Гадаа ашиглах зориулалтаар усанд тэсвэртэй болгох PVA найрлага

Ердийн PVA найрлагын ус шингээх чанар болон хязгаарлалтуудыг ойлгох

Поливинил ацетат (PVA) эмульсийн ус шингээх дотоод чанар

Ердийн PVA найрлага нь полимерийн гинжинд усны молекултай устөрөгчийн холбоо үүсгэх дуртай гидроксиль бүлгүүдийг агуулдаг тул усанд маш мэдрэг байдаг. Полимерийн хими судалгааны дагуу стандарт PVA нь их чийгшилтэй орчинд өөрийн жингийн 10-аас 15 хувийг хүртэл усыг шингээж чаддаг. Сайн тал нь энэ ус шингээх чанар нь модон гадаргуу, цаасан бүтээгдэхүүн зэрэг юмс руу маш сайн наахад тусалдаг. Гэсэн хэдий ч муу тал нь чийгшилтэй болоод хуурайших явцад дахин дахин өөрчлөгдөх нөхцөлд гадна талд ашиглахад зайлуулагч удаан хугацаанд тэсвэртэй байх чадвар муу байдаг. Иймээс усны эсэргүүцэл чухал үед ихэнх үйлдвэрлэгчид PVA-ийн найрлагийг тухайн хэрэглээнд нийцүүлэн өөрчилдөг.

Гадаа нөхцөлд стандарт PVA зайлуулагчийн ердийн гэмтлийн горимууд

Бороо эсвэл чийгшилтэй байдалд өртөх нь өөрчлөгдөөгүй PVA-д гурав гаруй задралын үндсэн механизмийг идэвхжүүлдэг:

• Хайлмал байдлаар өөрчлөгдөх : Ус зайлуулагчийн далайн дор орох бөгөөд бүтцийг нь зөөлрүүлдэг
• Хавагнаснаас үүсэх хүнд хамгаалалт : 3–5% эзлэхүүний өргөтгөл нь холбогдсон захын хооронд дотоод хүчдэл үүсгэдэг
• Полимерийн гинжний гидролиз : Чийгийн ус нь винил ацетатын мономерүүдийн хоорондох ковалент холбоог задалдаг

Эдгээр нөлөөллийн улмаас ачаалал дор даавуулагчийн ползгоо, захын түвшний хуулгалт болон байнгын чийглэг орчинд холболтын эцсийн задрал үүсдэг.

Үйл ажиллагааны бууралтын өгөгдөл: чийг шингээх хурд ба холбоосны хүчийг алдалт

Харьцуулах туршилтаар стандарт PVA даавуулагчид 85% харьцангуй чийгшилттэй орчинд 30 хоногийн дараа анхны холбоосны хүчнээсээ 50–70%-ийг алддаг гэдгийг харуулж байна. Чийг шингээх хэмжээ нь үйл ажиллагааны бууралттай шууд хамааралтай:

PVA найрлагын усанд тэсвэрт чанарыг сайжруулахын тулд хийх химийн өөрчлөлтийн арга замууд

PVA найрлагын найрлагад ус түвшин багатай функциональ бүлгүүдийг нэмэх

Үйлдвэрлэгчид поли винил ацетатын полимерийн гинжинд алкил эсвэл ароматик бүлгүүд зэрэг усны эсрэг элементүүд нэмж усанд мэдрэг байдлыг багасгадаг. Ийм үед усны молекулууд материалтай холбогдохөөс саатамж болох стерик барьера үүсдэг. 2012 онд Европын Полимерийн Сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаагаар энэ арга нь чийгийг шингээх хэмжээг ойролцоогоор 40%-иар бууруулдаг. Эдгээр өөрчлөлтийг маш үнэ цэнэтэй болгож буй зүйл бол практик хэрэглээнд хамгийн чухал байдаг модон гадаргуу, цаасан бүтээгдэхүүнтэй сайн наалдах чадварыг материал өөрчлөлтөөр ч гэсэн хадгалж чаддаг явдал юм.

Усны мэдрэг байдлыг бууруулахын тулд эстержих ба ацетальжих урвал

ПВА дахь гидроксильн бүлгийг эстерийн холбоогоор солих замаар эстержүүлэх процесс нь ихэвчлэн карбоксилын хүчил эсвэл тэдгээрийн ангидридийн төрлөөр хийгддэг. Энэхүү химийн өөрчлөлт нөхцөл байдлаас хамааран чийгийн мэдрэг чанарыг ойролцоогоор 65-аас 80 хувийн хооронд бууруулдаг. Мөн формальдегид шиг альдегидтэй урвалд орж ацетальжүүлэх үед цикл эфир бүтэц үүсдэг бөгөөд энэ нь ус нэвтрэхээс шууд саатуулдаг. Үнэхээр гайхалтай зүйл бол анхны холбоосны хүчний 85-аас 90 орчим хувийг хадгалж чаддаг. Гэсэн хэдий ч энэ хоёр арга нь материалыг илүү хатуу болгодог тул үйлдвэрлэгчид боловсруулалтын үеэр материал ажилладаг байх, гэхдээ ажиллагаанд нь хор нөлөө үзүүлэхгүй байхын тулд стехиометрийг маш нарийвчлалтай тохируулах шаардлагатай.

Заагийн тогтвортой байдлыг сайжруулахын тулд силан холбоосын агентуудыг нэмэх

Силилангийн нэмэлттэй ПВА-ууд нь гидроксиль баялаг гадаргууд ковалент холбоо үүсгэж, чийглэг орчинд тэсвэрт чанарыг сайжруулдаг. Жишээ нь, γ-Глицидоксипропилтриметоксисилан (GPTMS) нь молекуллын холбоос болон үйлчилж, шилэн, метал, эмхэтгэсэн модонд наалдах чанарыг сайжруулдаг. Силилангийн хольц агуулсан хольц систем нь харьцангуй чийгшил 85% үед интерфейсийн харимхай бат бөхийг 8 МПа-аас давуулдаг.

Химийн өөрчлөлтийн дараах уян хатан чанар, усны эсэргүүцлийн хоорондох харьцаа

Өндөр үр дүнтэй ПВА найрлагын холбогч болон зоослох аргууд

Альдегид болон металл ион агуулсан холбогчид: Чийгт орчинд холбогч хүчийг сайжруулах

Химийн салбарлалт нь PVA-г чийгийг эсэргүүцдэг гурван хэмжээст сүлжээ болгон хувиргадаг. Формальдегид суурилсан системүүд нь шатаахгүй PVA-тай харьцуулахад чийгт орчин дахь таталтын бат бэхийг 35–45% нэмэгдүүлдэг (Холбогчийн шинжлэх ухааны сэтгүүл, 2023). Харин алюминийн ион салбарлагчид чийглэг орчинд гидролизийн эсэргүүцлийг сайжруулдаг. Үр дүнтэй халуун боловсруулахын тулд урьдчилан желатинжихийг саатуулахын тулд нарийвчлалтай pH хяналт (4.5–5.5) шаардлагатай.

Изоцианат ба борат салбарлагчид: Бат бөх чанар, хортой байдлыг тэнцвэржүүлэх

Изокианатуудыг PVA матрицуудад ашиглах үед тэдгээрууд чийгийг шингээсэн уретаны холбоог үүсгэж, усны эсэргүүцлийг 50% хүртэл нэмэгдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч эдгээр материалууд агаарт АОБ-г ялгаруулдаг тул хэрэглэх үед зохистой вентиляци хангамж шаардлагатай болдог. Илүү аюулгүй зүйл хайж буй хүмүүст боратын солирлогчид авч үзэх үнэ цэнэтэй байдаг. Эдгээр нь PVA-д байгаа гидроксиль бүлгүүдтэй харьцангуй тогтвортой холбоо үүсгэдэг бөгөөд хоршлын асуудал үүсгэдэггүй. 2023 оны саяхны судалгаа мөн сонирхолтой үр дүнг харуулсан. Судалгаанд боратын нэмэлттэй наалдамхай нь нэг сарын турш усанд дүрэгдсэн ч холбогдох чадварын 82%-ийг хадгалж чадсан. Энэ нь ижил нөхцөлд тэсцийн 94% хадгалсан изокианатын системтэй харьцуулахад маш муу гэж хэлэхэд болохгүй.

Хамгийн их холбоосын нягтралыг олгохын тулд тохиромжтой тунг ба хатуурах нөхцөл

Салдагчийн агууламж 8%-иас хэтэрвэл хэтэрхий хатуу болох ба салгалтын бат бөхийг 25–30%-иар бууруулна (Polymer Engineering Reports, 2023).

Чийгийн эсэргүүцэл дээшлүүлэхийн тулд винил ацетат-этилен (VAE) кополимер

VAE кополимер нь чийгшилтийн 500 горимд (0–100% харьцангуй чийг) холбоосын бат бөхийг 92% хадгалж чадаж, ердийн PVA-гаас гурван дахин илүү үр дүнтэй байдаг. Этилен хэсгүүд усны нөлөөгөөр зөөлрөхөөс сэргийлэх гидрофобик бүсүүдийг үүсгэж, хугарлын үеийн суналтыг 300%-иас дээш хадгалж, гадаа ашиглах үед дулааны томрох үзэгдлийг удирдахад чухал давуу тал үзүүлдэг.

Бүрхэвч үүсэх, усны шингэцийг багасгахын тулд акрилик мономер нэмэх

Акрилик эфирийг 15–20% нэмэх (жишээ нь: бутил акрилат, метил метакрилат) усыг шингээхийг гурван механизмийн дагуу 40%-иар бууруулдаг:

1. Гидрофобик хажууний гинж үүсэх
2. Дэд суурьтай наалдах чанар сайжирна (хүрэх өнцөг 75°-с 52° хүртэл буурна)
3. 10°С-ийн доор бүрхэвчийн нэгдэлтийг сайжруулна
   Эдгээр системүүд нь 15 минутаас дээш нээлттэй байх хугацааг хадгалж, 20 минутын усны эсэргүүцлийн талаарх EN 204 D3 стандартыг хангана.

Харьцуулах үзүүлэлт: Өөрчлөгдсөн PVA болон Полиуретан (PUR) наалт

Усны эсэргүүцлийн стандарт: Өөрчлөгдсөн PVA болон PUR наалтууд

Дэвшилтэт химийн найрлага бүхий PVA-ууд нь салбарласан технологийн благодаря усны эсэргүүцэл сайн үзүүлдэг. Эдгээр бүтээгдэхүүнүүд нь гурван хоног тасралтгүй усанд дүрэгдсэний дараа ч анхны хүч чадлынхаа 85% илүүг хадгалж чаддаг. Харин полиуретаныг авч үзвэл тэд чийгийг шингээж, сүлжээгээ бэхжүүлдэг бөгөөд маш сайн ажилладаг. ASTM стандартын дагуу туршилтаар гарсан дүнгээр полиуретан наалт нь жигд чийглэг орчинд 500 цаг өнгөрсний дараа ойролцоогоор 85%-иас дээш хүч чадал хадгалдаг. Тийм чинээ ч полиуретан нь уснаас удаан хугацаанд хамгаалах хувьд давуу талтай байдаг. Гэсэн хэдий ч барилгын ажилд гадаа нөхцөлд шуурхай ажиллах шаардлагатай үед шинэчилэгдсэн PVA наалтууд өөрсдийнхөө үзүүлэлтийг сайн хадгалж байна.

Өндөр үйлдэл бүхий PVA-гийн PUR системүүдтэй харьцуулсан зардал-ашиг шинжилгээ

Полиуретан (PUR) наалдамхай нь ихэвчлэн модифицировлогдсон PVA-тай харьцуулахад литр тутамдаа 2.5-3 дахин илүү үнэтэй байдаг бөгөөд ихэвчлэн тусгай тараах тоноглол болон зохистой хатуурах орчин шаарддаг. Өнгөрсөн жилийн саяхны судалгаагаар гадаа ашиглах зориулалтын мебель үйлдвэрлэхэд бүрэн усны эсэргүүцэл үргэлж шаардлагагүй тул модифицировлогдсон PVA нь нийт зардлыг ойролцоогоор 18-22 хувь бууруулдаг. Хэдий ч гэсэн, PUR нь завь барих, цаашлаад далайн хэрэглээнд хэвийнхээс илүү тохиромжтой байдаг учир нь эдгээр наалдамхай нь PVA бүтээгдэхүүнүүдийн 4-7 жилийн хугацаатай харьцуулахад 8-12 жил үргэлжилдэг. Энэ нэмэлт анхны зардал нь далайн давстай, хатуу нөхцөлд хэрэглэхэд үр дүнтэй байдаг.

Хязгаарлагдмал тэсвэрт чадал бүхий хувилбарыг хадгалах нь бусад гадаа ашиглах хэрэглээнд яагаад илүү дуртай байдаг вэ

Засварласан PVA нь 63 хувийн гадаа байрлах модон нийлмэл материалтай холбох хэрэглээнд тэргүүлж байдаг. Учир нь энэ нь бага хэмжээний VOC ялгаруулдаг, цэвэрлэх нь хялбар бөгөөд -40 градусаас 90 градус Цельсийн хоорондох температурт сайн ажилладаг. Энгийн PUR-ийн холбооснууд дулааны хөдөлгөөний үед суурь материалыг хуваах tendency-тэй байдаг бол PVA-ийн уян хатан чанар нь шатны самбар, хашлага зэрэг зүйлсийн хувьд томрох, багасах өөрчлөлтийг асуудалгүй зохицуулдаг. Мэргэжлийн судалгаагаар харахад ихэнх дулаан бүст ажиллагсад нь бүрэн усны эсэргүүцлийг олж авснаас илүүтэйгээр гэмтлийг саатуурах асуудалд анхаарч байгаа бөгөөд тэдний төслүүдийн талаарх мэргэжилтнүүдийн гурван буюу дөрвөн хэсэг нь усны хамгийн их эсэргүүцэлтэй байхнаас илүүтэйгээр температурын өөрчлөлтөнд тэсвэртэй байх чадварыг өндөрлөж үздэг.

Гадаа ба барилгын материалд усанд тэсвэртэй PVA найрлагын бодит хэрэглээ

Дулааны дамжуулалтын хавтанд засварласан PVA: Цикл харьцангуй чийгшилтийн дорх ажиллагаа

Усны эсрэг PVA найрлага нь чийгшилт ихээр хэлбэлзэх дулааны тусгаарлалтын системд маш сайн ажилладаг. Гадаа ойролцоогоор таван жилийн дараа юу болохыг имитаци хийсэн зарим хурдасгасан нас баралтын шалгуунууд сонирхолтой үр дүнг харуулсан. 2023 оны Барилгын материал, үргэлжлэх чадварын тайлангийн мэдээгээр, модификатчилагдсан PVA-р наалдсан задгай полистирол эсвэл EPS хавтангууд анхны наалдах бат бэхийн ойролцоогоор 92 хувийг хугацааны явцад хадгалж чадсан бол ердийн PVA зөвхөн ойролцоогоор 67% -ийг л хадгалж чадсан. Энэ боломжийг боломж болгож буй зүйл бол модификатчилагдсан хувилбаруудад оршдог онцгой гидрофобик доторхий холбоосууд юм. Эдгээр нь чийгшилтийн улмаас үүссэн пластикжилтийн асуудлыг тэмцэхэд тусалдаг тул эдгээр материалын бүтцийн бүрэн байдлыг урт хугацаагаар харьцангуй чийгшилт 85%-д өртөх үед ч барих боломжийг олгодог.

Гадаа ашиглах цаасан бүтээгдэхүүн ба боодолд ашиглах: Усны эсрэг PVA-р үргэлжлэх чадварыг сайжруулах

Сав баглаа боодолын салбарт химийн өөрчлөгдсөн PVA найрлага ашиглан цас, дулаан тэсвэртэй гофр картон болон шошгооруудыг үйлдвэрлэдэг. 2024 оны амьдралын мөчлөгийн шинжилгээ нь эдгээр найрлагууд нь ургамлын тосон хлебэн суулгасан харцнаас 41%-иар илүү сайн дахин боловсруулсан сав баглаа боодолд хуслын алдааг бууруулдаг байна гэж үзэжээ. Голлох шинэчлэлүүдэд дараахь зүйлс орно:

• 72 цагийн турш усанд дүрэгдсэний дараа ч тэсвэртэй байдаг силан модификатчин PVA
• 18 удаагийн хөлдөөх-хайлалтын туршид тэсвэртэй байдаг акрилик-кополимерээр сайжруулсан хувилбарууд
• Гадаа нээлттэй орчинд зургаан сар байрших үед хуслын хүчийг 1.5 Н/мм²-ээс дээш хадгалдаг цацрагийн туяаны тогтворжуулсан хувилбарууд

Барилгын болон үйлдвэрийн жишээн дээр үндэслэсэн урт хугацааны талбайн үзүүлэлт

Модификатчин PVA найрлагуудыг ашигладаг худалдааны барилгын төслүүдийн 84%-с илүү нь гадаа байрлуулах хэрэглээнд долоо жил болон түүнээс дээш хугацаанд хангамжтай ажиллаж байна. Онцлог хэрэглээнд дараахь зүйлс орно:

Европын 12 инфраструктурын төслүүдээс (2018–2023) цуглуулсан талбайн өгөгдлүүд нь химийн замаар өөрчлөгдсөн PVA найрлагаар холбох материал нь полиуретан системтэй агаар орны тэсвэрт чанартай адил бөгөөд материаллаг зардлыг 34%-иар бууруулдаг тул тэнцвэртэй барилга баталгаажуулалтад тохиромжтой гэдгийг баталдаг.

Түгээмэл асуулт

1. Химийн замаар өөрчлөгдсөн PVA найрлагаар холбох материалыг ашиглах ямар давуу талтай вэ?

Химийн замаар өөрчлөгдсөн PVA найрлагаар холбох материал нь гадаа ба чийглэг орчинд усаас хамгаалах, үргэлжлэх болон холбох бат бөх чанарыг сайжруулдаг. Мөн тэдгээр нь бага хэмжээний VOC ялгаруулдаг тул орчин үеийн орчны хувьд илүү эерэг нөлөө үзүүлдэг.

2. PVA найрлагаар холбох материал полиуретан (PUR) найрлагаар холбох материалтай харьцуулахад үйл ажиллагаа, үнэ харьцаагаар хэрхэн харьцуулах вэ?

PUR найрлагаар холбох материал удаан хугацаанд уснаас илүү сайн хамгаалдаг боловч өөрчлөгдсөн PVA найрлагаар холбох материал нь илүү хямд бөгөөд бүрэн уснаас хамгаалах шаардлага гарахгүй олон гадаа хэрэглээнд хангалттай байдаг.

3. Өөрчлөгдсөн PVA найрлагаар холбох материалд уян хатан чанар, уснаас хамгаалах чанарын хооронд ямар нэгэн харьцаа байдаг уу?

Тийм, химийн нэмэлтүүд усны эсэргүүцлийг сайжруулдаг ч, уян хатан байдлыг бууруулдаг. Үйлдвэрлэгчид энэ асуудлыг кополимержилт замаар уян хатан мономерүүдийг нэмэх замаар шийддэг.

4. Модификцирлагдсан PVA найрлагын ердийн хэрэглээний салбарууд юу вэ?

Модификцирлагдсан PVA найрлагыг дулаан тусгаарлагч хавтан, гадаа ашиглах цаасан бүтээгдэхүүн, боодол, чийг, температурын өөрчлөлтөнд тэсвэртэй байх шаардлагатай барьцах материалд өргөнөөр ашигладаг.