Préparation de solutions alcool polyvinylique (PVA)
L’alcool polyvinylique (PVA, parfois appelé PVOH) est un polymère hydrosoluble largement utilisé dans les adhésifs, les peintures, les mastics, les revêtements, les textiles, les plastiques, etc. Le polymère est normalement fourni sous forme de poudre et plusieurs grades en terme de viscosités et caractéristiques de solubilité sont disponibles.
Cela ne doit pas être confondu avec l’acétate de polyvinyle, également connu sous le nom de PVA (parfois PVAc), qui est insoluble dans l’eau. Les émulsions de PVAc sont également utilisées pour les adhésifs, les peintures et divers revêtements, mais leur traitement est quelque peu différent.
Le Procédé
Le PVA est soluble dans l’eau chaude et froide. La solution type serait préparée comme suit:
- La poudre est ajoutée lentement à de l’eau froide pour éviter la formation de grumeaux, car elle devient collante et la tendance à la formation de grumeaux augmente avec celle de la température. Dans certains cas, une eau à une température inférieure à la température ambiante peut être utilisée pour réduire ce risque.
- Une fois la poudre entièrement dispersée, le mélange est chauffé à la température à laquelle le polymère est solubilisé (de 90 à 98°C - cela dépend du grade PVA utilisé).
- Le mélange se poursuit à cette température jusqu’à ce que le PVA soit complètement solubilisé. En fonction de la qualité du matériau et de l’efficacité du système d’agitation, cela peut prendre un certain temps.
Le Problème
En utilisant des mélangeurs et des agitateurs classiques, un certain nombre de problèmes peuvent survenir pendant la production:
- L’incorporation et la dispersion de la poudre deviennent de plus en plus difficiles à mesure que la viscosité commence à augmenter.
- Les grumeaux ne peuvent pas être facilement désintégrés par agitation et des temps de mélange longs sont nécessaires pour compléter la solubilisation.
- L’agitation vigoureuse requise pour mouiller la poudre peut entraîner des problèmes d’aération.
- Une agitation inefficace prend plus de temps pour atteindre la solubilisation complète à température. Un degré de cisaillement est nécessaire pour accélérer le processus.
- La phase de chauffage du processus augmente les coûts et la durée du processus.
La Solution
Un mélangeur haut cisaillement Silverson peut disperser et solubiliser la poudre PVA dans de l’eau chaude, ce qui réduit les temps de mélange à une fraction de celle requise par les méthodes traditionnelles. Le mode opératoire type serait le suivant:
Etape 1
La cuve est chargée en eau chaude et le mélangeur est démarré. Le PVA est ajouté à l’eau et est rapidement humidifié et incorporé au liquide. La rotation à haute vitesse du rotor crée une puissante aspiration qui attire les ingrédients dans la tête de travail du mélangeur.
Etape 2
La force centrifuge entraîne les matériaux à la périphérie de la tête de travail où ils sont soumis à un cisaillement intense entre le rotor et le stator avant d’être propulsés par les trous du stator et projetés dans le mélange. Tous les agglomérats sont rapidement dispersés.
Etape 3
Des nouveaux ingrédients sont simultanément aspirés dans la tête de travail, établissant un schéma circulatoire du mélange. La totalité du contenu de la cuve traverse de nombreuses fois la tête de travail, décomposant progressivement les agglomérats et accélérant le processus de solubilisation.
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Etape 1
Etape 1
La cuve est chargée en eau chaude et le mélangeur est démarré. Le PVA est ajouté à l’eau et est rapidement humidifié et incorporé au liquide. La rotation à haute vitesse du rotor crée une puissante aspiration qui attire les ingrédients dans la tête de travail du mélangeur.
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Etape 2
Etape 2
La force centrifuge entraîne les matériaux à la périphérie de la tête de travail où ils sont soumis à un cisaillement intense entre le rotor et le stator avant d’être propulsés par les trous du stator et projetés dans le mélange. Tous les agglomérats sont rapidement dispersés.
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Etape 3
Etape 3
Des nouveaux ingrédients sont simultanément aspirés dans la tête de travail, établissant un schéma circulatoire du mélange. La totalité du contenu de la cuve traverse de nombreuses fois la tête de travail, décomposant progressivement les agglomérats et accélérant le processus de solubilisation.
Les Avantages
- La dispersion du PVA dans de l’eau chaude élimine la phase de chauffage et réduit considérablement le temps de traitement.
- La dispersion rapide de la poudre élimine les erreurs de l’opérateur.
- La poudre est entièrement dispersée avant l’augmentation de la viscosité.
- Tous les agglomérats sont décomposés par l’effet de mélange intense à haut cisaillement, ce qui entraîne une solubilisation accélérée et une meilleure uniformité des lots.
Les solutions PVA sont généralement préparées en vrac. Les mélangeurs En Ligne sont couramment utilisés pour de très grands volumes. Les mélangeurs à immersion sont également utilisés en fonction de la taille du lot, de la viscosité du produit fini, etc.
Mélangeurs haut cisaillement En Ligne
- Idéal pour les grands volumes
- Sans aération
- Doit être utilisé conjointement avec un agitateur efficace dans la cuve pour humidifier la poudre
- Facilement adaptable à une installation existante
- Auto-pompant
- Modèles à haute viscosité disponibles
- Unités multi stators disponibles pour un degré de cisaillement plus élevé
- Unités disponibles pour les tâches catégorie 2 ATEX
Mélangeurs haut cisaillement à immersion
- Convient aux petits lots
- Unités disponibles pour les tâches catégorie 2 ATEX
- Unités spéciales disponibles pour les produits abrasifs
Silverson Série U
- Idéal pour les grandes capacités
- Capable d’intégrer rapidement de grands volumes de poudres
- Idéal pour les mélanges à haute viscosité
- Excellent mouvement dans la cuve
- Conception NEP ultra-hygiénique
- Peu d’entretien
Le Flashmix Silverson
- Idéal pour les grandes capacités
- Convient pour l’incorporation de poudre en vrac
- Aération minimisée
- Exigences de nettoyage minimisées
- Adaptée aux mélanges de viscosité plus élevée
- Convient pour un fonctionnement à des températures plus élevées
- Action minimale requise de l’opérateur
Mélangeurs haut cisaillement Fond de cuve
- Normalement utilisé avec un agitateur/racleur à ancre sur les produits à haute viscosité; peut être utilisé seul avec des viscosités inférieures
- Unités pour les tâches de catégorie 2 ATEX disponibles