DE1620946B2

DE1620946B2 - Verfahren zur herstellung von polyvinylalkohol mit niedrigem quellgrad

Info

Publication number: DE1620946B2
Application number: DE19661620946
Authority: DE
Inventors: Kümo Naito Ryunosuke Wakasugi Toshihisa Toyama Abe (Japan)
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1965-01-30
Filing date: 1966-01-03
Publication date: 1973-07-05
Also published as: FR1465294A; DE1620946A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyvinylalkohol mit niedrigem Quellgrad durch Verpressen und Trocknen eines verseiften Polyvinylalkohols.

Wenn der Quellgrad von Polyvinylalkohol hoch ist, ergeben sich bei seiner Verwendung zahlreiche Schwierigkeiten. Beispielsweise wird Polyvinylalkohol, der als Ausgangsstoff für die Faserherstellung dient, beim Herauswaschen des Natriumacetats mit flüssigen Preßmitteln bauschig, so daß die Waschkapazität erheblich vermindert und die Qualität durch uneinheitliches Waschen verschlechtert wird. Bei der Herstellung einer hochkonzentrierten wäßrigen PoIyvinylalkohollösung wird Wasser durch einen Teil des Polyvinylalkohols rasch absorbiert, so daß kein Wasser zurückbleibt, das von dem restlichen Polyvinylalkohol absorbiert werden kann. Gut löslicher Polyvinylalkohol mit hohem Quellgrad absorbiert Wasser zuerst, so daß sich eine filmähnliche äußere Schicht bildet, die den ungelösten pulverförmigen Polyvinylalkohol bedeckt. Dadurch bleibt der Polyvinylalkohol im Inneren ungelöst, und es wird eine Pulverklümpchen enthaltende Lösung erhalten.

Bei den bisher unternommenen Versuchen zur Erniedrigung des Quellgrades von Polyvinylalkohol durch Wärmebehandlung mit Hjlfe eines Trockenverfahrens trat der Nachteil auf, daß sich der Polyvinylalkohol verfärbte. Die Verfärbung von Polyvinylalkohol wird durch die Molejcularstruktur verursacht und vermindert seine Güte. Deshalb sind die bisher bekannten Verfahren im industriellen Maßstabe unzureichend.

Ein bekanntes Verfahren zur Gewinnung von Polyvinylalkohol mit niedrigem Quellgrad besteht beispielsweise darin, daß der gebildete Polyvinylalkohol in einem Alkohol-Wasser-System gekocht wird. Da bei diesem Verfahren das Kochen jedoch in einem heterogenen System stattfindet, ist es notwendig, den Wassergehalt unter einem gewissen Prozentsatz (unter 30 Gewichtsprozent) zu halten. Bei einem solchen Wassergehalt ist die Wirkung der Wärmebehandlung begrenzt, und das Verfahren ist wegen seiner Kompliziertheit auch nicht vorteilhaft.

Es wurden zahlreiche Untersuchungen vorgenommen, um diesen Nachteil auszuschalten, wobei festgestellt wurde, daß ein farbloser Polyvinylalkohol mit niedrigem Quellgrad industriell sehr günstig hergestellt werden kann, wenn man dem Polyvinylalkohol na.cft der Verseifung \n dem Maße Wasse zusetzt, daß der dem Trp.ckenve.rfahren unterworfene Polyvinylalkohol 5 bis. %5 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf Polyvinylalkohol, enthält.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Polyvinylalkohol mit niedrigem Quellgrad, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man dem Polyvinylalkohol nach der Verseifung und vor dem letzten Pressen mindestens

ίο 0,5 Gewichtsprozent Wasser gegebenenfalls im Gemisch mit Methanol oder Methylacetat zusetzt und den so erhaltenen Polyvinylalkohol mit einem Wassergehalt von 5 bis 15 Gewichtsprozent durch Erhitzen trocknet.

Das Verfahren der Erfindung ist nicht kompliziert, wie das eingangs erläuterte bekannte Verfahren, und es können mit ausgezeichneter Wirksamkeit die Erniedrigung des Quellgrades und die Verhütung der Verfärbung erzielt werden, wie aus den nachfolgenden Beispielen näher hervorgeht, weil das zugesetzte Wasser selektiv von der Oberfläche des Polyvinylalkohols angelagert und die Wärmebehandlung des. Polyvinylalkohols bei einer Bedingung durchgeführt wird, bei der seine Oberfläche mit Wasser angereichert ist, so daß die Wärmebehandlung mit größerer Wirksamkeit vorgenommen werden kann.

Gewünschtenfalls können dem Polyvinylalkohol neben dem Wasser auch Methanol oder Methylacetat zugesetzt werden, ohne daß durch diesen letzteren Zusatz ein nachteiliger Einfluß auftritt.

Obwohl der dem Trockenprozeß unterworfene Polyvinylalkohl bisher immer etwas Wasser aus dem Verseifungssystem enthielt, ist es technisch schwierig, die Verseifung in Gegenwart großer Wassermengen im Verseifungssystem vorzunehmen, und im allgemeinen wird der Wassergehalt des dem Trockenverfahren unterworfenen Polyvinylalkohols im Verseifungssystem auf höchstens 5 Gewichtsprozent eingestellt. Auch wenn es möglich ist, Polyvinylalkohol mit

mehr als 5 Gewichtsprozent Wasser zu trocknen, wobei der Wassergehalt in dem Verseifungssystem erhöht wurde, ist dies weniger wirksam als das Verfahren nach der Erfindung, bei dem aus den vorstehend erläuterten Gründen das Wasser nach der Verseifung zugesetzt wird, Dies wird in den Beispielen unter Beweis gestellt.

Wenn bei dem Verfahren nach der Erfindung der Polyvinylalkohol weniger als 5 Gewichtsprozent Wasser ethält, wird kein niedrigerer Quellgrad erhalten, wie es der Fall ist, wenn der Wassergehalt aus dem üblichen Verseifungssystem herrührt, und wenn der Polyvinylalkohol mehr als 15 Gewichtsprozent Wasser enthält, ist es möglich, daß sich Polyvinylalkoholklumpen und in dem Trockner Schuppen bilden. Am zweckmäßigsten ist es, wenn das Trocknen bei einem Wassergehalt von 5 bis 10 Gewichtsprozent durchgeführt wird.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird dem Polyvinylalkohol nach der Verseifung das Wasser zwischen dem Verseifungsbehälter und der Presse, zwischen der ersten und der zweiten Presse oder zwischen der Presse und dem Trockner zugesetzt. Kurz gesagt, wird das Wasser dem Polyvinylalkohol zu einem solchen Zeitpunkt zugesetzt, daß er bei Erreichen des Trockners 5 bis 15 Gewichtsprozent Wasser enthält. Es ist jedoch vorteilhaft, das Wasser vor dem Pressen der Flüssigkeit zuzusetzen, da es wünschenswert ist, wenn das zugesetzte Wasser den

3 4

Polyvinylalkohol ausreichend durchtränkt hat. Es eine ausreichende Wirkung erzielt. Dabei war der sollte vermieden werden, das Wasser direkt im Vorteil gegeben, daß durch den Zusatz von Wasser Trockner zuzusetzen, weil dann die Ausbildung von das Wiedergewinnungsverfahren durch Waschen aus Polyvinyjaikoholklumpen verursacht wird. Die Art dem Verseifungssystem verhältnismäßig geringfügig und Weise, des Wasserzusatzes ist nicht auf ein be- 5 beeinträchtigt wurde,
stimmtes Verfahren beschränkt; das Wasser kann . .

durch Berieseln, Besprühen pder auf andere beliebige Beispiel 3

Weise zugefügt werden. Es kann allein oder auch mit Unter Verwendung der in F i g. 3 dargestellten

gutem Erfolg im. Gemisch mit Methanol, Methyl- Vorrichtung wurden bei 4 und 5 zu lÖOTeiJen PoIyacetat usw. zugesetzt werden. Die Temperatur des io vinylalkohol, der aus der Verseifungsvorrichtung 1 zugesetzten Wassers kann zwischen Raumtemperatur kam, 30 Teile Wasser und 50 Teile Methanol zuge- und 100° C liegen. Während^ die Menge des nach der setzt. Dann wurde mit der Presse 2 gepreßt, wonach Verseifung zugesetzten Wassers schwankt in Abhän- ein Polyvinylalkohol mit einem Wassergehalt von 8 % gigkeit von dem Ort der Zufügung und der Menge erhalten wurde, der dem Trockner 3 zugeführt wurde, des aus dem Verseifungssystem herrührenden Was- 15 Danach wurde ein Produkt mit einem Quellgrad von sers, ist es erforderlich, daß, bezogen auf Polyvinyl- 194 erhalfen,
alkohol, mindestens 0,5Gewichtsprozent vorliegen, BeisDiel4

sogar nach dem Pressen der Flüssigkeit, weil die er-

findungsgemäße Wirkung mit der in dem Verseifungs- Zu einem teilverseiften Polyvinylalkohol mit einem

system eingestellten Wassermenge, wie vorstehend er- 20 Verseifungsgrad von 98 Molprozent, der aus einer läutert, nicht erreicht werden kann. Die obere Lösung von Polyvinylacetat in Methanol erhalten Grenze für die zuzusetzende Wassermenge liegt im worden war und 60 Gewichtsprozent Methanol und allgemeinen bei etwa 30 Gewichtsprozent, wenn das Methylacetat enthielt, wurden 7 Gewichtsprozent Wasser vor dem Pressen der Flüssigkeit zugesetzt Wasser, bezogen auf Polyvinylalkohol, zugesetzt. Der wird; jedoch kann die Wassermenge erhöht werden, 25 dem Trockner in einer Menge von 500 kg/h entnomwenn ausreichend gepreßt wird. mene trockene Polyvinylalkohol enthielt 3,0 Ge-

Der hier verwendete Ausdruck »Polyvinylalkohol« wichtsprozent flüchtige Bestandteile und hatte einen bezeichnet teilweise und vollständig verseiften Poly- Quellgrad von 220. Der Quellgrad eines auf übliche vinylalkohol. Weise ohne Zusatz von Wasser erhaltenen Produkts

Das Verfahren nach der Erfindung führt zu einem 30 betrug dagegen 300.
homogenen Erzeugnis mit niedrigem Quellgrad ohne .

wesentliche Klumpenbildung. Beispiel 5

Zum besseren Verständnis der Erfindung dient die Der verseifte Polyvinylalkohol wurde getrocknet,

Zeichnung. Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen Vorrichtungs- wobei sein Wassergehalt auf 3 Gewichtsprozent einsysteme, mit denen das Verfahren nach der Erfin- 35 gestellt wurde. Beim Pressen wurde frisches Wasser dung durchgeführt werden kann. in einer solchen Menge zugesetzt, daß der Polyvinyl-

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Bei- alkohol zusätzlich 5 Gewichtsprozent Frischwasser spielen näher erläutert. enthielt. Durch Trocknen dieses Polyvinylalkohols

mit einem Gesamtwassergehalt von 8 Gewichtspro-

Beispiell 40 zent wurde ein vollständig verseifter Polyvinylalkohol

mit einem Quellgrad von 180 erhalten.

Unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten

Vorrichtung wurden bei 4 zu 100 Teilen Polyvinyl- Vergleichsbeispiel

alkohol, der aus der Verseifungsvorrichtung 1 kam,

20 Teile Wasser zugesetzt und die Flüssigkeit mit 45 Wenn andererseits bereits dem Verseifungssystem Hilfe der Presse 2 gepreßt. Der ausgepreßte Poly- eine ausreichende Wassermenge zugesetzt und so einvinylalkohol mit einem Wassergehalt von 10 Ge- gestellt wird, daß der Polyvinylalkohol beim Trockwichtsprozent wurde dem Trockner 3 zugeführt, wo- nen 8 Gewichtsprozent Wasser enthält, wird durch nach ein Polyvinylalkohol mit einem Quellgrad von Trocknen ein Polyvinylalkohol mit einem Quellgrad 193 erhalten wurde. 5° von 210 erhalten.

Andererseits betrug der Quellgrad eines Polyvinyl- Es zeigt sich also, daß, wenn eine gegebene

alkohols, der ohne Wasserzusatz getrocknet wurde, Wassermenge teilweise nach der Verseifung zugesetzt

225. wird, eine größere Herabsetzung des Quellgrades er-

Beispiel 2 halten werden kann, als wenn die Gesamtwasser-

55 menge dem Verseifungssystem zugesetzt wird.

Unter Verwendung der in Fig. 2 dargestellten . .

Vorrichtung wurden zu 100 Teilen Polyvinylalkohol, Beispiel 6

der aus der Verseifungsvorrichtung 1 kam und dann Unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten

in der ersten Presse 2 gepreßt worden war, 6 Teile Vorrichtung wurden bei 4 zu 100 Teilen Polyvinyl-Wasser über die Leitung 6 und die Rückstandsflüssig- 60 alkohol, der von der Verseifungsvorrichtung 1 kam keit der zweiten Presse 3 zugegeben, und das erhal- und 4,8 Gewichtsprozent Wasser enthielt, 0,5 Teile tene Gemisch wurde in der zweiten Presse 3 und der Wasser zugesetzt. Dann wurde in der Presse 2 auf dritten Presse 4 gepreßt, wobei ein Polyvinylalkohol einen Wassergehalt von 5 Gewichtsprozent gepreßt, mit einem Wassergehalt von 9 Gewichtsprozent er- Nach dem Trocknen in dem Trockner 3 wurde ein halten wurde. Dieser wurde dem Trockner 5 züge- 65 Polyvinylalkohol mit einem Quellgrad von 195 erführt, wonach ein Polyvinylalkohol mit einem Quell- halten.

grad von 195 erhalten wurde. Bei diesem Verfahren In der folgenden Tabelle sind alle Zahlenwerte der

wird durch Zusatz einer relativ kleinen Wassermenge vorstehenden Beispiele zusammengestellt.

1 6201946

Tabelle

	Durchschnittlicher	Verteilung	Menge	Dem Polyvinylalkohol nach Verlassen der	Wassergehalt des Polyvinyl-
	Quellgrad	des Quellgrads	an vorhandenen	Verseifungsvorrichtung	aLKoüols
	des Polyvinyl alkohole	2,4	Klumpen (g/t)	zugesetzte Wassermenge (Gewichtsprozent, bezogen auf PVA)	des Trockners (Gewichtsprozent, bezogen auf PVA)
1	193	2,5	2,5	20	10
2	195	2,4	2,6	12	9
3	194	3,2	2,2	30	8
4	220	2,2	2,8	7	7
5	180	2,5	2,3	5	8
6	195		2,3	0,5	5
Vergleichs		8,2
beispiel *)	210	21,0	0	8

*) Die Ergebnisse des Vergleichsbeispiels sind die, wie im Beispiel 5 beschrieben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Polyvinylalkohol mit niedrigem Quellgrad durch Verpressen und Trocknen eines verseiften Polyvinylalkohols, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Polyvinylalkohol nach der Verseifung und vor dem letzten Pressen mindestens 0,5 Gewichtsprozent Wasser gegebenenfalls im Gemisch mit Methanol oder Methylacetat zusetzt und den so erhaltenen Polyvinylalkohol mit einem Wasser-: gehalt von 5 bis 15 Gewichtsprozent durch Erhitzen trocknet.