بررسي اثر عوامل واكنش بر پليمرشدن در محلول وينيل استات و وزن مولكولي پلي(وينيل الكل) با استفاده از روش طراحي آزمايش تاگوچي

The Effects of Reaction Variables on Solution Polymerization of Vinyl Acetate and Molecular Weight of Poly(vinyl alcohol) Using Taguchi Experimental Design

در اين پژوهش، ابتدا پلي(وينيل استات) به روش پليمرشدن محلولي سنتز شده و سپس با الكل كافت قليايي آن، پلي‌(وينيل‌ الكل) توليد شده است. هدف كار، بررسي اثر عوامل واكنش طي پليمرشدن وينيل استات، روي درصد تبديل اين مونومر، درصد شاخه‌اي شدن گروه استيل در پلي(وينيل ‌استات)، و وزن مولكولي عددي پلي(وينيل ‌الكل) با استفاده از روش طراحي آزمايش‌ و بكارگيري روش تاگوچي بوده است. عوامل واكنش در نظر گرفته شده شامل زمان پليمرشدن، نسبت مولي آغازگر به مونومر و نسبت حجمي مونومر به حلال در پليمرشدن وينيل استات است. تحليل واريانس نتايج بيانگر اهميت زياد تمام اين عوامل بر درصد تبديل وينيل استات و مقدار شاخه‌اي شدن گروه استيل در پلي‌(وينيل ‌استات) مي‌باشد. نسبت حجمي مونومر به حلال تنها عامل موثر بر وزن مولكولي عددي پلي(وينيل ‌الكل) است كه بيشترين تاثير را بر تمام پاسخ‌هاي در نظر گرفته شده دارد. با افزايش اين نسبت، درصد تبديل وينيل استات، ميزان شاخه‌اي شدن گروه استيل در پلي(وينيل استات)، و وزن مولكولي پلي(وينيل الكل) افزايش مي‌يابد.

Poly(vinyl acetate) is synthesized via solution polymerization, and then it is converted to poly(vinyl alcohol) by alkaline alcoholysis. The aim of the work study was to investigate statistically the influence of reaction variables in vinyl acetate polymerization, the conversion of this monomer to polymer, degree of branching of acetyl group in poly(vinyl acetate), as well as the molecular weight of poly(vinyl alcohol), using Taguchi experimental design approach. The reaction variables were polymerization time, molar ratio of initiator to monomer, and volume ratio of monomer to solvent. The statistical analysis of variance of the results revealed that all factors have significantly influenced the conversion and degree of branching. Volume ratio of monomer to solvent is the only factor affecting the molecular weight of poly(vinyl alcohol), and has the greatest influence on all responses. By increasing this ratio, the conversion, degree of branching of acetyl group in poly(vinyl acetate), and molecular weight of poly(vinyl alcohol) were increased.