پلی ونیل استات PVAc
پلی(وینیل استات)، یا به اختصار PVAc، یکی از آن پلیمرهای پشت صحنه و بی سروصداست. جاهایی که این پلیمر به کار می رود، برخلافپلی اتیلن یا پلی استایرن، کاملاً مشهود نیست. PVAc دوست دارد پنهان شود. اما در عین حال اگر می خواهید آنرا بیابید، خیلی جاها می توانید پیدایش کنید. اگر کسی سطوح را جستجو کند، این پلیمر را می یابد. یکی از محل های مخفی شدن PVAc، بین دو قطعه چوبی است که به هم چسبانده شده اند. PVAc برای ساخت انواع چسب چوب، و نیز سایر چسب ها به کار می رود. کاغذ و پارچه ها اغلب دارای پوشش هایی شامل PVAc و عناصر دیگری هستند که برای براق کردن آنها استفاده می شوند.
PVC یک پلیمر وینیلی است و از طریق پلیمریزاسیون وینیلی رادیکال آزاد از مونومر وینیل استات ساخته می شود.
این هم شکل مونومر در حالت سه بعدی است:
یکی از جاهای مورد علاقه ی PVAc برای مخفی شدن، داخل قوطی های رنگ است. PVAc نقش لاتکس را در رنگ لاتکسی آکریلیک بر عهده دارد. حتماً می پرسید که این به چه معنی است؟ قبل از اینکه PVAc بتواند در قوطی رنگ پنهان شود، باید آن را با NaOH و متانول وارد واکنش کنیم؛ به این شکل:
با انجام این واکنش تمام گروه های استات را حذف می کنیم و به پلیمر دیگری، یعنی پلی(وینیلالکل) دست می یابیم. اما برای استفاده در رنگ ها، نباید تمام گروه های استات حذف شوند. می توانیم این واکنش را کنترل کنیم، بنابراین هنگامی که هنوز حدود۲۰% از گروه های استات روی پلیمر باقی مانده اند، واکنش را متوقف می کنیم. آنچه به دست می آید، کوپلیمری از پلی(وینیل الکل) و پلی(وینیلاستات) است، و به همین دلیل پلی(وینیلالکل-کو-وینیلاستات) نامیده می شود. این ماده، یک کوپلیمر تصادفی است که شبیه به پلی(وینیلالکل) است، به جز این که گاهی واحد تکراری وینیل استات در زنجیر ظاهر می شود؛ مثل این:
ولی چرا می خواهیم این کار را انجام دهیم؟ این عمل به نحوه ی عملکرد رنگ های آکریلیک مربوط می شود. رنگ های آکریلیک حاویپلی(متیل متاکریلات) در حلالی هستند که همزمان با خشک شدن رنگ، تبخیر می شود. ساختار این پلیمر شبیه PVAc است، اما با آن تفاوت دارد. با دقت نگاه کنید؛ آیا تفاوت ها را می بینید؟
پلی(متیل متاکریلات)، یا PMMA، یک پلاستیک سخت، چقرمه، و بَرّاق است. تشکیل این پلیمر در رنگی که هنوز خشک نشده است، سطح رنگ را سخت، چقرمه، و برّاق می کند. این امر مطلوب است و ما هم همین را از رنگ می خواهیم. ولی یک مشکل وجود دارد. PMMA آب گریز است، یعنی در آب حل نمی شود، در حالی که بسیاری از رنگ ها، پایه آبی هستند.
این همان جایی است که پلی(وینیلالکل-کو-وینیلاستات) برای نجات میآید. این کوپلیمر، دارای نوعی بحران هویت است. گروههای الکلی آب دوست هستند و میخواهند در آن حل شوند. با وجود این، گروههای استات آب گریزند، از آب متنفر هستند، و نمیخواهند در آن حل شوند. پس وقتی شما کوپلیمر را در آب میریزید، شکل یک توپ به خود میگیرد. در این حالت، واحدهای تکراری الکلی در سمت بیرونی توپ و در کنار مولکولهای آب قرار میگیرند، در حالی که گروههای استات در سطح داخلی توپ هستند و خود را از آب مخفی میکنند.
حالا اگر جای یک مولکول PMMA بودید که از آب متنفر است، کجا می رفتید؟ آیا به سمت بیرون و داخل آب می رفتید، یا ترجیح می دادید که به داخل کلاف پلیمری و دور از آب بروید؟ مسلماً به داخل کلاف می رفتید! و این دقیقاً همان کاری است که مولکول PMMA واقعی انجام می دهد و خود را در مرکز کلاف پلیمری مخفی می کند. با این کار، PMMA می تواند به شکل معلق در رنگ های پایه آبی باقی بماند. آنچه که به دست می آید را لاتکس می نامیم؛ یعنی یک سوسپانسیون از ماده ای نامحلول، مانند PMMA، که این ماده از طریق پیچیده شدن در نوع دیگری از مولکول، مانند کوپلیمر، به حالت تعلیق در آمده است. نام رنگ لاتکسی نیز از همین جا آمده است.