POLYVINYLALKOHOL: ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI, POUŽITIA, RIZIKÁ - CHÉMIA

Polyvinylalkohol je vinylalkoholový polymér s molekulárnym vzorcom (C ₂ H ₃ OR) n, kde R znamená atóm vodíka alebo skupina COCH ₃ . Kvôli nestabilite vinylalkoholu sa syntetizuje použitím vinylacetátu ako monoméru, ktorý polymerizuje za vzniku polyvinylacetátu.

Následne dôjde k hydrolýze esterov polyvinylacetátu v prítomnosti hydroxidu sodného, pričom acetát je nahradený oxyhydrylovou skupinou (OH), čím sa vytvorí polyvinylalkohol. Pozostáva predovšetkým z 1-3 diolových väzieb.

Zdroj: LHcheM prostredníctvom Wikimedia Commons

Tento alkohol môže vytvárať filmy s emulgačnou a adhezívnou schopnosťou, ktoré vydržia silné namáhanie. Okrem toho, že je polyvinylalkohol flexibilným materiálom, je hygroskopický a veľmi dobre rozpustný vo vode, pričom jeho vlastnosti sú ovplyvňované stupňom hydratácie.

Spočiatku ho pripravili Hermann a Haehnel v roku 1924 hydrolýzou polyvinylacetátu hydroxidom draselným v prítomnosti etanolu.

Polyvinylalkohol sa môže použiť na výrobu fólií alebo fólií, ktoré sú bariérami proti kyslíku a aróme. To umožnilo jeho použitie v obaloch potravín, čo je jeho hlavné použitie, pretože na tento účel sa používa viac ako 30% jeho výroby.

štruktúra

Zdroj: Autorom nebol poskytnutý žiadny strojovo čitateľný autor. Likeitsmyjob ~ commonswiki prevzatý (na základe autorských práv). prostredníctvom Wikimedia Commons

Horný obrázok znázorňuje malý segment polyvinylalkoholového polymérneho reťazca. Atómy uzavretý v zátvorkách sa opakuje n-krát až do dosiahnutia konca metyl, CH ₃ . Tak, jeho štruktúra sa skladá zo série repetíciami skupín -CH ₂ -CH (OH) -.

Všimnite si, že všetky zväzky sú jednoduché a preto uhlíky a kyslík majú sp ³ hybridizácii . Čo to znamená? Že reťazce polyvinylalkoholu nie sú priame, ale kľukaté as atómami H striedajúcimi sa po ich stranách. To isté platí pre hydroxylové skupiny OH.

To znamená, že OH môžu smerovať k jednej alebo druhej strane reťazca alebo k druhej, takže polárny charakter štruktúry je v celom objeme rovnomerne zachovaný.

Ďalej sa môže meniť poradie vzhľadov OH. Napríklad, skupina -CH ₂ -CH (OH) -CH ₂ väzby na snímke nie sú jedinou opakujúce sa vzor: preto sú CH ₂ -CH (OH) -CH (OH). V druhom obrazci dochádza k zvýšeniu polárneho charakteru v dôsledku skutočnosti, že na susedných uhlíkoch sa nachádzajú dve skupiny OH.

Polyvinylalkohol môže mať jednoduchý, ale dynamická a polárne polymérne štruktúra, ktorá má zvláštnu afinitu k molekulám vody a iných rozpúšťadiel, s ktorými môžu reagovať prostredníctvom vodíkových väzieb: CH (OH) - OH ₂ .

vlastnosti

Fyzický popis

Biely krém, granule alebo prášok bez zápachu.

vône

Toaleta, WC.

Bod varu

644 ° F pri 760 mmHg (približne).

Bod topenia

442 oF (rozkladá sa).

bod zapálenia

Sklo s teplotou 175 ° F (79 ° C).

Rozpustnosť vo vode

Je rozpustný, rozpustnosť sa zvyšuje znižovaním molekulovej hmotnosti polyméru.

rozpustnosť

Je rozpustný v etanole, ale nerozpustný v iných organických rozpúšťadlách. Je nerozpustný v rozpúšťadlách z ropy. Prakticky nerozpustný v rastlinných a živočíšnych olejoch, v aromatických uhľovodíkoch, esteroch, éteroch a acetóne.

Hustota

1,19 až 1,31 g / cm ³ .

Tlak vodnej pary

Takmer neexistuje.

stabilita

Ak sú odporúčané skladovacie podmienky, je stabilný.

rozklad

Pri zahrievaní nad 200 ° C sa rozkladá a vydáva akridálny a dráždivý dym.

Viskozita

Medzi 4,8 a 5,8 mPa (4% roztok pri 20 ° C, čo zodpovedá priemernej molekulovej hmotnosti 26 000 až 30 000 g / mol).

Polyvinylalkohol má rôzne stupne založené na jeho viskozite: super vysoká (molekulová hmotnosť 250 000 - 300 000 g / mol), vysoká viskozita (molekulová hmotnosť 170 000 - 220 000 g / mol, stredná viskozita (molekulová hmotnosť 120 000 - 150 000 g / mol) a viskozita nízka (molekulová hmotnosť 25 000 - 35 000 g / mol).

Medzi viskozitou polyvinylalkoholu a jeho molekulovou hmotnosťou existuje priamy pomer.

pH

5,0 až 6,5 (4% roztok).

aplikácia

umelej hmoty

-Je to materiál na syntézu iných polymérov, ako je polyvinylnitrát, ester kyseliny dusičnej a polyvinylalkohol. Polyvinylnitrát sa používa v niektorých odlievateľných pohonných látkach a výbušninách.

Vlákna a listy

- Polyvinylalkoholové vlákna majú kapacitu absorpcie vody o 30% vyššiu ako iné vlákna. To mu umožňuje nahradiť bavlnu pri použití, keď je vlákno v kontakte s telom. Dotykový pocit látky vyrobenej z polyvinylalkoholu sa môže líšiť od pocitu pred vlnou až po vlnu podobnú ľanu.

-Polyvinylalkoholové listy sa používajú v baleniach potravín, pretože majú schopnosť slúžiť ako bariéra pre kyslík a arómy. To bráni oxidácii potravín a strate chuti. Okrem toho bráni tomu, aby vonkajšie pachy zasahovali do pôvodnej chuti potravín.

Zmiešaný

- Používa sa na zahusťovanie a úpravu polyvinylacetátového lepidla. Používa sa vo vreckách vyrobených z polyvinylalkoholových dosiek v práčovniach na meranie uvoľňovania čistiacich prostriedkov.

- Uteráky na ženskú hygienu, ako aj na inkontinenciu moču, sú balené vo vreckách vyrobených z filmu biologicky rozložiteľného polyvinylalkoholu. Používa sa ako fixačné činidlo na odber biologických vzoriek, najmä vzoriek stolice.

-Používa sa v očných kvapkách, ako sú umelé slzy, na ošetrenie suchých očí a ako mazivo na používanie kontaktných šošoviek.

-Polyvinylalkoholový film alebo fólia sa používa pri procese prenosu vody pri tlači. Okrem toho sa vlákna používajú na vystuženie betónu. Rukavice na prácu so silnými kyselinami majú povlak z polyvinylalkoholu.

- Používajú sa na výrobu kapsúl, ktoré sa môžu použiť na dodávku liekov. Polyvinylalkohol s nízkou molekulovou hmotnosťou sa používa ako súčasť antikoncepčných produktov určených na intravaginálne podávanie.

riziká

inhalácia

Pri zahrievaní polyvinylalkoholu nad 200 ° C sa uvoľňuje dym, ktorý dráždi oči, nos a hrdlo. Medzi príznaky v očiach patrí slzenie, svrbenie a sčervenanie. Medzitým v nose a krku je pálivá bolesť.

Požitie

Neočakáva sa, že bude škodlivý.

Kontakt s pokožkou