تهيه پلي‌وينيل استات با خلوص بالا از بسپارش راديكالي كنترل‌شده تك مرحله‌اي در حضور كاتاليست كبالت با استفاده از ذره‌هاي شبكه‌اي پلي‌وينيل استات تعليقي

Synthesis of highly pure poly (vinylacetate) by one- step controlled radical polymerization in the presence of cobalt catalyst using cross linked suspended polyvinyl acetate particles

مقدار بالاي كاتاليست باقي‌مانده در فراورده بسپاري، يكي از اصلي‌ترين مشكل‌هاي موجود در زمينه بسپارش راديكالي كنترل‌شده وينيل استات در حضور تركيب‌هاي آلي فلزي بر پايه كبالت است كه باعث ايجاد رنگ غليظ در بستر بسپار مي‌شود. در اين پژوهش، از ذره‌هاي شبكه‌اي پلي‌وينيل استات تعليقي (SPVAc) به‌عنوان عامل جذب كاتاليست و آزادسازي آن در بسپارش راديكالي وينيل استات به‌همراه كبالت استفاده شد. به اين منظور، ابتدا فرايند جذب كاتاليست كبالت استيل‌استونات بر اين ذره‌ها و سپس، ترموديناميك اين فرايند بررسي شد. ذره‌هاي SPVAc، توانستند در دماهاي پايين كاتاليست كبالت را در محلول اوليه واكنش جذب كنند. سپس، به‌تدريج كاتاليست جذب شده بر اين ذره‌ها با افزايش دما تا دماي واكنش بسپارش، در محيط واكنش آزاد شد. بررسي‌هاي سينيتيكي بسپارش وينيل استات در حضور كبالت استيل‌استونات جذب شده بر ذره‌هاي SPVAc، تأثير مثبت اين ذره‌ها را بر سرعت، سينيتيك و كنترل واكنش به اثبات رساند. در ادامه، بسپارش راديكالي كنترل‌شده وينيل استات بدون نياز به خالص‌سازي بسپار در ستون پرشده با آلومينا و يك لايه كاتاليست كبالت استيل‌استونات جذب شده بر ذره‌هاي SPVAc در يك مرحله واكنش با موفقيت انجام شد. در اين روش، جذب و واجذب آهسته كمپلكس كبالت با استفاده از ذره‌هاي SPVAc، واكنش بسپارش راديكالي وينيل استات و درنهايت جداسازي رنگ كاتاليست به دنبال هم و در يك زمان انجام شد.

One of the main drawbacks in organometallic-mediated radical polymerization techniques is a high amount of catalyst residual in the polymer product, which results in deep colors in polymer mixture .In this research, cross linked suspended polyvinyl acetate )SPVAc( was used as catalyst adsorbing agent and its release in cobalt-mediated radical polymerization of vinyl acetate. For this purpose, firstly, the adsorption process of cobalt acetylacetonate on these particles and also the thermodynamics of this process were studied. SPVAc particles have the capability of the catalyst adsorption at low temperatures and adsorbed catalyst particles are gradually released by increasing temperature to polymerization reaction temperature. The kinetic studies for vinyl acetate polymerization in the presence of cobalt acetylacetonate adsorbed on the SPVAc particle is compared with cobalt acetylacetonate mediated polymerization of vinyl acetate in the absence of SPVAc particle. The results have proved positive effects of these particles on the rate and kinetic of reaction. Then, radical polymerization of vinyl acetate without the need for purification of polymer was carried out successfully through a single reaction in a column packed with alumina and a layer of adsorbed cobalt acetylacetonate catalyst on the SPVAc particles. In this method, the slow adsorption and desorption of cobalt complex by suspended polyvinyl acetate, were followed by the radical polymerization and the final separation step.