พลาสติก PVB คืออะไร

Polyvinyl Butyral Resin (PVB) เป็นเรซินที่ใช้ตัวทำละลายซึ่งสังเคราะห์โดยปฏิกิริยาอะซีตัลของโพลิไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA) และบิวทิรัลดีไฮด์ภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยา

เนื่องจากเรซิน PVB มีกลุ่มไฮดรอกซิลจำนวนมาก จึงสามารถเชื่อมกับเรซินเทอร์โมเซตติงบางชนิดเพื่อปรับปรุงความทนทานต่อสารเคมีและความแข็งของฟิล์มเคลือบ


เนื่องจากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้ เรซิน PVB จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฟิล์ม interlayer สำหรับกระจกนิรภัยแบบติดกาวในรถยนต์และอาคาร สีรองพื้นกันสนิม แล็กเกอร์อบ แล็กเกอร์ไม้ หมึกพิมพ์ กาวสำหรับเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์และแผงวงจรพิมพ์ กาวระหว่างโลหะและโลหะ , โลหะและพลาสติก, สารเพิ่มคุณภาพสำหรับกาวร้อนละลาย และการกันน้ำสำหรับสิ่งทอ มีการพัฒนาและประยุกต์ใช้งานใหม่ในอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างต่อเนื่อง

คุณสมบัติทั่วไปของ PVB มีดังนี้

การปรากฏตัวของเรซินโพลีไวนิลบิวทิรัล (PVB) เป็นอนุภาคหรือผงที่มีรูพรุนทรงกลมสีขาว และความถ่วงจำเพาะของมันคือ 1:1; อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นของไส้อยู่ที่ 0.20~0.35g/ml เท่านั้น

คุณสมบัติทางความร้อน

อุณหภูมิการถ่ายโอนของแก้ว (Tg) ของเรซินโพลีไวนิลบิวทิรัล (PVB) มีตั้งแต่ 50°C สำหรับการรวมตัวกันใหม่ต่ำถึง 90°C สำหรับการรวมตัวกันใหม่สูง อุณหภูมิการถ่ายโอนแก้วนี้ยังสามารถปรับให้ต่ำกว่า 10°C โดยการเพิ่มปริมาณพลาสติไซเซอร์ที่เหมาะสม

คุณสมบัติทางกล

ฟิล์มเคลือบของเรซินโพลีไวนิลบิวทิรัล (PVB) มีความทนทานต่อน้ำ ต้านทาน และต้านทานน้ำมันได้ดี (ทนต่อน้ำมันอะลิฟาติก น้ำมันแร่ สัตว์และพืช แต่ไม่ขูดน้ำมันงา) PVB ใช้กันอย่างแพร่หลายในหมึกพิมพ์และสารเคลือบ เนื่องจากมีกลุ่มไฮดรอกซิลสูงและมีการกระจายตัวของเม็ดสีได้ดี

นอกจากนี้ โครงสร้างทางเคมีของมันยังประกอบด้วยทั้งกลุ่มอะซีตัลและอะซิเตทที่ไม่ชอบน้ำ และกลุ่มไฮดรอกซิลที่ชอบน้ำ ดังนั้น PVB จึงมีการยึดเกาะที่ดีกับแก้ว โลหะ พลาสติก หนัง และไม้

ปฏิกิริยาเคมี

สารเคมีใดๆ ที่สามารถทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์รองก็จะทำปฏิกิริยากับ PVB ด้วย ดังนั้น ในการใช้งานหลายอย่าง PVB มักจะถูกรวมเข้ากับเทอร์โมเซตติงเรซินเพื่อเชื่อมกลุ่มไฮดรอกซิลของ PVB เพื่อให้ทนต่อสารเคมี ทนต่อตัวทำละลาย และกันน้ำ

แน่นอน ขึ้นอยู่กับชนิดของเทอร์โมเซตติงเรซินและอัตราส่วนการผสมกับ PVB คุณสมบัติที่แตกต่างกัน (เช่น ความแข็ง ความเหนียว ทนต่อแรงกระแทก ฯลฯ) สามารถกำหนดสูตรได้

คุณสมบัติด้านความปลอดภัย

PVB บริสุทธิ์ไม่เป็นพิษและไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ และสามารถใช้เป็นตัวทำละลายกับเอทิลอะซิเตทหรือแอลกอฮอล์ได้ ดังนั้น PVB จึงเป็นหมึกพิมพ์สำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารและบรรจุภัณฑ์พลาสติกในยุโรปและอเมริกาอย่างแพร่หลาย

คุณสมบัติความปลอดภัยของการจัดเก็บ

PVB สามารถเก็บไว้ได้สองปีโดยไม่กระทบต่อคุณภาพตราบเท่าที่ไม่ได้สัมผัสน้ำโดยตรง PVB ควรเก็บไว้ในที่แห้งและเย็นและป้องกันไม่ให้ถูกแสงแดดโดยตรง

ความสามารถในการละลาย

PVB สามารถละลายได้ในแอลกอฮอล์ คีโตน เอสเทอร์ และตัวทำละลายอื่นๆ ความสามารถในการละลายของตัวทำละลายต่างๆ จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของกลุ่มฟังก์ชันของ PVB โดยทั่วไปแล้ว แอลกอฮอล์สามารถละลายได้ แต่เมทานอลจะไม่ละลายมากกว่าในกลุ่มอะซีตัลสูง ยิ่งกลุ่มอะซีตัลสูงเท่าไรก็ยิ่งละลายได้ในตัวทำละลายคีโตนและเอสเทอร์

PVB สามารถละลายได้ในตัวทำละลายแอลกอฮอล์อีเทอร์ (Cellosolve) PVB สามารถละลายได้เพียงบางส่วนในตัวทำละลายอะโรมาติก เช่น ไซลีนและโทลูอีน PVB ไม่ละลายในตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอน

ลักษณะความหนืดของสารละลาย PVB

โดยทั่วไป หากใช้แอลกอฮอล์เป็นตัวทำละลาย ยิ่งแอลกอฮอล์มีน้ำหนักโมเลกุลสูง สารละลาย PVB ก็จะยิ่งมีความหนืดสูงขึ้น

ตัวทำละลายอะโรมาติก เช่น ไซลีน โทลูอีน และตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอน สามารถใช้เป็นสารเจือจางเพื่อลดความหนืดของสารละลาย PVB ผลกระทบขององค์ประกอบทางเคมีของ PVB ต่อความหนืดสรุปได้ดังนี้ ยิ่งระดับโพลีเมอไรเซชันสูงขึ้น ความหนืดของสารละลายที่มีตัวทำละลายเดียวกันและมีเนื้อหาเท่ากันของแต่ละกลุ่มก็จะยิ่งสูงขึ้น ยิ่งกลุ่มอะซีตัลหรือกลุ่มอะซิเตทสูง ความหนืดของสารละลายที่มีตัวทำละลายเดียวกันและพอลิเมอไรเซชันในระดับเดียวกันก็จะยิ่งต่ำลง

วิธีการละลายของ PVB

เมื่อใช้ตัวทำละลายแบบผสม ขั้นตอนการละลายคือการใส่ตัวทำละลายอะโรมาติก (เช่น ไซลีน โทลูอีน เป็นต้น) หรือตัวทำละลายเอสเทอร์ (เช่น เอ็น-บิวทิลอะซิเตต เอทิลอะซิเตต ฯลฯ) ลงใน PVB อย่างช้าๆ โดยคนให้เข้ากัน แล้วเติมตัวทำละลายแอลกอฮอล์ (เช่น เอ็น-บิวทานอล เอทานอล เป็นต้น) หลังจากที่ PVB กระจายตัวและบวม

ในกรณีนี้ เวลาการละลายสามารถสั้นลงได้โดยการเพิ่มอุณหภูมิ โดยใช้วิธีการละลายนี้ สามารถหลีกเลี่ยง PVB ที่มีลักษณะเป็นก้อนได้ (เนื่องจากเวลาการละลายจะนานขึ้นหลายเท่าหลังจากการก่อตัวของ PVB ที่มีลักษณะเป็นก้อน) และด้วยเหตุนี้จึงสามารถเร่งความเร็วการละลายได้ อัตราส่วนตัวทำละลายอะโรมาติกและแอลกอฮอล์ทั่วไป 60/40 ถึง 40/60 (อัตราส่วนน้ำหนัก) สามารถผสมกับสารละลาย PVB ที่มีความหนืดต่ำได้

องค์ประกอบของตัวทำละลายประกอบด้วยน้ำ 2~3wt% ซึ่งสามารถปรับปรุงพันธะไฮโดรเจนของตัวทำละลายแอลกอฮอล์และช่วยให้ความสามารถในการละลายของ PVB

คุณสมบัติการประมวลผล

แม้ว่าเรซิน PVB จะเป็นเทอร์โมพลาสติก แต่ก็แทบไม่มีความสามารถในการแปรรูปก่อนเติมพลาสติไซเซอร์ แต่เมื่อเติมพลาสติไซเซอร์แล้ว ความสามารถในการแปรรูปนั้นง่ายมาก

สำหรับการใช้งานเคลือบและกาวทั่วไป พลาสติกไซเซอร์จะถูกเพิ่มเข้าไปเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติของเรซินเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดในการใช้งาน เช่น ความนุ่มนวลของฟิล์ม ลดจุด Tg ของเรซิน ลดอุณหภูมิการซีลด้วยความร้อน และคงไว้ซึ่งความนุ่มนวลที่อุณหภูมิต่ำ

ความเข้ากันได้

PVB เข้ากันได้กับเรซินหลายชนิด เช่น เรซินฟีนอล อีพอกซีเรซิน เรซินอัลคิด และเรซินเมลามีน

PVB และอัลคิดเรซินเข้ากันได้บางส่วน PVB ชนิดทั่วไปและอีพอกซีเรซินที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำสามารถเข้ากันได้ ในขณะที่อีพอกซีเรซินที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงจำเป็นต้องเลือก PVB ที่มีระดับอะซีตัลสูงเพื่อให้เข้ากันได้