винил ацетатпретерпевает несколько важных химических реакций, наиболее значимыми из которых являются полимеризация, гидролиз и переэтерификация.

1. Полимеризация

Фигура2. полимеризация винилацетата с образованием поливинилацетата (ПВА)
Полимеризация винилацетата с образованием поливинилацетата (ПВА) является важнейшей реакцией с точки зрения промышленности и коммерческой реакции. Эта полимеризация обычно происходит по свободнорадикальному механизму, инициируемому пероксидами или азосоединениями [1-3]. Полимеризация экзотермична и может проводиться в массе, растворе или эмульсии [2, 4].
Кинетика полимеризации винилацетата была подробно изучена [3, 5]. Скорость полимеризации сначала увеличивается до степени превращения примерно 50%, затем быстро снижается из-за эффекта Троммсдорфа, также известного как автоускорение [3, 5, 6]. Этот эффект вызван увеличением вязкости реакционной среды по мере образования полимера, что затрудняет диффузию и обрыв растущих полимерных цепей. В результате концентрация активных радикалов увеличивается, что приводит к ускорению скорости полимеризации [3, 5, 6].
Энергия активации распространения также возрастает по мере прогрессирования полимеризации, опять же из-за диффузионных ограничений в все более вязкой среде[6]. Это означает, что константа скорости распространения становится более чувствительной к температуре по мере протекания реакции.
Различные факторы могут влиять на кинетику полимеризации и свойства получаемого поливинилацетата, такие как выбор инициатора, растворителя и условий реакции [2-5]. Например, использование агентов передачи цепи может быть использовано для контроля молекулярной массы полимера [2, 4].

1. Гидролиз

Фигура3Полимеризация ПВА и гидролиз ПВА до ПВА[7]
Поливинилацетат может быть гидролизован с образованием поливинилового спирта (ПВС), водорастворимого полимера с многочисленными применениями. Гидролиз обычно проводится в основных условиях с использованием гидроксида натрия или гидроксида калия [4, 8, 9].
Степень гидролиза можно контролировать, регулируя условия реакции, такие как концентрация основания, температура и время реакции[8, 9].Частично гидролизованный поливинилацетат, известный как сополимер этилена и винилового спирта (EVOH), также имеет коммерческое значение и обладает свойствами, промежуточными между ПВА и ПВА[9].
Гидролиз ПВА в ПВА является важным промышленным процессом, поскольку ПВА широко применяется в клеях, текстиле, бумажных покрытиях и в качестве водорастворимого упаковочного материала [4, 8, 9].

1. Переэтерификация

Фигура4Условия реакции: BnOH (1 ммоль), винилацетат (5 ммоль), PhMe (2 мл), комнатная температура, 1 ч[10].
Винилацетат может вступать в реакции переэтерификации со спиртами с образованием других виниловых эфиров [4, 11–13]. Например, реакция с пропанолом или бутанолом даст винилпропионат или винилбутират соответственно.
Переэтерификация обычно катализируется кислотами или основаниями и включает обмен ацетатной группы на другую сложноэфирную группу спирта [11–13]. Эта реакция открывает путь к получению различных виниловых эфиров с различными свойствами и областями применения.
Виниловые эфиры, полученные переэтерификацией, могут быть полимеризованы аналогично винилацетату, образуя полимеры с модифицированными свойствами в зависимости от сложноэфирной группы [4, 11]. Это позволяет настраивать свойства виниловых эфирных полимеров для конкретных применений.
Ссылки
1.Патент США 19.11 Номер: 5,719,218 Sarma 45 Дата патента: февраль. 2017.
2. Залукаева Т. и Кайзер К.Г.СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ ИЗ МОНОМЕРА N-ВИЛАЦЕТАМИДА. 2017.
3. Могиличарла, А., и др.,Многокритериальная оптимизация на основе суррогатного кригинга полимеризации винилацетата в массе с разветвлением.Материалы и производственные процессы, 2015.30: с. 394 - 402.
4. Кордейро, К. Ф. и Ф. П. Петрочелли.Полимеры винилацетата. 2005.
5. Могиличарла, А. и др.,Многоцелевая оптимизация процесса полимеризации винилацетата в массе с разветвлением.Материалы и производственные процессы, 2014.29: с. 210–217.
6. Чжоу, X., Цз. Чжэн и С. Чжан,Адсорбция ППЛ на высокотермостойком ДУТ-5 и их каталитическая активность в реакции переэтерификации коричного спирта и винил ацетата.Функциональные Письма о материалах, 2023.
7. Пересин, М.,Новые лигноцеллюлозные композиты.2011.
8. Ли Ю., Дж. Дэн и Дж. Чжан,Новый поливинилспиртовой гель, полученный путем автоматического гидролиза поливинилацетатной эмульсии.Журнал прикладной полимерной науки, 2018.
9. Сангита, В. и др.,Система сверхпрочных возобновляемых тройных смесей на основе полимолочной кислоты: влияние степени гидролиза этиленвинилацетата на ударные и термические свойства.RSC Достижения, 2016.6: стр. 72681-72691.
10. Ширае, Ю. и др.,Переэтерификация различных спиртов винилацетатом в мягких условиях, катализируемая диэтилцинком с использованием N-замещенного диэтаноламина в качестве лиганда.Письма Тетраэдра, 2005.46(35): с. 5877-5879.
11. Дюиже, Б., Г. Пекастен и Г. Себе,Устойчивый подход к прямой функционализации диспергированных в воде нанокристаллов целлюлозы путем переэтерификации винилацетата.ACS Устойчивое развитие Химия и инженерия, 2018.
12. Перейра, Э.К.Л. и др.,Кислотные ионные жидкости Бренстеда: новые переэтерификационные агенты для совместимости смесей полилактида/этиленвинилацетата Европейский полимерный журнал, 2017.97: стр. 104-111.
13. Кумар, М., С.К. Багчи и А.С. Шарма,Первая органокаталитическая переэтерификация фенолов с использованием винилацетата: шаг к устойчивому развитию.Новый журнал химии, 2015.39: стр. 8329-8336.