POLYVINYLALKOHOL: STRUKTUR, EGENSKAPER, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN, RISKER - KEMI

Den polyvinylalkoholen är en vinylalkoholpolymer med molekyl formeln (C ₂ H ₃ OR) n, där R betecknar H eller COCH ₃ . På grund av en instabilitet av vinylalkohol syntetiseras den med användning av vinylacetat som monomer, som polymeriserar för att bilda polyvinylacetat.

Därefter sker en hydrolys av polyvinylacetatestrarna, i närvaro av natriumhydroxid, varvid acetatet ersätts av oxyhydrylgruppen (OH) och bildar således polyvinylalkoholen. Detta består huvudsakligen av 1-3 diolbindningar.

Källa: Av LHcheM via Wikimedia Commons

Denna alkohol kan bilda filmer med emulgerande och vidhäftningsförmåga, som tål starka spänningar. Förutom att vara ett flexibelt material är polyvinylalkohol hygroskopiskt och mycket lösligt i vatten, varvid dess egenskaper påverkas av hydratiseringsgraden.

Ursprungligen framställdes det av Hermann och Haehnel 1924, hydrolyserande polyvinylacetat med kaliumhydroxid i närvaro av etanol.

Polyvinylalkohol kan användas vid tillverkning av ark eller filmer som är syre- och arombarriärer. Detta har gjort det möjligt att använda det i livsmedelsförpackningar, vilket är dess huvudsakliga användning, eftersom mer än 30% av dess produktion används för detta ändamål.

Strukturera

Källa: By Ingen maskinläsbar författare tillhandahålls. Likeitsmyjob ~ commonswiki antog (baserat på upphovsrättsanspråk). via Wikimedia Commons

Den övre bilden illustrerar ett litet segment av en polyvinylalkoholpolymerkedja. Atomerna inneslutna i parentesen upprepas n gånger tills den når metyl- ändar, CH ₃ . Således består dess struktur av en serie upprepningar av grupperna –CH ₂ -CH (OH) -.

Observera att alla bindningar är enkla och därför har kol och syre sp ^3- hybridisering . Vad betyder det? Att kedjorna av polyvinylalkohol inte är raka, utan sicksackade och med H-atomerna som växlar mot sidorna på dessa. Detsamma gäller för hydroxylgrupper OH.

Det vill säga OH kan vara vända mot den ena sidan av kedjan eller den andra, så att den polära karaktären hos strukturen bevaras jämnt i hela den.

Dessutom kan OH: s utseende varieras. Till exempel, de -CH ₂ -CH (OH) -CH ₂ bindningar i bilden är inte de enda återkommande mönster: så är CH ₂ -CH (OH) -CH (OH). I det andra mönstret finns en ökning av polär karaktär på grund av det faktum att två OH-grupper finns på intilliggande kolatomer.

Polyvinylalkohol kan ha en enkel, men dynamisk och polär polymerstruktur, som har en speciell affinitet för vattenmolekyler och andra lösningsmedel med vilka den kan interagera genom vätebindningar: CH (OH) - OH ₂ .

Egenskaper

Fysisk beskrivning

Luktfri vit kräm, granulat eller pulver.

Odör

Toalett.

Kokpunkt

644 ° F vid 760 mmHg (ungefär).

Smältpunkt

442º F (genomgår sönderdelning).

antändningspunkt

79 ºC öppet glas.

Vattenlöslighet

Det är lösligt, lösligheten ökar genom att minska polymerens molekylvikt.

löslighet

Det är lösligt i etanol, men olösligt i andra organiska lösningsmedel. Det är olösligt i lösningsmedel från petroleum. Praktiskt taget olöslig i vegetabiliska och animaliska oljor, i aromatiska kolväten, estrar, etrar och aceton.

Densitet

1,19 - 1,31 g / cm ^{^} .

Ångtryck

Nästan obefintlig.

Stabilitet

Det är stabilt om lagringsförhållandena rekommenderas.

Sönderfall

Vid uppvärmning över 200 ° C sönderdelas den och avger skarp och irriterande rök.

Viskositet

Mellan 4,8 och 5,8 mPa (4% lösning vid 20 ° C motsvarande en genomsnittlig molekylvikt av 26 000 till 30 000 g / mol).

Polyvinylalkohol har olika kvaliteter baserat på dess viskositet: superhög (molekylvikt 250 000 - 300 000 g / mol), hög viskositet (molekylvikt 170 000 - 220 000 g / mol, medelviskositet (molekylvikt 120 000 - 150 000 g / mol) och viskositet låg (molekylvikt 25 000-35 000 g / mol).

Det finns ett direkt proportionellt förhållande mellan viskositeten hos polyvinylalkohol och dess molekylvikt.

pH

5,0 till 6,5 (4% lösning).

tillämpningar

Syntet

-Det är material för syntes av andra polymerer såsom polyvinylnitrat, en ester av salpetersyra och polyvinylalkohol. Polyvinylnitrat används i vissa gjutbara drivmedel och sprängämnen.

Fiber och lakan

-Polyvinylalkoholfibrer har en vattenabsorptionsförmåga 30% högre än andra fibrer. Detta gör att den kan ersätta bomull i de användningar där fibern är i kontakt med kroppen. Den taktila känslan av tyget tillverkat av polyvinylalkohol kan variera från det som upplevdes innan ull till det som liknar linne.

-Polyvinylalkoholark används i livsmedelsförpackningar, eftersom det har förmågan att fungera som en barriär för syre och arom. Detta förhindrar mat från oxidation och förlust av smak. Dessutom förhindrar den yttre lukt från att störa matens ursprungliga smak.

Diverse

-Det används för att tjocka och modifiera polyvinylacetatlim. Det används i påsar gjorda med polyvinylalkoholplattor i tvättmaskiner för att mäta frisättningen av tvättmedel.

-Handdukar för feminin hygien, såväl som för urininkontinens, förpackas i påsar gjorda med en film av biologiskt nedbrytbar polyvinylalkohol. Det används som fixeringsmedel för insamling av biologiska prover, särskilt avföring.

-Används i ögondroppar, som konstgjorda tårar, för att behandla torra ögon och som ett smörjmedel för användning av kontaktlinser.

-En polyvinylalkoholfilm eller -ark används i vattenöverföringsprocessen vid tryckning. Dessutom används dess fibrer för att förstärka betong. Handskar för att arbeta med starka syror har en polyvinylalkoholbeläggning.

-De används vid tillverkning av kapslar som kan användas vid leverans av mediciner. Polyvinylalkohol med låg molekylvikt används som en komponent i preventivmedel som är utformade för intravaginal administration.

risker

Inandning

När polyvinylalkohol uppvärms till över 200 ° C, släpper det ut en irriterande ögon, näsa och hals. Symtom i ögonen inkluderar rivning, klåda och rodnad. Samtidigt finns det en brännande smärta i näsan och halsen.

Förtäring

Det förväntas inte vara skadligt.

Hudkontakt