Исходным сырьем служит поливинилацетатный (ПВА) лак (25% раствор поливинилацетата в метаноле). В качестве омыляющего агента применяют водно-метанольный раствор гидроксида натрия, содержащий 2,6% NaOH и 6,1% воды.
Производство многостадийное:
1 - подготовка сырья и реагентов,
2 - омыление поливинилацетата,
3 - дробление поливинилового спирта,
4 - отжим и промывка полимера,
5 - сушка полимера,
6 - упаковка и складирование продукта.
Омыляющий агент получают в смесителе 3 (рис.20), куда из хранилища 1 и 2 непрерывно подают метанол и щелочь. Поливинилацетатный лак со склада дозирующим шестеренчатым насосом 4 и раствор щелочи из смесителя 3 параллельными потоками подают в реактор-омылитель 5, представляющий собой горизонтальный двухшнековый аппарат с непрерывной выгрузкой продукта. Процесс омыления протекает при температуре 50-60 °C, модуле ванны по поливинилацетату 1:3,5, поливиниловому спирту 1:7-8 и времени пребывания реакционной системы в реакторе 1-2 минуты. Выгружаемый из омылителя поливиниловый спирт содержит крупные фракции и подвергается измельчению в ножевой дробилке 6, агрегированной с омылителем 5. Измельченный полимер поступает в отжимной шнековый аппарат 7, где фильтрат выжимается в свободные канавки шнека и отводится в турбоциркуляционный фильтр 13. Отжатый поливиниловый спирт непрерывно сбрасывают на повторное измельчение в дробилку ножевого типа 8, а затем шнековым питателем 9 подают в промежуточный бункер с планетарной мешалкой 10. Сушку полимера, содержащего 50-60% летучих, проводят до конечной влажности 3-6% в агрегате 11, включающем две вакуум-гребковые сушилки.
Высушенный поливиниловый спирт (ПВС) пневмотранспортом направляют на брикетирование и используют в производстве пластмасс или используют для формования синтетического волокна винол.
Пары метанола и метилацетата со стадии сушки поступают в холодильник-конденсатор 12, конденсат направляют на разделение и регенерацию спирта и эфира. Сгущенную пульпу поливинилового спирта из турбоциркуляционного фильтра 13 центробежным насосом 15 через дробилку 6 возвращают в отжимной шнек 7, а фильтрат (маточник) через приемник 14 подают на установку ректификации для регенерации метанола и уксусной кислоты. Извлеченный из маточного раствора поливиниловый спирт (до 0,5%) используют в производстве клеев.
Свойства и применение поливинилового спирта
В твердом агрегатном состоянии поливиниловый спирт в зависимости от условий омыления и содержания ацетатных групп имеет порошкообразную или хлопьевидную морфологическую структуру с плотностью 1200-1300 кг/м3. Фазовая структура кристаллическая, не переходящая в аморфное состояние: при нагревании размягчается без плавления (температура деструкции 200 °C, температура стеклования 85 °C). Растворимость полимера зависит от содержания в цепи ацетатных групп. При 5-10% содержании их хорошо растворяется в воде (растворимость достигает 99%), стоек к действию органических растворителей, углеводородов, масел и жиров.
Поливиниловый спирт обладает высокой реакционной способностью и вступает в реакции полимераналогичных превращений: этерификации, эфиризации и ацеталирования. Водные растворы поливинилового спирта (особенно содержащего 15-20% ацетатных групп) пригодны для склеивания металлов и каучуков, бумаги, ткани, кожи и других материалов. Как полупродукт поливиниловый спирт применяется в производстве поливинилацеталей, его широко используют в качестве стабилизатора и эмульгатора в процессах суспензионной и эмульсионной полимеризации. В пластифицированном виде поливиниловый спирт применяют в производстве коже- и каучукоподобных изделий, бензостойких шлангов, прокладок и пленок, как биологически безвредный конструкционный материал в медицине для изготовления приборов и оболочек лекарств.
Далее (Поливинилацетали)