Articles

Monomer octanu winylu (VAM): wysoce wszechstronny Związek pośredni polimeryzacji

monomer octanu winylu (vam) jest znaczącym związkiem pośrednim stosowanym w produkcji szerokiej gamy żywic i polimerów do farb & powłok, klejów, klejów & uszczelniaczy, elastomerów, wykończeń tekstylnych, powłok papierowych, spoiw, folii i mnóstwo innych zastosowań przemysłowych i konsumenckich. Skutecznie homo-polimeryzuje do polioctanu winylu (PVA), a VAM może być stosowany w wielu losowych kopolimerów i terpolimerów, takich jak kopolimery etylenu-octanu winylu, żywice winylowo-akrylowe, kopolimery kwasu winylowo-akrylowego i kopolimery octanu winylu-chlorku winylu. Dzięki szerokiej różnorodności opcji polimeryzacji, VAM pozwolił na projektowanie produktów o szerokim spektrum profili kosztów i wydajności.

winyl-octan-monomer-struktura chemiczna

źródło: Wikipedia

Aplikacje VAM

największym końcowym zastosowaniem vam jest produkcja żywic polioctanowych winylu jako podstawy do klejów i powłok, a także surowca do żywic pochodnych, takich jak alkohol poliwinylowy (PVOH). Emulsje i żywice z polioctanu winylu są tanie i wygodne w użyciu oraz mają szeroki zakres zastosowań. PVA jest prawdopodobnie najbardziej znany jako podstawowy składnik białych klejów domowych stosowanych do klejenia papieru, tkanin, drewna i tworzyw sztucznych.

segmenty polimerowe octanu winylu według zastosowań, 2019

światowe zużycie VAM mierzy ponad 4 miliony ton metrycznych, przy rocznej stopie wzrostu około 4,7 procent. PVA stanowi ponad połowę całkowitego zużycia VAM. Oprócz zastosowań w farbach, powłokach, klejach i spoiwach, PVAs są surowcami do innych systemów o dużej objętości, takich jak alkohol poliwinylowy (PVOH), poliwinyl butyral (PVB) i poliwinyl formal (PVF). PVOH jest największym zastosowaniem dla PVAs, a następnie klejów i farb& powłok.

szybko rosnącym zastosowaniem VAM jest produkcja kopolimerów octan winylu-etylen (VAE) i etylen-octan winylu (EVA). Wraz ze wzrostem zawartości VAM w kopolimerze etylen-octan winylu, krystaliczność maleje, a właściwości rozciągające maleją. Zwiększa się jednak elastyczność, wytrzymałość i siła klejenia. Na poziomie 50% Evy są amorficzne.

VAEs o ponad 60% zawartości VAM są stosowane w powłokach, klejach, cementach i tynkach. VAEs produkuje systemy emulsji o niskiej zawartości LZO, ponieważ monomer etylenu służy jako monomer uplastyczniający i zmniejsza zapotrzebowanie na środki koalescencyjne lub plastyfikatory. Komercyjne emulsje VAE wykazują Tgs w temperaturze od -15 °C do +15 °C. Formulatory mogą liofilizować emulsje VAE w celu wytworzenia proszków redyspergowalnych (RDP), często nazywanych „stałymi lateksami.”

EVAs o zawartości VAM poniżej 40% to tworzywa termoplastyczne stosowane do folii elastomerowych, powłok wytłaczanych i klejów. EVAs są dalej stosowane w produkcji kopolimerów etylenowo-winylowych (EVOH) o doskonałych właściwościach bariery gazowej, przydatnych w wielowarstwowych opakowaniach do żywności i foliach rolniczych, butelkach kosmetycznych & oraz warstwach barierowych plastikowych zbiorników na benzynę.

dostępna jest szeroka gama opcji kopolimeru akrylowego winylu. Emulsje akrylowe winylowe są ekonomicznymi produktami, które znajdują szerokie zastosowanie w farbach do architektury wnętrz & Uszczelniacze, kleje & Uszczelniacze, papier & spoiwa tekstylne, tkaniny inżynierskie i dyspersje pigmentów. Monomery akrylowe, takie jak akrylan etylu, butylu i 2-etyloheksylu, zwiększają wydajność kopolimerów, poprawiając elastyczność, wodoodporność, przyczepność i szorowanie & odporność na plamy. W tych systemach stosuje się również ter-monomery, takie jak etylen i kwas akrylowy.

Global Vinyl Acetate Resin Applications by End-Use Industry, 2019

względy polimeryzacji VAM

polimeryzacja vam jest łatwa we wszystkich procesach, emulsji, luzem, roztworze i zawiesinie. Komercyjne źródła VAM mają czystość większą niż 99,9 procent, ze śladowymi poziomami wody, kwasu octowego i aldehydu octowego. Woda i kwas octowy nie mają dużego wpływu na polimeryzacje, ale aldehyd octowy działa jako środek przenoszący łańcuch i ma znaczący wpływ na lepkość końcowych polimerów. Formulatory mogą polimeryzować materiał stabilizowany hydrochinonem bez usuwania HQ.

polimeryzacje VAM są egzotermiczne, wymagające przepisów dotyczących chłodzenia. W reakcjach emulsyjnych czasy polimeryzacji wynoszą około 4 godzin w temperaturze 70 °C. Formulatory muszą utrzymywać pH na prawie neutralnym poziomie podczas polimeryzacji, aby zminimalizować hydrolizę VAM. Aby złagodzić reakcję hydrolizy, mogą użyć buforu, takiego jak octan sodu.

kopolimeryzacje VAM wolnych rodników występują łatwo z niektórymi monomerami i z trudem z innymi komonomerami. Metoda pomiaru tendencji par monomerów do losowo kopolimeryzacji w porównaniu z preferencją dla homopolimeryzacji lub polimeryzacji blokowej opiera się na pomiarze tak zwanych współczynników reaktywności. Stosunek reaktywności dla pary monomerów jest stałą szybkości reakcji dla propagacji pierwszego monomeru w rosnącym łańcuchu polimeru do siebie w porównaniu z dodatkiem do drugiego monomeru. Gdy współczynniki reaktywności par komonomerów są podobne, obserwuje się przypadkowe kopolimeryzacje. Etylen o współczynniku reaktywności R1=0,79 i VAM (r2=1.4) kopolimeryzuje dobrze, zapewniając naprzemienne kompozycje kopolimerów ściśle odzwierciedlające kompozycje pasz monomerowych. Gdy współczynniki reaktywności dwóch monomerów różnią się znacząco, kompozycje będą miały tendencję do homopolimeru bardziej reaktywnego Ko-monomeru. Jako przykład, losowa kopolimeryzacja styrenu (r1~50) Z VAM (R2=0) nie może być osiągnięta przez konwencjonalne polimeryzacje wolnych rodników.

aby uzyskać dokładne wyjaśnienie, w jaki sposób współczynniki reaktywności monomerów można wykorzystać do przewidywania kompozycji kopolimerów oraz tabele współczynników reaktywności dla par komonomerów, zobacz ten wykład z Uniwersytetu Stanforda.

inną unikalną cechą polimeryzacji wolnych rodników VAM jest ich skłonność do poddawania się reakcjom przenoszenia łańcuchów, które umożliwiają rozgałęzione architektury. Ta dynamika jest spowodowana reakcjami przenoszenia łańcucha między rosnącym łańcuchem polimeru wolnymi rodnikami a abstrakcją pozycji wodoru octanu (tryb dominujący) lub trzeciorzędowego atomu wodoru w łańcuchu polimeru. Proces rozgałęziania zwiększa znaczenie w miarę postępu konwersji, przy zmniejszającym się stężeniu monomeru. Rozgałęzianie skutkuje PVA o niższych właściwościach rozciągających, zwiększonej ciągliwości oraz mniejszej lepkości roztworu i stopu. Gałęzie są zarówno krótkie, jak i długie (powyżej krytycznej długości splątania), z krótkimi gałęziami łańcuchowymi odpowiedzialnymi za niższe właściwości wytrzymałościowe.

bezpieczne obchodzenie się z monomerem octanu winylu

Rada ds. octanu winylu opublikowała przewodnik dotyczący bezpiecznego obchodzenia się z octanem winylu, aby zapewnić procedury i najlepsze praktyki dotyczące bezpiecznego obchodzenia się, przechowywania i transportu octanu winylu.

polimeryzacja VAM jest wysoce egzotermiczna i niekontrolowane polimeryzacje mogą prowadzić do eksplozji. Następujące zasady muszą być stosowane w obsłudze i polimeryzacji VAM:

  • zachować VAM wolne od zanieczyszczeń.
  • używaj i utrzymuj odpowiedni poziom inhibitorów, ponieważ inhibitory są spożywane w czasie.
  • VAM hamowany przez HQ może być korzystnie przechowywany w suchym azocie.
  • unikaj wchłaniania wilgoci, która może powodować hydrolizę VAM.
  • Zapobiegaj kontaktowi z aminami, silnymi kwasami, zasadami, krzemionką, tlenkiem glinu, środkami utleniającymi i inicjatorami, które mogą powodować spontaniczną polimeryzację.
  • unikaj ekspozycji na powietrze, które może prowadzić do powstawania nadtlenków.
  • przechowywać VAM w zalecanych granicach temperatury, nieprzekraczających 30 °C (86 °F).
  • użyj odpowiednich materiałów konstrukcyjnych i dokładnie wyczyść zbiorniki, reaktory i rurociągi przed napełnieniem VAM.

aby uzyskać więcej informacji na temat postępowania i informacji dotyczących zdrowia, Patrz Karta charakterystyki dotycząca VAM.

Specyfikacja sprzedaży VAM

Gantrade jest jednym z głównych globalnych dostawców monomeru octanu winylu o wysokiej czystości. Utrzymujemy solidne zapasy w Ameryce Północnej i Europie, aby sprostać globalnemu zapotrzebowaniu. Nasze opakowania wahają się od 20 MT (44,080 lbs.) cystern do wagonów kolejowych i beczek stalowych.

specyfikacje sprzedaży GANTRADE dla VAM są wyświetlane w poniższej tabeli.

Test Specifications Method
Vinyl Acetate, wt. % 99.9 min. GC
Acetaldehyde, ppm 150 max. GC
Methyl Acetate, ppm 200 max. GC
Ethyl Acetate, ppm 300 max. GC
Acetic Acid, ppm 50 max. ASTM D2086
Water, ppm 400 max. ASTM D1364
Specific Gravity 20°/20°C 0.9334-0. 9345 ASTM D4052
Kolor platynowo-kobaltowy 5 maks. ASTM D1209
Hydroquinone, ppm 3-9 Typically ASTM D2193
Appearance Free & Clear, no Suspended Matter Visual

Conclusion

Vinyl acetate monomer is a key intermediate used in the manufacture of homopolymers, copolymers, and derivatives for adhesives & sealants, paint & coatings, packaging films, construction materials, textile & paper wykończenia i mnóstwo innych zastosowań. VAM jest bardzo wszechstronnym monomerem, tworząc kopolimery, takie jak etylen-co-octan winylu, ester akrylowy-co-octan winylu, chlorek winylu-co-octan winylu itp. Szerokie opcje kopolimerów umożliwiają projektowanie wielu systemów polimerowych w celu spełnienia wymagań ekonomicznych i wydajnościowych w wielu zastosowaniach przemysłowych i konsumenckich. Największym zastosowaniem VAM jest homopolimer polioctanu winylu, który jest stosowany w klejach i farbach, oferując łatwość użycia i dobre właściwości adhezyjne do papieru, tkanin, drewna, tworzyw sztucznych i wielu innych podłoży przy niskich kosztach.

aby uzyskać więcej informacji na temat tego, jak VAM może pracować dla Ciebie, skontaktuj się z Gantrade już dziś.