ПОЛИВИНИЛОВЫЙ СПИРТ: СОСТАВ, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ, РИСКИ - ХИМИЯ

Поливиниловый спирт представляет собой виниловый спирт полимер молекулярной формулы (С ₂ Н ₃ ИЛИ) п, где R представляет собой Н или СОСН ₃ . Из-за нестабильности винилового спирта он синтезируется с использованием винилацетата в качестве мономера, который полимеризуется с образованием поливинилацетата.

Затем происходит гидролиз сложных эфиров поливинилацетата в присутствии гидроксида натрия, причем ацетат замещается оксигидрильной группой (ОН), образуя таким образом поливиниловый спирт. Он в основном состоит из 1-3 диольных связей.

Источник: LHcheM через Wikimedia Commons.

Этот спирт может образовывать пленки с эмульгирующими и адгезионными свойствами, которые выдерживают сильные нагрузки. Помимо того, что поливиниловый спирт является гибким материалом, он гигроскопичен и хорошо растворяется в воде, причем на его свойства влияет степень гидратации.

Первоначально он был приготовлен Германом и Хенелем в 1924 году при гидролизе поливинилацетата гидроксидом калия в присутствии этанола.

Поливиниловый спирт можно использовать при производстве листов или пленок, которые являются барьерами для кислорода и запаха. Это позволило использовать его в пищевой упаковке, это его основное применение, поскольку более 30% продукции используется для этой цели.

Структура

Источник: Автор не предоставлен машиночитаемым автором. Предполагается, что Likeitsmyjob ~ commonswiki (на основании заявлений об авторских правах). через Wikimedia Commons

На верхнем изображении показан небольшой сегмент полимерной цепи поливинилового спирта. Атомы, заключенные в круглые скобки, повторяются n раз до достижения метильных концов, CH ₃ . Таким образом, его структура состоит из серии повторов групп –CH ₂ -CH (OH) -.

Обратите внимание, что все связи одинарные, и поэтому атомы углерода и кислорода имеют sp ³ гибридизацию . Что это означает? Цепи поливинилового спирта не прямые, а зигзагообразные, а атомы H чередуются по сторонам от них. То же самое и с гидроксильными группами ОН.

То есть OH могут быть обращены к одной стороне цепи или к другой, поэтому полярный характер структуры сохраняется равномерно по всей ее.

Кроме того, порядок появления ОН может быть изменен. Например, связи –СН ₂ -СН (ОН) -СН ₂ на изображении - не единственный повторяющийся узор, как и СН ₂ -СН (ОН) -СН (ОН). Во втором паттерне наблюдается усиление полярности из-за того, что две группы ОН находятся на соседних атомах углерода.

Поливиниловый спирт может иметь простую, но динамичную и полярную полимерную структуру, которая имеет особое сродство к молекулам воды и другим растворителям, с которыми он может взаимодействовать посредством водородных связей: CH (OH) - OH ₂ .

свойства

Физическое описание

Белый крем, гранулы или порошок без запаха.

запах

Туалет.

Точка кипения

644 ° F при 760 мм рт. Ст. (Приблизительно).

Температура плавления

442º F (подвергается разложению).

точка воспламенения

175º F (79º C) открытое стекло.

Растворимость воды

Он растворим, и его растворимость увеличивается за счет уменьшения молекулярной массы полимера.

Растворимость

Он растворим в этаноле, но не растворим в других органических растворителях. Не растворяется в нефтяных растворителях. Практически не растворяется в растительных и животных маслах, в ароматических углеводородах, сложных и простых эфирах и ацетоне.

плотность

1,19 - 1,31 г / см ³ .

Давление газа

Практически не существует.

стабильность

Он стабилен при соблюдении рекомендуемых условий хранения.

декомпозиция

При нагревании выше 200º C он разлагается, выделяя едкий и раздражающий дым.

вязкость

От 4,8 до 5,8 мПа (4% раствор при 20 ° C, что соответствует средней молекулярной массе от 26 000 до 30 000 г / моль).

Поливиниловый спирт имеет разные марки в зависимости от его вязкости: сверхвысокая (молекулярная масса 250 000 - 300 000 г / моль), высокая вязкость (молекулярная масса 170 000 - 220 000 г / моль), средняя вязкость (молекулярная масса 120 000 - 150 000 г / моль) и вязкость. низкие (молекулярная масса 25000-35000 г / моль).

Между вязкостью поливинилового спирта и его молекулярной массой существует прямая пропорциональная зависимость.

pH

От 5,0 до 6,5 (4% раствор).

Приложения

синтетика

-Это материал для синтеза других полимеров, таких как поливинилнитрат, сложный эфир азотной кислоты и поливиниловый спирт. Поливинилнитрат используется в некоторых топливах и взрывчатых веществах.

Волокна и листы

-Волокна из поливинилового спирта обладают водопоглощающей способностью на 30% выше, чем другие волокна. Это позволяет заменять хлопок там, где волокно контактирует с телом. Тактильные ощущения от ткани, изготовленной из поливинилового спирта, могут варьироваться от ощущения до шерсти до ощущения льняной ткани.

Листы из поливинилового спирта используются в пищевой упаковке, потому что они могут служить барьером для кислорода и ароматов. Это предотвращает окисление пищи и потерю вкуса. Кроме того, он не дает посторонним запахам мешать первоначальному вкусу пищи.

Разное

-Он используется для сгущения и модификации поливинилацетатного клея. Он используется в саше из листов поливинилового спирта в прачечных для измерения выделения моющих средств.

-Полотенца для женской гигиены, а также при недержании мочи поставляются упакованными в пакеты с пленкой из биоразлагаемого поливинилового спирта. Он используется в качестве фиксатора для сбора биологических образцов, особенно фекалий.

-Используется в глазных каплях, таких как искусственные слезы, для лечения сухости глаз и в качестве смазки при использовании контактных линз.

-Пленка или лист из поливинилового спирта используются в процессе переноса воды в печати. Кроме того, его волокна используются для армирования бетона. Перчатки для работы с сильными кислотами имеют покрытие из поливинилового спирта.

-Они используются при изготовлении капсул, которые можно использовать при поставке лекарств. Поливиниловый спирт с низким молекулярным весом используется в составе противозачаточных средств, предназначенных для интравагинального введения.

риски

ингаляция

Когда поливиниловый спирт нагревается выше 200 ° C, он выделяет дым, который раздражает глаза, нос и горло. Симптомы в глазах включают слезотечение, зуд и покраснение. Между тем в носу и горле возникает жгучая боль.

прием пищи

Ожидается, что это не будет вредным.

Контакт с кожей