millionmen_mkbird
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
MỞ ĐẦU 4
1. Cấu tạo 5
2. Tính chất vật lý 6
2.1. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ chuyển thủy tinh 7
2.2. Khối lượng riêng 7
2.3. Tính tan 9
2.4. Tạo màng 10
2.5. Khả năng chịu dầu và dung môi 14
2.6. Tính chất dính keo dán 14
2.7. Khả năng chống thấm khí 14
3. Tính chất hóa học 15
3.1. Phản ứng acetal hóa 15
3.2. Phản ứng ether hóa 16
3.3. Phản ứng ester hóa 17
3.4. Phản ứng tạo phức 17
3.5. Phản ứng tạo mạch nhánh 18
3.6. Phản ứng phân hủy 18
4. Tổng hợp 18
4.1. Tổng hợp monomer vinyl acetate 19
4.2. Tổng hợp polyvinyl acetate 20
4.3. Tổng hợp polyvinyl alcohol 21
5. Ứng dụng 23
5.1. Xơ sợi tổng hợp 23
5.2. Keo dán 24
5.3. Chất kết dính 24
5.4. Hồ và phủ giấy 25
5.5. Hồ sợi và hoàn thiện 25
5.6. Tác nhân tạo nhũ 26
5.7. Màng PVA 26
2
5.8. Gốm 27
5.9. Các sản phẩm đúc 27
5.10. Lớp phủ bảo vệ 28
5.11. Mỹ phẩm 28
5.12. Các màn giấy nến 28
5.13. Hóa chất trung gian 28
5.14. tui thép 29
KẾT LUẬN 30
TÀI LIỆU THAM KHẢO 31
3
MỞ ĐẦU
Polyvinyl là nhóm hợp chất cao phân tử được hình thành từ phản ứng polymer hóa
các hợp chất vinyl. Có thể kể đến ở đây như: polyvinyl acetate, polyvinyl formate,
polyvinyl benzoate, polyvinyl ether… Tuy nhiên, trong nhóm này có một loại polymer
không thể tổng hợp trực tiếp từ monomer vinyl được. Đó chính là polyvinyl alcohol
(PVA).
Như vậy, nguyên nhân nào làm cho PVA không thể tổng hợp được trực tiếp từ
monomer vinyl alcohol? PVA có cấu tạo và tính chất ra sao? Quy trình sản xuất PVA
trong công nghiệp như thế nào? Và nó có những ứng dụng gì trong đời sống cũng như
trong sản xuất? Bài tiểu luận này sẽ đi sâu vào tìm hiểu và làm sáng tỏ những vấn đế trên.
Đó cũng chính là mục đích và phạm vi nghiên cứu của bài tiểu luận.
Cuối cùng, em xin chân thành Thank thầy Nguyễn Quang Khuyến đã tận tình
hướng dẫn và cung cấp tài liệu, nhờ đó mà em có thể hoàn thành bài tiểu luận này trong
thời hạn cho phép. Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng với sự hiểu biết còn hạn chế nên bài
tiểu luận sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý
kiến của thầy và các bạn!
4
1. Cấu tạo
Đơn vị cấu trúc của polyvinyl alcohol (PVA) là:
Khi nhìn vào công thức này, một số người đã nghĩ rằng monomer của nó phải có
công thức:
Thực tế không như vậy, PVA được tổng hợp từ quá trình thủy phân polyvinyl
acetate vì hợp chất vinyl alcohol không tồn tại. Ngay sau khi được tạo ra, vinyl alcohol đã
chuyển hóa về dạng đồng phân bền hơn là acetandehyde.
Phụ thuộc vào mức độ thủy phân (mức độ thế, DS) và khối lượng phân tử (độ
trùng hợp, DP) mà có thể tổng hợp được một loạt các hợp chất PVA có thành phần khác
nhau. Dựa vào mức độ thủy phân, PVA được chia thành 2 loại: PVA thủy phân một phần
và PVA thủy phân hoàn toàn.
Cấu trúc của PVA thủy phân một phần như sau:
Với R = H hay COCH
3
Ở nhiệt độ thường, PVA là chất rắn vô định hình. Khi đun nóng, PVA bị mềm hóa,
có thể kéo dài như cao su và khi đó nó sẽ kết tinh.
Giản đồ Rơnghen của PVA khi kéo có chu kỳ dọc theo sợi là 2.52
0
A
và mạng lưới
tinh thể có kích thước:
a= 7.81
0
A
, b= 5.51
0
A
, c= 2.52
0
A
và cấu trúc đơn tà, góc = 91.41
0
, song cũng có tài liệu đánh giá là cấu trúc “giả hình thoi” với
kích thước:
5
a= 7.60
0
A
, b= 5.60
0
A
, c= 2.52
0
A
bao gồm hai mạch kết hợp với nhau bằng cầu hydroxyl với khoảng cách là 2.8 – 2.9
0
A
.
Các mắt xích dọc theo mạch có sự kết hợp đầu – đuôi và mạch là ziczac.
Tính kết tinh với chu kỳ cấu trúc sợi là 2.52
0
A
, cho thấy trong phân tử không có
sự phân bố đều hòa các nhóm OH mà theo sự phân bố thống kê.
Dựa vào sự khác nhau về cấu trúc không gian mà ta có PVA ở các dạng isotactic,
syndiotactic hay atactic. Tổng hợp PVA bằng cách thủy phân polyvinyl formate thì PVA
tạo ra ở dạng syndiotactic, thủy phân polyvinyl benzoate tạo PVA dạng izotactic, thủy
phân polyvinyl acetate (PVAc) tạo hỗn hợp 3 loại: isotactic, syndiotactic và atactic, trong
đó atactic chiếm chủ yếu.
2. Tính chất vật lý
Tất cả các PVA được alcol phân một phần và hoàn toàn đều có nhiều tính chất
thông dụng, làm cho polymer có giá trị cho nhiều ngành công nghiệp. Các tính chất quan
trọng nhất là khả năng tan trong nước, dễ tạo màng, chịu dầu mỡ và dung môi, độ bền kéo
cao, chất lượng kết dính tuyệt vời và khả năng hoạt động như một tác nhân phân tán - ổn
định. Tóm tắt các tính chất của PVA (đặc trưng bởi loại Elvanol) được trình bày trong
bảng 2.1.
Bảng 2.1. Tính chất của PVA
Dạng Bột
Màu sắc Trắng tới kem
Tỉ trọng riêng 1.27 – 1.31
Thể tích riêng, in
3
/lb 22.9 – 21.1
Chỉ số khúc xạ, nD
25
1.49 – 1.53
Độ dãn dài, màng đã dẻo hóa, % Dưới 600
Độ bền kéo, khô, chưa dẻo hóa, psi Dưới 22000
Độ cứng, đã dẻo hóa, Shore 10 – 100
Nhiệt độ hàn gắn nhiệt, khô, chưa dẻo
hóa,
0
C
165 – 210
Nhiệt độ đúc ép, đã dẻo hóa,
0
C 100 – 150
6
Độ bền nhiệt, trên 100
0
C
trên 150
0
C
trên 200
0
C
Làm thẫm màu chậm
Làm thẫm màu nhanh
Phân hủy
Độ bền bảo quản (một vài năm) Không gây hỏng
Hệ số dãn nở nhiệt, 0 - 45
0
C 7*10
-5
– 12*10
-5
Nhiệt dung riêng, cal/g/
0
C 0.4
Tính bắt cháy Cháy với tốc độ của giấy
Ảnh hưởng của ánh sáng Không ảnh hưởng
Ảnh hưởng của axit mạnh Hòa tan hay phân hủy
Ảnh hưởng của kiềm mạnh Chảy mềm hay hòa tan
Ảnh hưởng của axit yếu Chảy mềm hay hòa tan
Ảnh hưởng của kiềm yếu Chảy mềm hay hòa tan
Ảnh hưởng của dung môi hữu cơ Không ảnh hưởng
2.1. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ chuyển thủy tinh
Việc xác định trực tiếp nhiệt độ nóng chảy của PVA rất khó vì PVA bị phân hủy ở
nhiệt độ nóng chảy. Thông thường nhiệt độ nóng chảy của PVA được xác định gián tiếp,
giá trị này không có tính tuyệt đối vì nhiệt độ nóng chảy của polymer không là một điểm.
Bên cạnh đó, nhiệt độ nóng chảy của PVA còn phụ thuộc vào lượng nước bị hấp phụ
trong phân tử polymer.
Tương tự nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ chuyển thủy tinh của PVA cũng thay đổi
theo lượng nước bị giữ trong polymer. Do vậy, ở cùng một khối lượng phân tử, nhiệt
chuyển thủy tinh T
g
có thể không giống nhau. Nhiều nghiên cứu cho thấy nhiệt chuyển
thủy tinh của PVA chia làm 2 nhóm: nhóm có nhiệt chuyển thủy tinh trên 80
0
C dùng
trong sản xuất sơ xợi, nhóm còn lại có nhiệt chuyển thủy tinh khoảng 80
0
C được dùng cho
các ứng dụng khác.
2.2. Khối lượng riêng
Khối lượng riêng của PVA được xác định theo phương pháp tuyển nổi. Nó thay
đổi tùy theo độ trùng hợp và nhiệt độ của quá trình xử lý nhiệt. Chẳng hạn, khi nghiên
cứu trên các màng PVA (loại thủy phân hoàn toàn) có độ trùng hợp thay đổi từ 309 (mức
thấp nhất) đến 4570 (mức cao nhất), sau khi xử lý nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau ta thu
được kết quả sau:
7
Bảng 2.2. Khối lượng riêng của PVA (thủy phân hoàn toàn)
theo nhiệt độ xử lý và độ trùng hợp
Nhiệt độ xử lý
0
C
Độ trùng hợp
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỞ ĐẦU 4
1. Cấu tạo 5
2. Tính chất vật lý 6
2.1. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ chuyển thủy tinh 7
2.2. Khối lượng riêng 7
2.3. Tính tan 9
2.4. Tạo màng 10
2.5. Khả năng chịu dầu và dung môi 14
2.6. Tính chất dính keo dán 14
2.7. Khả năng chống thấm khí 14
3. Tính chất hóa học 15
3.1. Phản ứng acetal hóa 15
3.2. Phản ứng ether hóa 16
3.3. Phản ứng ester hóa 17
3.4. Phản ứng tạo phức 17
3.5. Phản ứng tạo mạch nhánh 18
3.6. Phản ứng phân hủy 18
4. Tổng hợp 18
4.1. Tổng hợp monomer vinyl acetate 19
4.2. Tổng hợp polyvinyl acetate 20
4.3. Tổng hợp polyvinyl alcohol 21
5. Ứng dụng 23
5.1. Xơ sợi tổng hợp 23
5.2. Keo dán 24
5.3. Chất kết dính 24
5.4. Hồ và phủ giấy 25
5.5. Hồ sợi và hoàn thiện 25
5.6. Tác nhân tạo nhũ 26
5.7. Màng PVA 26
2
5.8. Gốm 27
5.9. Các sản phẩm đúc 27
5.10. Lớp phủ bảo vệ 28
5.11. Mỹ phẩm 28
5.12. Các màn giấy nến 28
5.13. Hóa chất trung gian 28
5.14. tui thép 29
KẾT LUẬN 30
TÀI LIỆU THAM KHẢO 31
3
MỞ ĐẦU
Polyvinyl là nhóm hợp chất cao phân tử được hình thành từ phản ứng polymer hóa
các hợp chất vinyl. Có thể kể đến ở đây như: polyvinyl acetate, polyvinyl formate,
polyvinyl benzoate, polyvinyl ether… Tuy nhiên, trong nhóm này có một loại polymer
không thể tổng hợp trực tiếp từ monomer vinyl được. Đó chính là polyvinyl alcohol
(PVA).
Như vậy, nguyên nhân nào làm cho PVA không thể tổng hợp được trực tiếp từ
monomer vinyl alcohol? PVA có cấu tạo và tính chất ra sao? Quy trình sản xuất PVA
trong công nghiệp như thế nào? Và nó có những ứng dụng gì trong đời sống cũng như
trong sản xuất? Bài tiểu luận này sẽ đi sâu vào tìm hiểu và làm sáng tỏ những vấn đế trên.
Đó cũng chính là mục đích và phạm vi nghiên cứu của bài tiểu luận.
Cuối cùng, em xin chân thành Thank thầy Nguyễn Quang Khuyến đã tận tình
hướng dẫn và cung cấp tài liệu, nhờ đó mà em có thể hoàn thành bài tiểu luận này trong
thời hạn cho phép. Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng với sự hiểu biết còn hạn chế nên bài
tiểu luận sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý
kiến của thầy và các bạn!
4
1. Cấu tạo
Đơn vị cấu trúc của polyvinyl alcohol (PVA) là:
Khi nhìn vào công thức này, một số người đã nghĩ rằng monomer của nó phải có
công thức:
Thực tế không như vậy, PVA được tổng hợp từ quá trình thủy phân polyvinyl
acetate vì hợp chất vinyl alcohol không tồn tại. Ngay sau khi được tạo ra, vinyl alcohol đã
chuyển hóa về dạng đồng phân bền hơn là acetandehyde.
Phụ thuộc vào mức độ thủy phân (mức độ thế, DS) và khối lượng phân tử (độ
trùng hợp, DP) mà có thể tổng hợp được một loạt các hợp chất PVA có thành phần khác
nhau. Dựa vào mức độ thủy phân, PVA được chia thành 2 loại: PVA thủy phân một phần
và PVA thủy phân hoàn toàn.
Cấu trúc của PVA thủy phân một phần như sau:
Với R = H hay COCH
3
Ở nhiệt độ thường, PVA là chất rắn vô định hình. Khi đun nóng, PVA bị mềm hóa,
có thể kéo dài như cao su và khi đó nó sẽ kết tinh.
Giản đồ Rơnghen của PVA khi kéo có chu kỳ dọc theo sợi là 2.52
0
A
và mạng lưới
tinh thể có kích thước:
a= 7.81
0
A
, b= 5.51
0
A
, c= 2.52
0
A
và cấu trúc đơn tà, góc = 91.41
0
, song cũng có tài liệu đánh giá là cấu trúc “giả hình thoi” với
kích thước:
5
a= 7.60
0
A
, b= 5.60
0
A
, c= 2.52
0
A
bao gồm hai mạch kết hợp với nhau bằng cầu hydroxyl với khoảng cách là 2.8 – 2.9
0
A
.
Các mắt xích dọc theo mạch có sự kết hợp đầu – đuôi và mạch là ziczac.
Tính kết tinh với chu kỳ cấu trúc sợi là 2.52
0
A
, cho thấy trong phân tử không có
sự phân bố đều hòa các nhóm OH mà theo sự phân bố thống kê.
Dựa vào sự khác nhau về cấu trúc không gian mà ta có PVA ở các dạng isotactic,
syndiotactic hay atactic. Tổng hợp PVA bằng cách thủy phân polyvinyl formate thì PVA
tạo ra ở dạng syndiotactic, thủy phân polyvinyl benzoate tạo PVA dạng izotactic, thủy
phân polyvinyl acetate (PVAc) tạo hỗn hợp 3 loại: isotactic, syndiotactic và atactic, trong
đó atactic chiếm chủ yếu.
2. Tính chất vật lý
Tất cả các PVA được alcol phân một phần và hoàn toàn đều có nhiều tính chất
thông dụng, làm cho polymer có giá trị cho nhiều ngành công nghiệp. Các tính chất quan
trọng nhất là khả năng tan trong nước, dễ tạo màng, chịu dầu mỡ và dung môi, độ bền kéo
cao, chất lượng kết dính tuyệt vời và khả năng hoạt động như một tác nhân phân tán - ổn
định. Tóm tắt các tính chất của PVA (đặc trưng bởi loại Elvanol) được trình bày trong
bảng 2.1.
Bảng 2.1. Tính chất của PVA
Dạng Bột
Màu sắc Trắng tới kem
Tỉ trọng riêng 1.27 – 1.31
Thể tích riêng, in
3
/lb 22.9 – 21.1
Chỉ số khúc xạ, nD
25
1.49 – 1.53
Độ dãn dài, màng đã dẻo hóa, % Dưới 600
Độ bền kéo, khô, chưa dẻo hóa, psi Dưới 22000
Độ cứng, đã dẻo hóa, Shore 10 – 100
Nhiệt độ hàn gắn nhiệt, khô, chưa dẻo
hóa,
0
C
165 – 210
Nhiệt độ đúc ép, đã dẻo hóa,
0
C 100 – 150
6
Độ bền nhiệt, trên 100
0
C
trên 150
0
C
trên 200
0
C
Làm thẫm màu chậm
Làm thẫm màu nhanh
Phân hủy
Độ bền bảo quản (một vài năm) Không gây hỏng
Hệ số dãn nở nhiệt, 0 - 45
0
C 7*10
-5
– 12*10
-5
Nhiệt dung riêng, cal/g/
0
C 0.4
Tính bắt cháy Cháy với tốc độ của giấy
Ảnh hưởng của ánh sáng Không ảnh hưởng
Ảnh hưởng của axit mạnh Hòa tan hay phân hủy
Ảnh hưởng của kiềm mạnh Chảy mềm hay hòa tan
Ảnh hưởng của axit yếu Chảy mềm hay hòa tan
Ảnh hưởng của kiềm yếu Chảy mềm hay hòa tan
Ảnh hưởng của dung môi hữu cơ Không ảnh hưởng
2.1. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ chuyển thủy tinh
Việc xác định trực tiếp nhiệt độ nóng chảy của PVA rất khó vì PVA bị phân hủy ở
nhiệt độ nóng chảy. Thông thường nhiệt độ nóng chảy của PVA được xác định gián tiếp,
giá trị này không có tính tuyệt đối vì nhiệt độ nóng chảy của polymer không là một điểm.
Bên cạnh đó, nhiệt độ nóng chảy của PVA còn phụ thuộc vào lượng nước bị hấp phụ
trong phân tử polymer.
Tương tự nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ chuyển thủy tinh của PVA cũng thay đổi
theo lượng nước bị giữ trong polymer. Do vậy, ở cùng một khối lượng phân tử, nhiệt
chuyển thủy tinh T
g
có thể không giống nhau. Nhiều nghiên cứu cho thấy nhiệt chuyển
thủy tinh của PVA chia làm 2 nhóm: nhóm có nhiệt chuyển thủy tinh trên 80
0
C dùng
trong sản xuất sơ xợi, nhóm còn lại có nhiệt chuyển thủy tinh khoảng 80
0
C được dùng cho
các ứng dụng khác.
2.2. Khối lượng riêng
Khối lượng riêng của PVA được xác định theo phương pháp tuyển nổi. Nó thay
đổi tùy theo độ trùng hợp và nhiệt độ của quá trình xử lý nhiệt. Chẳng hạn, khi nghiên
cứu trên các màng PVA (loại thủy phân hoàn toàn) có độ trùng hợp thay đổi từ 309 (mức
thấp nhất) đến 4570 (mức cao nhất), sau khi xử lý nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau ta thu
được kết quả sau:
7
Bảng 2.2. Khối lượng riêng của PVA (thủy phân hoàn toàn)
theo nhiệt độ xử lý và độ trùng hợp
Nhiệt độ xử lý
0
C
Độ trùng hợp
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links