Procédé pour accélérer la dissolution de l'alcool polyvinylique
La présente invention décrit un procédé pour accélérer la dissolution de l'alcool polyvinylique, qui utilise une activation mécanique pour traiter l'alcool polyvinylique, détruit sa structure moléculaire et ajoute un solvant solide à petites molécules tout en s'activant mécaniquement, et le solvant solide à petites molécules pénètre dans le polyvinyle. molécule d'alcool, il provoque un gonflement en phase solide, permettant ainsi une dissolution rapide de l'alcool polyvinylique. Le procédé adopté par l'invention présente une faible consommation d'énergie, un fonctionnement simple et rapide, aucune pollution, aucune température et pression élevées, et est un procédé respectueux de l'environnement; le traitement d'activation mécanique de l'alcool polyvinylique détruit au préalable la liaison hydrogène entre les molécules d'alcool polyvinylique et la structure cristalline raccourcit efficacement le temps de dissolution de l'alcool polyvinylique; le gonflement en phase solide de l'alcool polyvinylique est raccourci et le temps d'interaction avec le solvant liquide est raccourci; dans le processus de dissolution, les deux solvants solide-liquide sont relativement infiltrés, améliorant considérablement l'efficacité de dissolution de l'alcool polyvinylique; en même temps, le procédé a une large applicabilité et peut améliorer efficacement la solubilité du polymère soluble dans l'eau, en particulier pour le composé polyhydroxy.
Une méthode pour accélérer la dissolution de l'alcool polyvinylique
La présente invention appartient au domaine des matériaux polymères, et concerne en particulier un procédé pour accélérer la dissolution d'alcool polyvinylique par activation mécanique et gonflement en phase solide.
L'alcool polyvinylique (PVA) est un polymère hydrosoluble non toxique qui est largement utilisé dans les domaines des fibres, des films, des médicaments, des adhésifs et similaires. L'alcool polyvinylique est un composé polyhydroxy, qui est très hydrophile, mais les particules d'alcool polyvinylique sont difficilement solubles dans l'eau, ce qui limite sévèrement l'application et le développement de l'alcool polyvinylique. Le processus de dissolution de l'alcool polyvinylique dans l'eau est compliqué et il diffère considérablement en fonction de son degré de polymérisation et de son degré d'alcoolyse. La raison est due à la liaison hydrogène intermoléculaire et intramoléculaire et à la cristallinité élevée de l'alcool polyvinylique. Par conséquent, l'exploration d'une méthode pour dissoudre rapidement l'alcool polyvinylique est un problème pratique majeur auquel est confrontée la production industrielle actuelle.
Afin de dissoudre rapidement l'alcool polyvinylique, il a été exploré depuis l'étape de préparation de l'alcool polyvinylique. Par exemple, le brevet chinois n ° CN 102827316 A décrit un procédé de préparation d'un alcool polyvinylique à faible cristallinité. Le procédé comprend les étapes de polymérisation, d'alcoolyse et de séchage des unités respectives, et le produit semi-fini d'alcool polyvinylique décomposé par alcool est séché à l'air chaud à 30 à 120 ° C pendant 0,5 à 5 heures pour obtenir un alcool polyvinylique à faible cristallinité et le produit préparé est dissous. Les performances se sont améliorées. Cette méthode est explorée à partir de l'étape de préparation de l'alcool polyvinylique et n'est pas applicable au problème de difficulté de dissolution de l'alcool polyvinylique fini.
Actuellement, les méthodes de dissolution habituelles pour l'alcool polyvinylique fini sont des méthodes de chauffage et d'agitation et des méthodes de modification. La méthode de chauffage et d'agitation est la cuisson à haute température, l'agitation à grande vitesse, et le processus de dissolution dure jusqu'à 2 à 4 heures, et la consommation d'énergie est extrêmement élevée; la méthode de modification consiste à introduire certains groupes hydrophiles dans la molécule d'alcool polyvinylique pour améliorer la solubilité dans l'eau de l'alcool polyvinylique. Bien que cette méthode puisse résoudre le problème de la difficulté de dissoudre l'alcool polyvinylique, en général, le groupe introduit affecte facilement d'autres propriétés de l'alcool polyvinylique, telles que la viscosité, la perméabilité et similaires. Par conséquent, il est d'une grande importance pratique de trouver une nouvelle méthode de dissolution avec une faible consommation d'énergie, une consommation de courte durée et sans dégradation des excellentes propriétés de l'alcool polyvinylique.
[Résumé de l'invention]
Compte tenu des lacunes de l'art antérieur ci-dessus, la présente invention propose un procédé pour résoudre le problème de la dissolution accélérée d'alcool polyvinylique dans lequel l'alcool polyvinylique a une consommation d'énergie élevée et une longue durée.
Afin de résoudre le problème technique ci-dessus, la présente invention adopte les solutions techniques suivantes:
Une méthode pour accélérer la dissolution de l'alcool polyvinylique, qui utilise l'activation mécanique pour traiter l'alcool polyvinylique, détruit sa structure moléculaire et ajoute un solvant solide à petites molécules tout en s'activant mécaniquement, et le solvant solide à petites molécules pénètre dans la molécule d'alcool polyvinylique, faisant ainsi Il se produit un gonflement en phase solide pour obtenir une dissolution rapide de l'alcool polyvinylique.
En tant que mode de réalisation préféré de la présente invention, l'activation mécanique comprend deux étapes: une étape de prétraitement et une étape de traitement de force mécanique;
L'étape de prétraitement fait référence au prétraitement de l'alcool polyvinylique par micro-ondes, irradiation lumineuse, ultrasons, champ électrique ou champ magnétique; l'étape de traitement par force mécanique fait référence au frottement, à la collision, à l'impact ou au prétraitement de l'alcool polyvinylique prétraité. Traitement de force mécanique de cisaillement.
En tant qu'un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, la structure moléculaire est une structure de liaison hydrogène et une structure cristalline.
Comme autre mode de réalisation préféré de la présente invention, le gonflement en phase solide fait référence à l'entrée spontanée ou non spontanée de petites substances moléculaires solides dans la chaîne moléculaire du polymère, affaiblissant ou détruisant la force entre les chaînes moléculaires du polymère, ou s'insérant dans le cristal. réseau du polymère, le réseau du polymère est déformé et le volume du polymère est dilaté dans une certaine mesure.
En tant que modification de la présente invention, le traitement de gonflement en phase solide de l'alcool polyvinylique fait référence au mélange d'un solvant solide à petites molécules avec de l'alcool polyvinylique, et une petite substance moléculaire solide pénètre dans la molécule d'alcool polyvinylique pendant l'activation mécanique. Entre les chaînes, la force entre les chaînes moléculaires de l'alcool polyvinylique est affaiblie ou détruite, ou insérée dans le réseau cristallin de l'alcool polyvinylique, le réseau de l'alcool polyvinylique est déformé et le volume de l'alcool polyvinylique est élargi à certains Le degré.
Comme autre modification de la présente invention, le solvant solide à petites molécules est une substance ayant une forte polarité ou une forte perméabilité.
En tant qu'amélioration supplémentaire de la présente invention, la dissolution d'alcool polyvinylique signifie que l'alcool polyvinylique est dissous à 30 à 95 ° C.
En tant qu'amélioration supplémentaire de la présente invention, l'alcool polyvinylique est un alcool polyvinylique qui a subi une activation mécanique et un traitement de gonflement en phase solide.
Par rapport à l'art antérieur, la présente invention a les effets bénéfiques suivants:
1. Le procédé adopté par l'invention présente une faible consommation d'énergie, une consommation de courte durée, un fonctionnement simple, aucune pollution, aucune température élevée et haute pression, et est un procédé respectueux de l'environnement.
2. L'invention adopte un traitement d'activation mécanique de l'alcool polyvinylique, qui détruit au préalable la liaison hydrogène et la structure cristalline entre les molécules d'alcool polyvinylique, et raccourcit efficacement le temps de dissolution de l'alcool polyvinylique.
3. La présente invention fait gonfler l'alcool polyvinylique en phase solide et raccourcit le temps d'interaction avec le solvant liquide.
4. L'alcool polyvinylique traité par le procédé de l'invention a une pénétration relative des solvants solides et liquides pendant le processus de dissolution, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de dissolution de l'alcool polyvinylique.
5. Le procédé de la présente invention a une large applicabilité et peut améliorer efficacement la solubilité du polymère soluble dans l'eau, en particulier pour le composé polyhydroxy.
【Description détaillée】
La présente invention sera décrite plus en détail ci-dessous conjointement avec la description détaillée.
Procédé pour accélérer la dissolution de l'alcool polyvinylique, l'alcool polyvinylique est traité par activation mécanique pendant 3 min à 5 min; puis l'alcool polyvinylique prétraité est uniformément mélangé avec le solvant solide à petites molécules, et traité mécaniquement pendant 30 min à 60 min. L'alcool polyvinylique qui a été activé mécaniquement et gonflé en phase solide est ajouté à de l'eau désionisée et dissous à 30 à 95 ° C pour se dissoudre.
dans lequel l'alcool polyvinylique (PVA) est traité par un procédé d'activation mécanique, l'activation mécanique comprenant deux étapes: une étape de prétraitement et une étape de traitement par force mécanique. L'étape de prétraitement fait référence au prétraitement de l'alcool polyvinylique par micro-ondes, irradiation lumineuse, ultrasons, champ électrique ou champ magnétique, etc., de sorte que la ténacité du PVA est réduite, la fragilité augmentée et la préparation au traitement mécanique de la force est préparée. L'étape de traitement par force mécanique fait référence au traitement mécanique du frottement, de la collision, de l'impact ou du cisaillement de l'alcool polyvinylique prétraité. L'équipement de traitement de force mécanique comprend le broyage de pierre, le broyeur à boulets, le pulvérisateur, etc., selon le principe de conservation de l'énergie, l'énergie mécanique.L'énergie interne de l'alcool polyvinylique est convertie en énergie, l'énergie est augmentée, l'activité est améliorée, la stabilité du polymère est affaibli, l'ordre de structure est affaibli, l'association de liaison hydrogène entre les molécules est affaiblie, et la cristallinité est abaissée, réalisant ainsi une dissolution rapide. Le but du PVA.
Le traitement de gonflement en phase solide PVA est utilisé pour faire entrer spontanément ou non spontanément les petites substances moléculaires solides dans la chaîne moléculaire de l'alcool polyvinylique, affaiblir ou détruire la force entre les chaînes moléculaires d'alcool polyvinylique ou les insérer dans l'alcool polyvinylique. Dans le réseau cristallin, le réseau du poly (alcool vinylique) est déformé et le volume du poly (alcool vinylique) est dilaté dans une certaine mesure. Sa structure moléculaire, en particulier la liaison hydrogène et la structure cristalline, est détruite. Le solvant solide à petites molécules peut également être mélangé avec de l'alcool polyvinylique. Pendant le processus d'activation mécanique, la petite substance moléculaire solide pénètre dans la chaîne moléculaire de l'alcool polyvinylique, affaiblissant ou détruisant la force entre les chaînes moléculaires d'alcool polyvinylique, ou s'insérant dans le poly Dans le réseau cristallin de l'alcool vinylique, le réseau du polyvinyle l'alcool est déformé et le volume de l'alcool polyvinylique est augmenté dans une certaine mesure.
Le gonflement en phase solide est effectué tout en activant mécaniquement l'alcool polyvinylique, et les deux se favorisent mutuellement, et la structure cristalline et l'association des liaisons hydrogène de l'alcool polyvinylique peuvent être détruites dans la plus grande mesure, accélérant ainsi davantage la dissolution du PVA . Un solvant solide à petites molécules est une substance ayant une forte polarité ou une forte perméabilité. L'alcool polyvinylique est un alcool polyvinylique qui a subi une activation mécanique et un traitement de gonflement en phase solide.
Mode de réalisation 1
Peser 30 g de PVA, prétraitement aux ultrasons pendant 4 min, puis mélanger avec 0,03 g d'urée et 0,05 g de nitrosoéthylène. Après que le mélange soit activé par broyage de pierre pendant 30 minutes, prenez 20 g du mélange traité, ajoutez 280 g d'eau, puis chauffez. La dissolution a été effectuée à 30 ° C.
Mode de réalisation 2
Pesez 30g de PVA, mettez-le au four micro-ondes pendant 4min, mélangez-le avec 0,25g d'urée et 0,3g de nitrométhane. Ensuite, utilisez un broyeur à boulets pour activer le mélange pendant 35 min, prenez 20 g du mélange traité, ajoutez 280 g d'eau, puis la température a été élevée à 45 ° C pour la dissolution.
Mode de réalisation 3
Peser 30 g de PVA, irradier à la lumière pendant 5 min, mélanger avec 0,5 g de mélamine et 0,8 g de nitrométhane, puis activer le mélange avec un pulvérisateur pendant 40 min, prendre 20 g du mélange traité, ajouter 280 g d'eau, puis chauffer jusqu'à 65 Dissous à ° C.
Mode de réalisation 4
Peser 30 g de PVA, traitement au champ électrique pendant 5 min, puis bien mélanger avec 0,8 g de mélamine et 1,5 g d'urée, puis activer le mélange avec un moulin à pierre pendant 45 min, prendre 20 g de mélange traité, ajouter 280 g d'eau, puis chauffer jusqu'à 85 ° C Dissoudre.
Mode de réalisation 5
30 g de PVA ont été pesés, placés dans un champ magnétique pendant 3 min, puis mélangés à 1,2 g de mélamine et 2 g de nitrosoéthylène. Le mélange a été activé par un pulvérisateur pendant 50 min, 20 g du mélange traité ont été prélevés et 280 g d'eau ont été ajoutés. La température a été élevée à 95 ° C pour dissolution.
Il doit être entendu que les modes de réalisation ci-dessus sont simplement illustratifs de la présente invention et ne doivent pas être interprétés comme limitatifs. Les solutions techniques sont modifiées ou équivalentes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention, et sont destinées à être incluses dans la portée des revendications annexées.
Procédé pour accélérer la dissolution de l'alcool polyvinylique, caractérisé en ce que l'alcool polyvinylique est traité par activation mécanique pour détruire sa structure moléculaire, un solvant solide à petites molécules est ajouté alors qu'il est activé mécaniquement et un solvant solide à petites molécules est infiltré dans le polyéthylène. Dans la molécule d'alcool, il provoque un gonflement en phase solide, permettant ainsi une dissolution rapide de l'alcool polyvinylique.
Procédé d'accélération de la dissolution d'alcool polyvinylique selon la revendication 1, dans lequel ladite activation mécanique comprend deux étapes: une étape de prétraitement et une étape de traitement par force mécanique; ladite étape de prétraitement signifie recueillir l'alcool vinylique est prétraité par micro-ondes, irradiation lumineuse, ultrasons, champ électrique ou champ magnétique; l'étape de traitement par force mécanique fait référence au traitement mécanique par friction, collision, impact ou cisaillement de l'alcool polyvinylique prétraité.
Procédé d'accélération de la dissolution d'alcool polyvinylique selon la revendication 1, dans lequel la structure moléculaire est une structure de liaison hydrogène et une structure cristalline.
Procédé pour accélérer la dissolution de l'alcool polyvinylique selon la revendication 1, dans lequel le gonflement en phase solide signifie que la petite substance moléculaire solide pénètre dans la chaîne moléculaire du polymère spontanément ou non, et affaiblit ou détruit la molécule de polymère. La force entre les chaînes, ou insérée dans le réseau cristallin du polymère, provoque une distorsion du réseau du polymère et une expansion du volume du polymère dans une certaine mesure.
Procédé pour accélérer la dissolution de l'alcool polyvinylique selon la revendication 1, dans lequel le traitement de gonflement en phase solide de l'alcool polyvinylique signifie mélanger le solvant à petites molécules solides avec l'alcool polyvinylique pendant le processus d'activation mécanique. La petite substance moléculaire solide pénètre dans la chaîne moléculaire de l'alcool polyvinylique, affaiblit ou détruit la force entre les chaînes moléculaires de l'alcool polyvinylique, ou est insérée dans le réseau cristallin de l'alcool polyvinylique pour déformer le réseau de l'alcool polyvinylique, et le polyéthylène Le volume d'alcool subit une certaine expansion.
Procédé d'accélération de la dissolution d'alcool polyvinylique selon la revendication 1, dans lequel le solvant solide à petites molécules est une substance ayant une forte polarité ou une forte perméabilité.
Procédé d'accélération de la dissolution d'alcool polyvinylique selon la revendication 1, dans lequel la dissolution d'alcool polyvinylique signifie que l'alcool polyvinylique est dissous entre 30 et 95 ° C.
Procédé pour accélérer la dissolution de l'alcool polyvinylique selon la revendication 1, dans lequel l'alcool polyvinylique est un alcool polyvinylique qui a subi une activation mécanique et un traitement de gonflement en phase solide.
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