books study the reaction mechanism

تتم بلمرة كلور الفينيل بآلية الجذر الحر والتي يمكن تقسيمها إلى ثلاث مراحل أساسية :

1- مرحلة التهييج أو المبادرة وتشكل المراكز الفعالة 2- نمو السلسلة 3- مرحلة انقطاع السلسلة

1- مرحلة التهييج أو المبادرة وهي أساسية للحصول على الجذور التي تبادر في التفاعل وتكون المبادرة اما : - حرارية : حيث تظهر الجذور الحرة تحت تأثير الحرارة ويمكن اعتبار تشكل الجذر الحر هو عملية انفتاح الرابطة الثنائية.

هذا الجذر الثنائي يتفاعل مع المونومير ويعطي جذراً أحادياً بوليميرياً

- أما في المبادرة الكيميائية الضوئية يمتص المونومير كونتم الطاقة الضوئية وينتقل إلى حالة التهييج.

والجزيء المتهيج يشكل جذراً ثنائياً بدوره

ومن ثم تتحول هذه الجذور الثنائية إلى جذور أحادية بوليميرية.

- المبادرة باستخدام المبادرات وتتم بادخال جذور حرة إلى الوسط من الخارج وهي تدخل إما بشكل أو بشكل مركبات تتفكك أثناء التفاعل لتشكيل جذور وتستخدم بكميات قليلة 0.1-1% من وزن المونومير ومن هذه المبادرات فوق الأكاسيد العضوية وفوق الأكاسيد الاعضوية والآزوتيدات وبعض مركبات آزو وديازو. فاذا استخدمنا كمبادر للبلمرة بيروكسيد البنزول نجد :

2- مرحلة نمو السلسلة: في هذه المرحلة تنمو السلسلة البوليميرية في عمليات متتابعة لتفاعل الجذر الحر مع المونومير نفسه بحيث تصبح السلسلة نفسها جذراً يزداد وزنه الجزئي كلما تقدم التفاعل وذلك كما يلي:

وبشكل عام:

3- مرحلة انقطاع السلسلة وهذه المرحلة مسؤولة عن نهاية التفاعل ويحدث هذا عندما يلتقي الجذر النامي مع جذر نامي آخر ويغلق السلسلة كما يلي:

طرق بلمرة كلور الفينيل تتم بلمرة كلور الفينيل اما في كتلة أو في معلق أو في مستحلب. سرعة البلمرة تتعلق بنقاوة المونومير وتركيز المبادر ودرجة الحرارة. و بالتحكم بدرجة حرارة البلمرة نستطيع التحكم بنتائج البلمرة وخواص البوليمير.

.1 إنتاج البولي فنيل كلوريد في الكتلة :

عند بلمرة كلور الفنيل في الكتلة يتم التفاعل في وسط المونومير السائل والذي به يحل

في كلور الفينيل، تتم العملية إما بشكل مستمر أو متقطع وكذلك من الممكن أن تتم في درجات حرارة منخفضة (-10 _ -20 °C) ودرجات حرارة عالية ((40-70 °C. البوليمير الناتج يكون ذو توزع جزيئي جيد ومن ميزاتها أيضا نظافة البوليمير الناتج وخواص العزل الكهربائي عنده جيدة إلى جانب شفافية القطع المنتجة منه. 2. تحضير البولي فنيل كلوريد في معلق : ينتج القسم الأكبر من بوليمير البولي فنيل كلوريد بهذه الطريقة.حيث أن نوعية المنتج تكون جيدة إلى جانب سهولة التحكم بعملية البلمرة (لا يتعدى الانحراف بدرجة الحرارة فيها) وكذلك فإن فصل الحرارة الناتجة عن التفاعل وهي بحدود 91.6KJ/mol يتم في الوسط المائي والذي به ينتشر كلور الفنيل السائل وبوجود منظم للمعلق كلور الفنيل في الوسط المائي يكون بشكل نقاط والتي بها تتم البلمرة. أولاً في كل نقطة تظهر الدقائق الأولى وعند انتفاشها في المونومير تتكتل وهذا يلاحظ عندما تصل نسبة التحويل إلى 20-30% من كلور الفنيل وبعد ذلك تبدأ بالكبر والتكتل مع زيادة التحول. يؤثر على الكتلة الجزيئية للبوليمير المنتج وعلى خواصه الفيزيائية الأخرى العديد من العوامل كدرجة حرارة التفاعل والنسبة لكمية الماء والمونومير ودرجة التحول وغيرها ،أما نوعية المنظم المستخدم ونشاطة التحريك فتؤثر وبشكل واضح على حجم دقائق البوليمير. الـ PVCالمنتج بهذه الطريقة يكون بشكل مسحوق أبيض اللون والكثافة التفريغية(الحرة (له. وأما الخصائص الكهربائية والميكانيكية فهي عالية. 3. تحضير البولي فنيل كلوريد في مستحلب : إن بلمرة كلور الفنيل في مستحلب وكما هي في معلق تتم في وسط مائي ولكن بوجود مستحلب ومبادر منحلين في الماء، سرعة العملية وخواص البولي فينيل كلوريد الناتج تتعلق بطبيعة وتركيز المبادر والمستحلب و PHالوسط ونسبة المونومير إلى الطور المائي ودرجة الحرارة وغيرها من الشروط. إن للـPH تأثير كبير على عملية البلمرة وعلى خواص البوليمير، ويتم تنظيم الـPH بإضافة فوسفات أو كربونات الصوديوم، وتكون عادة PH الوسط بحدود8.5-8 ونظراً لعدم التمكن من الفصل الكامل للمستحلب عن البوليمير فإن البوليمير الناتج بهذه الطريقة يكون أسوأ من المنتج بطريقة المعلق بخواص العزل الكهربائي والثباتية الحرارية وكذلك الشفافية ولكن بسبب سرعة البلمرة فيها ونعومة المسحوق المنتج تستعمل بشكل واسع، وهذه الطريقة يمكن أن تتم بشكل مستمر وبشكل متقطع. والبولي فنيل كلوريد المحضر بطريقة المستحلب يكون مسحوق أبيض اللون. إنتاج البولي فنيل كلوريد القاسي إن المواد القاسية المستعملة في الأعمال التصميمية والإنشائية من البولي فينيل كلوريد نسميها)فيني بلاست(و هي مادة ملدنة كليا أو جزئياً. وتنتج بشكل صفائح وقساطل وبأشكال أخرى ونحصل على الفيني بلاست بالتلدين الحراري لمزيج من البولي فينيل كلوريد مع المواد المنظمة والمزلقة وبوجود ملونات في حالة الرغبة بذلك. إنتاج الصفائح بطريقة السحب يتألف من المراحل التالية: -1خلط المواد. -2 سحب المواد. -3 الصقل للصفائح. -4 ضغط الصفائح.

ا لـPVC من الخزان 1 ومن خلال السيكلون المنظف 2 وبعدها المغذي 3 يذهب إلى الخزان المزدوج والذي يتألف من خزان مع التسخين 4 وخزان مع التبريد 5 والـPVCالمحمول على الهواءمن السيكلون 2 يفصل في المصفاة 6 وينضم إلى القسطل الرئيسي للبولي فينيل كلوريد المنظم)وهو هنا الميلامين(يذهب وعلى سير ناقل إلى السيكلون 7 ومنه إلى المطحنة 8 حيث يطحن ويخلط مع كمية بسيطة من الـPVC والخليط الناتج من الطاحونة 8 يعطى إلى الخزان التخلخلي 9 وبعدها بواسطة المغذي الصحني 10 إلى الخزان 4 والذي به يضاف للمزيج مواد مطرية)زيوت(وذلك لتطرية المواد في أثناء التصنيع وتكون عادة مقادير المواد لكل PVC=100، منظمات 2-5= مواد تزليق1.5-4= وبعد الخلط النشط للمزيج يذهب إلى الخزان 5 ومنه بشكل مستمر إلى قمع آلة السحب، في آلة السحب تسخن المواد للدرجة 175 -180 °C وفيها تخلط بشكل جيد، من رأس آلة السحب البوليمير يخرج كبساط طويل ويتوجه إلى الأسطوانة العليا من المكواة 12و المسخنة حتى 155-160 °C وهكذا إلى الاسطوانة السفلى والتي حرارتها 165-170 °C من المكواة وبعد الصقل هذا البساط يشد بواسطة الأسطوانات 13 إلى المقص 14 حيث يقص إلى صفائح وهذه تذهب إلى المصفف15 وبهذا نحصل على صفائح فينيل بلاست حيث تجمع في رزم وتضغط في الضاغط 16 وبدرجة حرارة 170-175 °C وبضغط وهذا حسب لزوجة البولي فينيل كلورايد وسماكة الصفائح. و مخطط إنتاج الفيني بلاست الصفائحي يكون بالشكل التالي :

1 خزان الـ PVC 7-2- سيكلون -10-3 مغذي -4 خزان مسخن -5 خزان مبرد -6 مصافي -8 مطحنة -9 خزان تخلخلي -11 آلة سحب -12 مكواة صقل -13 أسطوانات ساحبة -14 مقص -15 مصفف -16 ضاغط مخطط إنتاج الفيني بلاست الصفائحي أما القساطل من قطر (6_400mm) وغيرها من أشكال الفيني بلاست فتحضر بنفس الطريقة ولكن بعد تغيير رأس السحب لتعطي الشكل المطلوب. تستخدم رقائق وصفائح PVC القاسي في صناعة القوارير والحاويات ولتبطين الأجهزة تبطيناً مقاوماً للكيماويات ويستخدم جزء كبير منه في صناعة الأنابيب وفي الأغراص الصناعية الكيميائية.