2.2.4. Выделение полимеров из дисперсий

Как правило, ПВАД применяются в различных отраслях народ­ного хозяйства в виде воднодисперсионных продуктов. Но в тех случаях, когда затраты на транспортировку воды слишком ве­лики или необходимо получить сухие композиции на основе ПВА, гомо- и сополимеры ВА выделяют из дисперсий в виде порошков. После размешивания в воде эти порошки снова образуют ста­бильные дисперсии, поэтому они называются редиспергируемыми.

Редиспергируемые ПВА и сополимеры ВА получают сушкой соответствующих дисперсий с концентрацией 20—25% (масс.) в сушилках фирм «Ангидро» или «Ниро Атомайзер» (Дания). Дисперсия распыляется с помощью специального сопла или бы-стровращающегося диска, со стороны распылительного устрой­ства в сушилку подается горячий азот или воздух. Температура газа на входе в сушилку 80—85 °С, на выходе 35—40 °С. Сухой порошок отделяется в циклоне, а воздух выбрасывается в атмос­феру, при использовании азота осуществляется замкнутый цикл. Готовый редиспергируемый порошок имеет влажность не более 2% (масс).

Эффект редиспергирования может быть получен только в слу­чае обезвоживания грубодисперсных продуктов, получаемых в присутствии защитных коллоидов, обычно ПВС. Для предотвра­щения налипания порошка на стенки сушилки и его комкования в дисперсию вводят 0,5—10% аэросила от массы полимера.

2.2.5. Диоперсии, модифицированные термореантивными смолами

Одним из основных недостатков ПВАД при использовании их в качестве покрытий и клеев является невысокая водостойкость получаемых материалов, что обусловлено наличием в составе дисперсий гидрофильных защитных коллоидов или эмульгаторов, а также высокой полярностью молекул самого ПВА. Существует много способов модификации ПВЛД с целью увеличения водо­стойкости образуемых ими пленок, покрытий и клеевых соедине-­ний [63]. Один из наиболее технологичных способов модифика­ции грубодисперсных гомо- и сополимерных дисперсий — получе­ние композиций ПВАД с термореактивными олигомерами. Изго­товление таких композиций возможно на заводах-производителях дисперсий.

В качестве термореактивных ол.игомеров для модификации ПВАД применяется эпоксидная смола марок ЭД-20 и УП-160 [69, 70] или резольная фенолоформальдегидная смола в виде спиртового раствора — бакелитовый лак ЛБС-1 [71].

Совмещение ПВАД с эпоксидной смолой производится в ап­паратах, снабженных мешалкой, при комнатной температуре. Дисперсию загружают в аппарат и при постоянном перемеши­вании к ней постепенно в течение 2—4 ч добавляют равные ко­личества эпоксидной смолы (до 30% от массы ПВА) и деми­нерализованной воды. Перемешивание после окончания загрузки смолы и воды продолжается до полного совмещения дисперсии со смолой, определяемого визуально.

Модификация ПВАД бакелитовым лаком производится в ана­логичных условиях. Бакелитовый лак, предварительно разбавлен­ный этилацетатом в количестве 10% от массы лака, добавляют к ПВАД постепенно в течение 5—6 ч, после чего композиция перемешивается еще 2—3 ч. Соотношение ПВАД и бакелитового лака от 100:40 до 100:50 по массе. Введение в композицию этилацетата предотвращает высаждение фенольной смолы из ра­створа при смешении лака с водной дисперсией.

В результате смешения ПВАД со смолами получаются водно-дисперсионные композиции, представляющие собой многокомпо­нентные системы, в которых совмещение ингредиентов происхо­дит в процессе пленкообразования по мере удаления воды. Для полного отверждения пленок (образования полимеров с трехмер­ной структурой) требуется введение отвердителей, в качестве которых для эпоксидной смолы обычно используется полиэти-ленполиамин, а для фенолформальдегидных смол— кислоты, на­пример фосфорная или щавелевая. При отверждении пленок, по­лучаемых из композиции ПВАД с эпоксидной смолой (ПВДЭД), всегда необходима термообработка при 110 °С в течение 3_4 часов. Отверждение пленок из композиции ПВАД с феноло-формальдегидной смолой (ПВАДФ) может происходить как на холоду (при введении в композицию кислых катализаторов), так и при 100—120 °С без отвердителей.

ПВАЭД и ПВАДФ позволяют получать изделия с повышенной водостойкостью и механической прочностью в сравнении с мате­риалами на основе исходной ПВАД. Однако сопоставление свойств этих двух композиций показывает, что пленки из ПВАЭД обладают высокой стойкостью к органическим растворителям, в отличие от пленок из ПВАДФ, но зато последние имеют более высокую водостойкость. Это объясняется тем, что если при отверждении ПВАЭД происходит структурирование во всем объеме полимерной композиции, то при отверждении ПВАДФ увеличение водостойкости является следствием химического взаи­модействия гидроксильных групп защитного коллоида (ПВС) с метилольными группами фенолоформальдегидной смолы.

Водостойкость покрытий и клеевых соединений из грубодис­персных ПВАД может быть повышена также модификацией дис­персий карбамидными смолами [72], тетраэтоксисиланом и продуктами его гидролиза [73], изоцианатами и другими соедине­ниями, взаимодействующими с гидроксильными группами ПВС.

Структурирование тонкодисперсных ПВАД осуществляется с помощью «сшивающих» агентов, реагирующих непосредственно с функциональными группами сополимеров ВА. Например, ком­позиции из дисперсий сополимеров, имеющих в своем составе звенья акриловой или малеиновой кислоты и диглицидиловых эфиров моно-, ди- или триэтиленгликоля, образуют покрытия и пленки, приобретающие трехмерную структуру при нагревании до 110—115 °С [а. с. СССР 299513]. Указанные структурирующие агенты одновременно выполняют роль пластификаторов диспер­сии.

В~А с' р'астворенным в нем БП. По мере увеличения конверсии ВА температуру реакционной массы постепенно поднимают до 65^—67 °-С, а в конце процесса. полимеризации суспензию выдер­живают в течение 2 ч при 90—95 °С. Общая продолжительность полимеризации достигает 7—9 ч, Длительность этой операции может быть значительно сокращена, если до конверсии 30— 70% ВА полимеризуется в массе, а затем реакционная смесь диспергируется в водном растворе стабилизатора и полимериза­ция ВА завершается в суспензии- [а. с. СССР 654626]. Охлаж­денную суспензию центрифугируют, промывают гранулы ПВА водой и сушат полимер во вращающейся горизонтальной цилинд­рической сушилке с циркуляцией воздуха.

Таким же способом получают суспензионные сополимеры ВА с Дибутилмалеинатом и этиленом. В последнем случае сополиме­ризацию проводят в полимеризаторе-автоклаве под давлением до 2 МПа.