Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Đề tài polyvinyl alcohol (PVA)
MỤC LỤC
Mở đầu 5
1. Cấu tạo 6
2. Tính chất vật lý 7
2.1. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ chuyển thủy tinh 8
2.2. Khối lượng riêng 9
2.3. Tính tan 10
2.4. Tạo màng 11
2.5. Khả năng chịu dầu và dung môi 15
2.6. Tính chất dính keo dán 15
2.7. Khả năng chống thấm khí 15
3. Tính chất hóa học 16
3.1. Phản ứng acetal hóa 16
3.2. Phản ứng ete hóa 17
3.3. Phản ứng ester hóa 18
3.4. Phản ứng tạo phức 18
3.5. Phản ứng tạo mạch nhánh 19
3.6. Phản ứng phân hủy 19
4. Tổng hợp 20
4.1. Tổng hợp monomer vinyl acetate 20
4.2. Tổng hợp polyvinyl acetate 21
4.3. Tổng hợp polyvinyl alcohol 22
5. Ứng dụng 24
5.1. Xơ sợi tổng hợp 24
5.2. Keo dán 25
5.3. Chất kết dính 25
5.4. Hồ và phủ giấy 26
5.5. Hồ sợi và hoàn thiện 26
5.6. Tác nhân tạo nhũ 27
5.7. Màng PVA 27
5.8. Gốm 28
5.9. Các sản phẩm đúc 28
5.10. Lớp phủ bảo vệ 29
5.11. Mỹ phẩm 29
5.12. Các màn giấy nến 29
5.13. Hóa chất trung gian 29
5.14. tui thép 30
Kết Luận 31
Tài liệu tham khảo 32
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!
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 COCH3
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 và mạng lưới tinh thể có kích thước:
a= 7.81 , b= 5.51 , c= 2.52
và cấu trúc đơn tà, góc = 91.410, song cũng có tài liệu đánh giá là cấu trúc “giả hình thoi” với kích thước:
a= 7.60 , b= 5.60 , c= 2.52
bao gồm hai mạch kết hợp với nhau bằng cầu hydroxyl với khoảng cách là 2.8 – 2.9 . 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 , 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.
5.11. Mỹ phẩm
Các tính chất tạo nhũ, kết dính, tạo màng và làm đặc của PVA đều được ứng dụng trong sản xuất mỹ phẩm. Nhũ tương có độ bền cao của chất béo và dầu tự nhiên có thể được tổng hợp từ PVA loại thủy phân một phần. Kem lạnh, kem làm sạch, mặt nạ dưỡng da trên cơ sở PVA đã được chế tạo. Cục thuốc và Thực phẩm Mỹ khuyến cáo rằng đối với mỹ phẩm bôi ngoài, không nên sử dụng PVA với nồng độ trên 7.5%.
5.12. Các màn giấy nến
PVA được áp dụng từ dung dịch nước chứa muối dicromat như amoni dicromat sẽ không tan trong nước khi tiếp xúc với ánh sáng tử ngoại. Tính chất này được sử dụng trong việc tổng hợp các màn giấy nến và bản in quang học.
Màn giấy nến được tổng hợp từ PVA được sử dụng rộng rãi để trang trí các sản phẩm gốm. Như một lớp phủ nhạy sáng cho màn giấy nến, PVA có một số ưu điểm như tính đồng nhất, dễ áp dụng, độ bền kích thước tốt và thời gian sử dụng lâu.
5.13. Hóa chất trung gian
Một trong những ứng dụng tiêu thụ nhiều PVA nhất là hóa chất trung gian. Polyvinyl butyrate thường là một acetal thu được khi cho PVA phản ứng với aldehyde.Phản ứng của PVA với acrylonitrile thu được một sản phẩm dạng gôm được ứng dụng làm keo dán nhạy áp. Việc sử dụng PVA như một polyol để sản xuất các ester của acid béo có tính chất khô nhanh, tính chất mài mòn bất thường đã được thực hiện từ năm 1952.
5.14. tui thép
Dung dịch loãng của PVA loại thủy phân một phần có độ nhớt cao cho tốc độ làm mát trung bình giữa dầu và nước. Khi được trộn tới nồng độ 0.05 – 0.3% khối lượng, dung dịch tui PVA loại bỏ sự nứt gãy diễn ra do nước và làm cứng hiệu quả (yếu tố còn thiếu khi sử dụng dầu). Cả quá trình tui phun và tui trong bể đều được thỏa mãn.
KẾT LUẬN
PVA không thể tổng hợp trực tiếp từ monomer vinyl alcohol vì hợp chất vinyl alcohol không bền, ngay khi được tạo ra, vinyl alcohol đã chuyển về dạng đồng phân bền hơn là acetandehyde. Vì vậy, trong thực tế, PVA được tổng hợp từ quá trình thủy phân polyvinyl acetate. Phản ứng thủy phân polyvinyl acetate có thể được xúc tác bằng acid vô cơ hay kiềm, thông thường sử dụng kiềm trong dung môi methanol.
PVA được đặc trưng bởi mức độ thủy phân và mức độ trùng hợp (hay khối lượng phân tử) của polyvinyl acetate ban đầu. Nhờ sự kết hợp 2 yếu tố này mà một loạt các hợp chất PVA có thành phần khác nhau có thể được tổng hợp nên. Tính chất của các polymer này cũng thay đổi tùy thuộc vào khối lượng phân tử và phần trăm alcol phân. Chẳng hạn như khi khối lượng PVA giảm, độ nhạy nước hay khả năng dễ tan trong nước tăng. Khi tăng khối lượng phân tử thì thu được độ bền kéo, độ bền xé, độ dãn dài và độ mềm dẻo cao hơn. Khi phần trăm alcol phân tăng, độ bền kéo, độ bền xé và độ dãn dài cũng tăng…
PVA là một polymer chứa nhiều nhóm OH. Do đó, nó có tính chất của một rượu đa chức. Nó có thể tham gia vào các phản ứng như: ester hóa, ether hóa, acetal hóa…
PVA có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp cũng như trong đời sống. PVA có thể được dùng làm keo dán, làm chất kết dính hay chất tạo nhũ, được sử dụng trong sản xuất bao gói, trong mỹ phẩm hay được dùng làm xơ sợi trong dệt may…
Với mục đích đi tìm hiểu về polyvinyl alcohol, bài tiểu luận này đã cơ bản giải quyết được những vấn đề đã nêu ra ở phần mở đầu và giúp chúng ta có một cái nhìn tổng quát về PVA.
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:
Đề tài polyvinyl alcohol (PVA)
MỤC LỤC
Mở đầu 5
1. Cấu tạo 6
2. Tính chất vật lý 7
2.1. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ chuyển thủy tinh 8
2.2. Khối lượng riêng 9
2.3. Tính tan 10
2.4. Tạo màng 11
2.5. Khả năng chịu dầu và dung môi 15
2.6. Tính chất dính keo dán 15
2.7. Khả năng chống thấm khí 15
3. Tính chất hóa học 16
3.1. Phản ứng acetal hóa 16
3.2. Phản ứng ete hóa 17
3.3. Phản ứng ester hóa 18
3.4. Phản ứng tạo phức 18
3.5. Phản ứng tạo mạch nhánh 19
3.6. Phản ứng phân hủy 19
4. Tổng hợp 20
4.1. Tổng hợp monomer vinyl acetate 20
4.2. Tổng hợp polyvinyl acetate 21
4.3. Tổng hợp polyvinyl alcohol 22
5. Ứng dụng 24
5.1. Xơ sợi tổng hợp 24
5.2. Keo dán 25
5.3. Chất kết dính 25
5.4. Hồ và phủ giấy 26
5.5. Hồ sợi và hoàn thiện 26
5.6. Tác nhân tạo nhũ 27
5.7. Màng PVA 27
5.8. Gốm 28
5.9. Các sản phẩm đúc 28
5.10. Lớp phủ bảo vệ 29
5.11. Mỹ phẩm 29
5.12. Các màn giấy nến 29
5.13. Hóa chất trung gian 29
5.14. tui thép 30
Kết Luận 31
Tài liệu tham khảo 32
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!
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 COCH3
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 và mạng lưới tinh thể có kích thước:
a= 7.81 , b= 5.51 , c= 2.52
và cấu trúc đơn tà, góc = 91.410, song cũng có tài liệu đánh giá là cấu trúc “giả hình thoi” với kích thước:
a= 7.60 , b= 5.60 , c= 2.52
bao gồm hai mạch kết hợp với nhau bằng cầu hydroxyl với khoảng cách là 2.8 – 2.9 . 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 , 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.
5.11. Mỹ phẩm
Các tính chất tạo nhũ, kết dính, tạo màng và làm đặc của PVA đều được ứng dụng trong sản xuất mỹ phẩm. Nhũ tương có độ bền cao của chất béo và dầu tự nhiên có thể được tổng hợp từ PVA loại thủy phân một phần. Kem lạnh, kem làm sạch, mặt nạ dưỡng da trên cơ sở PVA đã được chế tạo. Cục thuốc và Thực phẩm Mỹ khuyến cáo rằng đối với mỹ phẩm bôi ngoài, không nên sử dụng PVA với nồng độ trên 7.5%.
5.12. Các màn giấy nến
PVA được áp dụng từ dung dịch nước chứa muối dicromat như amoni dicromat sẽ không tan trong nước khi tiếp xúc với ánh sáng tử ngoại. Tính chất này được sử dụng trong việc tổng hợp các màn giấy nến và bản in quang học.
Màn giấy nến được tổng hợp từ PVA được sử dụng rộng rãi để trang trí các sản phẩm gốm. Như một lớp phủ nhạy sáng cho màn giấy nến, PVA có một số ưu điểm như tính đồng nhất, dễ áp dụng, độ bền kích thước tốt và thời gian sử dụng lâu.
5.13. Hóa chất trung gian
Một trong những ứng dụng tiêu thụ nhiều PVA nhất là hóa chất trung gian. Polyvinyl butyrate thường là một acetal thu được khi cho PVA phản ứng với aldehyde.Phản ứng của PVA với acrylonitrile thu được một sản phẩm dạng gôm được ứng dụng làm keo dán nhạy áp. Việc sử dụng PVA như một polyol để sản xuất các ester của acid béo có tính chất khô nhanh, tính chất mài mòn bất thường đã được thực hiện từ năm 1952.
5.14. tui thép
Dung dịch loãng của PVA loại thủy phân một phần có độ nhớt cao cho tốc độ làm mát trung bình giữa dầu và nước. Khi được trộn tới nồng độ 0.05 – 0.3% khối lượng, dung dịch tui PVA loại bỏ sự nứt gãy diễn ra do nước và làm cứng hiệu quả (yếu tố còn thiếu khi sử dụng dầu). Cả quá trình tui phun và tui trong bể đều được thỏa mãn.
KẾT LUẬN
PVA không thể tổng hợp trực tiếp từ monomer vinyl alcohol vì hợp chất vinyl alcohol không bền, ngay khi được tạo ra, vinyl alcohol đã chuyển về dạng đồng phân bền hơn là acetandehyde. Vì vậy, trong thực tế, PVA được tổng hợp từ quá trình thủy phân polyvinyl acetate. Phản ứng thủy phân polyvinyl acetate có thể được xúc tác bằng acid vô cơ hay kiềm, thông thường sử dụng kiềm trong dung môi methanol.
PVA được đặc trưng bởi mức độ thủy phân và mức độ trùng hợp (hay khối lượng phân tử) của polyvinyl acetate ban đầu. Nhờ sự kết hợp 2 yếu tố này mà một loạt các hợp chất PVA có thành phần khác nhau có thể được tổng hợp nên. Tính chất của các polymer này cũng thay đổi tùy thuộc vào khối lượng phân tử và phần trăm alcol phân. Chẳng hạn như khi khối lượng PVA giảm, độ nhạy nước hay khả năng dễ tan trong nước tăng. Khi tăng khối lượng phân tử thì thu được độ bền kéo, độ bền xé, độ dãn dài và độ mềm dẻo cao hơn. Khi phần trăm alcol phân tăng, độ bền kéo, độ bền xé và độ dãn dài cũng tăng…
PVA là một polymer chứa nhiều nhóm OH. Do đó, nó có tính chất của một rượu đa chức. Nó có thể tham gia vào các phản ứng như: ester hóa, ether hóa, acetal hóa…
PVA có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp cũng như trong đời sống. PVA có thể được dùng làm keo dán, làm chất kết dính hay chất tạo nhũ, được sử dụng trong sản xuất bao gói, trong mỹ phẩm hay được dùng làm xơ sợi trong dệt may…
Với mục đích đi tìm hiểu về polyvinyl alcohol, bài tiểu luận này đã cơ bản giải quyết được những vấn đề đã nêu ra ở phần mở đầu và giúp chúng ta có một cái nhìn tổng quát về PVA.
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