POLYVINYLALKOHOL: STRUKTURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ, RIZIKA - CHEMIE

Polyvinylalkohol je vinylalkoholový polymer s molekulovým vzorcem (C ₂ H ₃ OR) n, kde R znamená atom vodíku nebo skupina COCH ₃. Kvůli nestabilitě vinylalkoholu se syntetizuje za použití vinylacetátu jako monomeru, který polymerizuje za vzniku polyvinylacetátu.

Následně dochází k hydrolýze polyvinylacetátových esterů v přítomnosti hydroxidu sodného, přičemž acetát je nahrazen oxyhydrylovou skupinou (OH), čímž se vytvoří polyvinylalkohol. Toto je hlavně složeno z 1-3 diolových vazeb.

Zdroj: LHcheM prostřednictvím Wikimedia Commons

Tento alkohol může tvořit filmy s emulgační a adhezivní kapacitou, které odolávají silnému stresu. Kromě toho, že je polyvinylalkohol pružným materiálem, je hygroskopický a velmi rozpustný ve vodě, přičemž jeho vlastnosti jsou ovlivněny stupněm hydratace.

Zpočátku byl připraven Hermannem a Haehnelem v roce 1924 hydrolýzou polyvinylacetátu hydroxidem draselným v přítomnosti ethanolu.

Polyvinylalkohol lze použít při výrobě fólií nebo fólií, které jsou bariérami proti kyslíku a aroma. To umožnilo použití v potravinářských obalech, což je jeho hlavní použití, protože k tomuto účelu se používá více než 30% jeho výroby.

Struktura

Zdroj: Autor Nebyl poskytnut žádný strojově čitelný autor. Likeitsmyjob ~ commonswiki převzato (na základě nároků na autorská práva). prostřednictvím Wikimedia Commons

Horní obrázek ukazuje malý segment polyvinylalkoholového polymerního řetězce. Atomy uzavřen v závorkách se opakuje n-krát až do dosažení konce methyl, CH ₃. Tak, jeho struktura se skládá ze série repetic skupin -CH ₂ -CH (OH) -.

Všimněte si, že všechny svazky jsou jednoduché a proto uhlíky a kyslík mají sp ³ hybridizaci. Co to znamená? Že řetězce polyvinylalkoholu nejsou rovné, ale klikaté a atomy H se střídají na jejich stranách. Totéž platí pro hydroxylové skupiny OH.

To znamená, že OHs mohou být obráceny na jednu stranu řetězce nebo na druhou, takže polární charakter struktury je v celé ní rovnoměrně zachován.

Dále se může měnit pořadí vzhledu OH. Například, skupina -CH ₂ -CH (OH) -CH ₂ vazby na snímku nejsou jedinou opakující se vzor: proto jsou CH ₂ -CH (OH) -CH (OH). Ve druhém vzorci dochází ke zvýšení polárního charakteru v důsledku skutečnosti, že na sousedních atomech uhlíku se nacházejí dvě skupiny OH.

Polyvinylalkohol může mít jednoduchý, ale dynamická a polární polymerní struktura, která má zvláštní afinitu k molekulám vody a jiných rozpouštědel, se kterými mohou reagovat prostřednictvím vodíkových vazeb: CH (OH) - OH ₂.

Vlastnosti

Fyzický popis

Bílý krém, granule nebo prášek bez zápachu.

Zápach

Toaleta.

Bod varu

644 ° F při 760 mmHg (přibližně).

Bod tání

442 ° F (podléhá rozkladu).

bod vznícení

175 ° F (79 ° C) otevřené sklo.

Rozpustnost ve vodě

Je rozpustný, rozpustnost se zvyšuje snižováním molekulové hmotnosti polymeru.

Rozpustnost

Je rozpustný v ethanolu, ale nerozpustný v jiných organických rozpouštědlech. Je nerozpustný v rozpouštědlech z ropy. Prakticky nerozpustný v rostlinných a živočišných olejích, v aromatických uhlovodících, esterech, etherech a acetonu.

Hustota

1,19 až 1,31 g / cm ³.

Tlak páry

Téměř neexistuje.

Stabilita

Je-li doporučené podmínky skladování, je stabilní.

Rozklad

Při zahřátí nad 200 ° C se rozkládá a vydává štiplavý a dráždivý kouř.

Viskozita

Mezi 4,8 a 5,8 mPa (4% roztok při 20 ° C, což odpovídá průměrné molekulové hmotnosti 26 000 až 30 000 g / mol).

Polyvinylalkohol má různé stupně založené na jeho viskozitě: super vysoká (molekulová hmotnost 250 000 - 300 000 g / mol), vysoká viskozita (molekulová hmotnost 170 000 - 220 000 g / mol, střední viskozita (molekulová hmotnost 120 000 - 150 000 g / mol) a viskozita nízká (molekulová hmotnost 25 000 - 35 000 g / mol).

Mezi viskozitou polyvinylalkoholu a jeho molekulovou hmotností existuje přímý poměrný poměr.

pH

5,0 až 6,5 (4% roztok).

Aplikace

Syntetika

-Je to materiál pro syntézu jiných polymerů, jako je polyvinylnitrát, ester kyseliny dusičné a polyvinylalkohol. Polyvinylnitrát se používá v některých slévatelných pohonných hmotách a výbušninách.

Vlákna a prostěradla

-Polyvinylalkoholová vlákna mají kapacitu absorpce vody o 30% vyšší než ostatní vlákna. To jí umožňuje nahradit bavlnu v těch případech, kdy je vlákno ve styku s tělem. Dotykový pocit tkaniny vyrobené z polyvinylalkoholu se může lišit od toho, který zažil před vlnou, až po ten, který je podobný lnu.

-Polyvinylalkoholové listy se používají v potravinářských obalech, protože mají schopnost sloužit jako bariéra pro kyslík a aroma. Tím se zabrání oxidaci potravin a ztrátě chuti. Kromě toho brání vnějšímu zápachu v narušení původní chuti jídla.

Smíšený

- Používá se k zahuštění a úpravě polyvinylacetátového lepidla. Používá se v sáčcích vyrobených z polyvinylalkoholových fólií v prádelnách pro měření uvolňování detergentů.

- Ručníky pro ženskou hygienu i pro močovou inkontinenci jsou baleny do sáčků vyrobených z filmu biologicky rozložitelného polyvinylalkoholu. Používá se jako fixační prostředek pro odběr biologických vzorků, zejména vzorků stolice.

- Používá se v očních kapkách, jako jsou umělé slzy, k ošetření suchých očí a jako lubrikant pro použití kontaktních čoček.

- Polyvinylalkoholový film nebo fólie se používá při procesu přenosu vody při tisku. Navíc se jeho vlákna používají k vyztužení betonu. Rukavice pro práci se silnými kyselinami mají povlak z polyvinylalkoholu.

- Používají se při výrobě tobolek, které lze použít při dodávkách léčiv. Polyvinylalkohol s nízkou molekulovou hmotností se používá jako součást antikoncepčních přípravků určených pro intravaginální podání.

Rizika

Inhalace

Když se polyvinylalkohol zahřeje nad 200 ° C, uvolní kouř, který dráždí oči, nos a hrdlo. Mezi příznaky v očích patří slzení, svědění a zarudnutí. Mezitím v nose a krku je pálivá bolest.

Požití

Neočekává se, že bude škodlivý.

Kožní kontakt