Articles

Vinylacetatmonomer (VAM): en mycket mångsidig Polymerisationsmellanprodukt

Vinylacetatmonomer (VAM) är en signifikant mellanprodukt som används vid framställning av ett brett spektrum av hartser och polymerer för färger & beläggningar, lim, lim & tätningsmedel, elastomerer, textilfärger, pappersbeläggningar, bindemedel, filmer och en myriad av andra industri-och konsumentprodukter applikationer. Det homo-polymeriserar effektivt till polyvinylacetat (PVA), och VAM kan användas i många slumpmässiga sampolymerer och terpolymerer såsom eten-vinylacetatsampolymerer, vinyl-akrylhartser, vinylacetat-akrylsyrasampolymerer och vinylacetat-vinylkloridsampolymerer. Med den stora mångfalden av polymerisationsalternativ har VAM tillåtit design av produkter med ett brett spektrum av kostnads-och prestandaprofiler.

vinylacetat-Monomer-kemisk struktur

källa: Wikipedia

vam-applikationer

den största slutanvändningen för VAM är vid framställning av polyvinylacetathartser som bas för lim och beläggningar, samt ett råmaterial för derivathartser som polyvinylalkohol (PVOH). Polyvinylacetatemulsioner och hartser är billiga och praktiska att använda, och de har ett brett användningsområde. PVA är sannolikt mest känd som baskomponenten i hushållens vita lim som används för limning av papper, tyger, trä och plast.

Vinylacetatpolymersegment efter applikationer, 2019

global konsumtion av VAM mäter över 4 miljoner ton, med en årlig tillväxttakt på cirka 4,7 procent. PVA representerar över hälften av den totala användningen av VAM. Förutom användning i färger, beläggningar, lim och bindemedel är PVA: er råvaror för andra system med stor volym såsom polyvinylalkohol (PVOH), polyvinylbutyral (PVB) och polyvinylformell (PVF). PVOH är den största användningen för PVA, följt av lim och färger & beläggningar.

en snabbväxande användning av VAM är tillverkningen av vinylacetat-eten (VAE) och eten-vinylacetat (EVA) sampolymerer. När vam-innehållet ökar i en etylen-vinylacetatsampolymer minskar kristalliniteten och dragegenskaperna minskar. Flexibilitet, seghet och vidhäftningsstyrka ökar emellertid. På en nivå av 50 procent är EVAs amorfa.

VAEs med mer än 60 procent VAM-innehåll används i beläggningar, lim, cement och plåster. VAEs producerar lågvoc-emulsionssystem, eftersom etylenmonomeren fungerar som en mjukgörande monomer och minskar behovet av koalescerande medel eller mjukningsmedel. Kommersiella VAE-emulsioner uppvisar Tgs mellan -15 C och + 15 C. formulerare kan frysa – torra vae-emulsioner för att producera återdispergerbara pulver (RDP), ofta kallad ”fasta latexer.”

eva med mindre än 40 procent VAM-innehåll är termoplaster som används för elastomerfilmer, extruderingsbeläggning och lim. Eva används vidare vid produktion av etenvinylalkohol (EVOH) sampolymerer med utmärkta gasbarriäregenskaper som är användbara i flerskiktsförpackningar för livsmedel och jordbruksfilmer, dryck & kosmetiska flaskor och barriärlager av bensintankar av plast.

ett brett utbud av vinyl akryl sampolymer alternativ finns tillgängliga. Vinyl akryl emulsioner är ekonomiska produkter som finner omfattande användning i interiör arkitektoniska färger & täta, lim & tätningsmedel, papper & textilbindemedel, konstruerade tyger och pigment dispersioner. Akrylmonomerer som etyl, butyl och 2-etylhexylakrylater förbättrar sampolymerernas prestanda genom att förbättra flexibilitet, vattenbeständighet, vidhäftning och skrubba & fläckmotstånd. Ter-monomerer används också som eten och akrylsyra i dessa system.

globala Vinylacetathartsapplikationer genom Slutanvändningsindustrin, 2019

vam-Polymerisationsöverväganden

VAM-polymerisering är lätt i alla processer, emulsion, bulk, lösning och suspension. Kommersiella vam-källor har renhet större än 99,9 procent, med spårnivåer av vatten, ättiksyra och acetaldehyd. Vatten och ättiksyra har inte mycket effekt på polymerisationer, men acetaldehyd fungerar som ett kedjeöverföringsmedel och har en signifikant effekt på viskositeten hos de slutliga polymererna. Formulatorer kan polymerisera hydrokinonstabiliserat material utan att ta bort HQ.

VAM-polymerisationer är exoterma och kräver avsättningar för kylning. I emulsionsreaktioner, polymerisationstider är ca 4 timmar vid temperaturer av 70 C. formulatorer måste hålla pH vid nära neutral nivå under polymerisation för att minimera vam hydrolys. För att förbättra hydrolysreaktionen kan de använda en buffert såsom natriumacetat.

fria radikaler vam-sampolymerisationer förekommer lätt med vissa monomerer och med svårigheter med andra comonomers. Metoden för att mäta tendensen hos monomerpar att slumpmässigt sampolymerisera kontra en preferens för homopolymerisation eller blockpolymerisation baseras på mätningen av så kallade reaktivitetsförhållanden. Reaktivitetsförhållandet för ett par monomerer är reaktionshastighetskonstanten för förökning av den första monomeren i en växande polymerkedja till sig själv kontra tillsats till den andra monomeren. När reaktivitetsförhållandena för comonomerpar är likartade observeras slumpmässiga sampolymerisationer. Etylen med ett reaktivitetsförhållande av r1=0,79 och VAM (r2=1.4) sampolymeriserar väl, vilket ger alternerande sampolymerkompositioner som återspeglar kompositionerna i monomermatningarna. När reaktivitetsförhållandena för två monomerer skiljer sig avsevärt, kommer kompositioner att tendera mot den hos en homopolymer av den mer reaktiva sammonomeren. Som ett exempel kan slumpmässig sampolymerisation av styren (r1~50) med VAM (r2=0) inte uppnås genom konventionella friradikalpolymerisationer.

för en grundlig förklaring av hur monomerreaktivitetsförhållanden kan användas för att förutsäga sampolymerkompositioner, och en tabell över reaktivitetsförhållanden för comonomerpar, se denna föreläsning från Stanford University.

en annan unik egenskap hos vam-fria radikalpolymerisationer är deras benägenhet att genomgå kedjeöverföringsreaktioner som ger grenade arkitekturer. Denna dynamik beror på kedjans överföringsreaktioner mellan den växande polymerkedjans fria radikal och abstraktion av en acetatväteposition (dominerande läge) eller en tertiär väteatom i polymerkedjan. Förgreningsprocessen ökar i betydelse när omvandlingen fortskrider, med minskande monomerkoncentrationer. Förgrening resulterar i PVA med lägre dragegenskaper, ökad duktilitet och lägre lösning och smältviskositeter. Grenarna är både korta och långa kedjor (ovanför den kritiska intrasslingslängden), med de korta kedjegrenarna ansvariga för de lägre hållfasthetsegenskaperna.

säker hantering av Vinylacetatmonomer

Vinylacetatrådet publicerade en Guide för säker hantering av vinylacetat för att tillhandahålla procedurer och bästa praxis för säker hantering, lagring och transport av vinylacetat.

polymerisation av VAM är mycket exoterm och okontrollerade polymerisationer kan resultera i explosioner. Följande principer måste tillämpas vid hantering och polymerisering av VAM:

  • Håll VAM fri från kontaminering.
  • Använd och bibehålla korrekta inhibitornivåer, eftersom inhibitorer konsumeras över tiden.
  • HQ-hämmad VAM kan företrädesvis lagras under torrt kväve.
  • Undvik absorption av fukt, vilket kan orsaka hydrolys av VAM.
  • förhindra kontakt med aminer, starka syror, alkalier, kiseldioxid, aluminiumoxid, oxidationsmedel och initiatorer, vilket kan orsaka spontan polymerisation.
  • Undvik exponering för luft, vilket kan leda till bildning av peroxider.
  • förvara VAM inom rekommenderade temperaturgränser, högst 30 kg c (86 kg f).
  • Använd lämpliga konstruktionsmaterial och rengör noggrant tankar, reaktorer och rör innan du fyller på med VAM.

För mer information om hantering och hälsoinformation, se SDS för VAM.

vam Sales Specification

Gantrade är en av de viktigaste globala leverantörerna av vinylacetatmonomer med hög renhet. Vi har starka lager i Nordamerika och Europa för att möta den globala efterfrågan. Våra paketstorlekar varierar från 20 MT (44,080 lbs.) tankbilar till järnvägsvagnar och ståltrummor.

Gantrades försäljningsspecifikationer för VAM visas i diagrammet nedan.

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
platina-kobolt färg 5 max. 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 finish, och en myriad av andra applikationer. VAM är en mycket mångsidig monomer som skapar sampolymerer såsom eten-co-vinylacetat, akrylester-co-vinylacetat, vinylklorid-Co-vinylacetat, etc. De breda sampolymeralternativen möjliggör utformningen av många polymersystem för att uppfylla Ekonomi-och prestandakraven för en mängd industriella och konsumentapplikationer. Den största användningen för VAM är i polyvinylacetathomopolymer, som används i lim och färger, vilket ger användarvänlighet och goda vidhäftningsegenskaper till papper, tyger, trä, plast och många andra substrat till låg kostnad.

För mer information om hur VAM kan fungera för dig, kontakta Gantrade idag.