POLYVINYYLIALKOHOLI: RAKENNE, OMINAISUUDET, KÄYTTÖ, RISKIT - KEMIA

Polyvinyylialkoholi on vinyylialkoholipolymeerin molekyylikaava (C ₂ H ₃ OR) n, jossa R on H tai COCH ₃. Vinyylialkoholin epävakauden vuoksi se syntetisoidaan käyttämällä vinyyliasetaattia monomeerinä, joka polymeroituu muodostaen polyvinyyliasetaattia.

Seuraavaksi tapahtuu polyvinyyliasetaattiestereiden hydrolyysi natriumhydroksidin läsnä ollessa, kun asetaatti korvataan oksihydryyliryhmällä (OH), jolloin muodostuu polyvinyylialkoholi. Tämä koostuu pääasiassa 1-3 diolisidoksesta.

Lähde: LHcheM Wikimedia Commonsin kautta

Tämä alkoholi voi muodostaa kalvoja, joilla on emulgointiaine ja tarttuvuus, jotka kestävät voimakkaita rasituksia. Sen lisäksi, että polyvinyylialkoholi on joustavaa materiaalia, se on hygroskooppinen ja liukenee hyvin veteen, ja sen ominaisuuksiin vaikuttaa nesteytyksen aste.

Alun perin sen valmistivat Hermann ja Haehnel vuonna 1924, hydrolysoimalla polyvinyyliasetaattia kaliumhydroksidilla etanolin läsnä ollessa.

Polyvinyylialkoholia voidaan käyttää levyjen tai kalvojen valmistukseen, jotka ovat happi- ja aromiesteitä. Tämän ansiosta sitä on voitu käyttää elintarvikkeiden pakkaamisessa, mikä on sen pääkäyttö, koska yli 30 prosenttia tuotannostaan käytetään tähän tarkoitukseen.

Rakenne

Lähde: Lähettäjä Ei toimittanut koneellisesti luettavaa kirjailijaa. Likeitsmyjob ~ commonswiki oletettu (perustuu tekijänoikeusvaatimuksiin). Wikimedia Commonsin kautta

Yläkuva kuvaa pienen segmentin polyvinyylialkoholipolymeeriketjusta. Atomit suljettu sulkeisiin toistetaan n kertaa saapumiseen asti metyyli päät, CH ₃. Näin ollen, sen rakenne koostuu sarjasta toistojen ryhmistä -CH ₂ -CH (OH) -.

Huomaa, että kaikki sidokset ovat yhden ja näin ollen hiiltä ja happea on sp ³ hybridisaatio. Mitä se tarkoittaa? Että polyvinyylialkoholin ketjut eivät ole suoria, mutta siksak-tyyppisiä ja H-atomien vuorotellen näiden sivuille. Sama pätee hydroksyyliryhmiin OH.

Toisin sanoen OH: t voivat olla osoittaneet ketjun toiselle puolelle, joten rakenteen polaarinen luonne säilyy tasaisesti koko sen ajan.

Lisäksi OH: iden ulkonäköjärjestys voidaan vaihtaa. Esimerkiksi, -CH ₂ -CH (OH) -CH ₂ sidoksia kuvassa ei ole ainoa toistuva kuvio: niin on CH ₂ -CH (OH) -CH (OH). Toisessa kuviossa polaarinen luonne kasvaa johtuen tosiasiasta, että vierekkäisissä hiileissä on kaksi OH-ryhmää.

Polyvinyylialkoholi voi olla yksinkertainen, mutta dynaaminen ja polaaristen polymeerinen rakenne, joka on erityinen affiniteetti vesimolekyylien ja muut liuottimet, joiden kanssa se voi olla vuorovaikutuksessa vetysidosten: CH (OH) - OH: ₂.

ominaisuudet

Fyysinen kuvaus

Hajuton valkoinen kerma, rakeet tai jauhe.

Haju

WC.

Kiehumispiste

644 ° F 760 mmHg (suunnilleen).

Sulamispiste

442º F (hajoaa).

syttymispiste

Avoin lasi on 175º F (79º C).

Vesiliukoisuus

Se on liukoinen, liukoisuus kasvaa vähentämällä polymeerin moolimassaa.

Liukoisuus

Se liukenee etanoliin, mutta ei liukene muihin orgaanisiin liuottimiin. Se ei liukene öljyn liuottimiin. Käytännössä liukenematon kasvi- ja eläinöljyissä, aromaattisissa hiilivedyissä, estereissä, eettereissä ja asetonissa.

Tiheys

1,19-1,31 g / cm ³.

Höyrynpaine

Lähes olematon.

pysyvyys

Se on vakaa, jos säilytysolosuhteita suositellaan.

hajoaminen

Kuumennettaessa yli 200 ºC, se hajoaa, eritteleen happea ja ärsyttävää savua.

Viskositeetti

Välillä 4,8 - 5,8 mPa (4% liuos 20 ° C: ssa, mikä vastaa keskimääräistä molekyylipainoa 26 000 - 30 000 g / mol).

Polyvinyylialkoholilla on erilaisia laatuja sen viskositeetin perusteella: erittäin korkea (molekyylipaino 250 000 - 300 000 g / mol), korkea viskositeetti (molekyylipaino 170 000 - 220 000 g / mol, keskipakoisuus (molekyylipaino 120 000 - 150 000 g / mol) ja viskositeetti pieni (molekyylipaino 25 000 - 35 000 g / mol).

Polyvinyylialkoholin viskositeetin ja sen molekyylipainon välillä on suora suhteellinen suhde.

pH

5,0 - 6,5 (4% liuos).

Sovellukset

synteettisiä

-Se on materiaali muiden polymeerien, kuten polyvinyylinitraatin, typpihapon esterin ja polyvinyylialkoholin, synteesille. Polyvinyylnitraattia käytetään joissain valuttavissa ponneaineissa ja räjähteissä.

Kuidut ja levyt

-Polyvinyylialkoholikuitujen veden imeytyvyys on 30% suurempi kuin muiden kuitujen. Tämä antaa sille mahdollisuuden korvata puuvilla niissä käyttökohteissa, joissa kuitu on kosketuksessa kehon kanssa. Polyvinyylialkoholista valmistetun kankaan tuntuva tunne voi vaihdella ennen villaa koetusta linjan kanssa samanlaisesta.

-Polyvinyylialkoholiarkkeja käytetään elintarvikkeiden pakkauksissa, koska sillä on kyky toimia hapen ja aromien esteenä. Tämä estää ruokaa hapettumasta ja maun menetyksestä. Lisäksi se estää ulkoisia hajuja häiritsemästä ruuan alkuperäistä makua.

sekalainen

- Sitä käytetään polyvinyyliasetaattiliiman sakeuttamiseen ja modifiointiin. Sitä käytetään pesulaissa polyvinyylialkoholilevyillä tehdyissä pusseissa pesuaineiden vapautumisen mittaamiseksi.

-Feminiinistä hygieniaa sekä virtsainkontinenssia varten tarkoitetut pyyhkeet pakataan pusseihin, jotka on valmistettu biohajoavasta polyvinyylialkoholikalvosta. Sitä käytetään kiinnitysaineena biologisten näytteiden, erityisesti ulosteiden, keräämisessä.

-Käytetään silmätippoissa, kuten tekokyynissä, kuivien silmien hoitoon ja voiteluaineena piilolinssejä käytettäessä.

-Polyvinyylialkoholikalvoa tai -levyä käytetään vedensiirtoprosessissa tulostamisessa. Lisäksi sen kuituja käytetään betonin vahvistamiseen. Käsineissä vahvojen happojen käsittelyä varten on polyvinyylialkoholipinnoite.

- Niitä käytetään sellaisten kapseleiden valmistuksessa, joita voidaan käyttää lääkkeiden toimittamiseen. Matalan molekyylipainon polyvinyylialkoholia käytetään osana ehkäisyvalmisteita, jotka on suunniteltu annettavaksi emättimeen.

riskit

Hengitys

Kun polyvinyylialkoholia lämmitetään yli 200 ° C, se vapauttaa savua, joka ärsyttää silmiä, nenää ja kurkkua. Silmien oireita ovat repiminen, kutina ja punoitus. Sillä välin nenässä ja kurkussa on polttava kipu.

nieleminen

Sen ei odoteta olevan haitallista.

Ihokontakti