیگر می باشد اما همبسپارش های تصادفی بیشتر مورد نظر قرار می گیرد. یکی دیگر از ویژگیهای بسیار منحصربفرد در بسپارش رادیکال های آزاد وینیل استات ها تمایل آنها به ایجاد واکنش های انتقال زنجیره ای می باشد که در نهایت میتواند نوعی معماری انشعابی را به وجود آورد و این حالت پویایی به دلیل واکنش های انتقال زنجیره ای می باشد که بین رادیکال های ازاد زنجیره پلیمری در حال رشد و یا اتمهای هیدروژن سه گانه در زنجیره پلیمری می باشد. زمانی که فرایند تغییر و تحول بهبود پیدا میکند و فرآیندهای انشعاب نیز بیشتر خواهد شد و در نهایت غلظت ماده مونومری کاهش پیدا میکند. انشعاب منجر به آن میشود که در اتیلن وینیل استات خواص کششی کمتری به وجود آید و پس از آن افزایش رسانایی و کاهش انحلال و چسبندگی ذوب نیز دیده خواهد شد. انشعابات به وجود آمده میتوانند بلند و طولانی باشند که این مقدار ممکن است بیشتر از طول افزایش یافته ماده نیز باشد و در آن انشعابات کوتاه مسئول استحکام پایین تر به وجود آمده در این مواد هستند.
نحوه کار با مونومرهای وینیل استات چگونه است؟
بسپارش مونومرهای نام برده شده با آزاد سازی حجم بسیار بالایی از گرما انجام میگیرد و بسپارش غیر کنترل شده این مواد میتواند باعث انفجار شود بنابراین شما باید درهنگام کاربری و یا بسپارش مونومرهای وینیل استات به موارد زیر توجه کنید:
مترجم:ف. ال احمد
