POLYVINYLALKOHOL: STRUKTUR, EGENSKABER, ANVENDELSER, RISICI - KEMI

Den polyvinylalkohol er en vinylalkoholpolymeren ifølge molekylformel (C ₂ H ₃ OR) n, hvor R betegner H eller COCH ₃. På grund af en ustabilitet af vinylalkohol syntetiseres den under anvendelse af vinylacetat som monomer, der polymeriserer til dannelse af polyvinylacetat.

Efterfølgende sker der en hydrolyse af polyvinylacetatestere i nærvær af natriumhydroxid, idet acetatet erstattes af oxyhydrylgruppen (OH), hvorved polyvinylalkoholen dannes. Dette er hovedsageligt sammensat af 1-3 diolbindinger.

Kilde: Af LHcheM via Wikimedia Commons

Denne alkohol kan danne film med emulgerende og klæbende kapacitet, som kan modstå stærke belastninger. Ud over at være et fleksibelt materiale er polyvinylalkohol hygroskopisk og meget opløselig i vand, og dens egenskaber påvirkes af hydratiseringsgraden.

Oprindeligt blev det fremstillet af Hermann og Haehnel i 1924, idet det hydrolyserede polyvinylacetat med kaliumhydroxid i nærvær af ethanol.

Polyvinylalkohol kan anvendes til fremstilling af lag eller film, der er ilt- og aromabarrierer. Dette har gjort det muligt for det at blive brugt i fødevareemballage, hvilket er dets hovedanvendelse, da mere end 30% af dens produktion bruges til dette formål.

Struktur

Kilde: Af Ingen maskinlæsbar forfatter leveret. Likeitsmyjob ~ commonswiki antaget (baseret på krav om ophavsret). via Wikimedia Commons

Det øverste billede illustrerer et lille segment af en polyvinylalkoholpolymerkæde. Atomerne indesluttet i parentes gentages n gange, indtil man methyl- ender, CH ₃. Dermed består strukturen af en række gentagelser af grupperne –CH ₂ -CH (OH) -.

Bemærk, at alle bindinger er enkelt og derfor carbonatomer og oxygen har sp ³ hybridisering. Hvad betyder det? At kæderne i polyvinylalkohol ikke er lige, men zigzagged og med H-atomerne skiftevis til siderne af disse. Det samme gælder hydroxylgrupper OH.

Det vil sige, OH'erne kan vende mod den ene side af kæden eller den anden, så strukturens polære karakter bevares ensartet i hele den.

Endvidere kan rækkefølgen af OH'er ændres. For eksempel de -CH ₂ -CH (OH) -CH ₂ bindinger i billedet er ikke den eneste, gentaget mønster: så er CH ₂ -CH (OH) -CH (OH). I det andet mønster er der en stigning i polær karakter på grund af det faktum, at der findes to OH-grupper på tilstødende kulhydrater.

Polyvinylalkohol kan have en enkel, men dynamisk og polær polymerstruktur, der har en særlig affinitet til vandmolekyler og andre opløsningsmidler, som den kan interagere gennem brintbindinger: CH (OH) - OH ₂.

Ejendomme

Fysisk beskrivelse

Lugtfri hvid fløde, granuler eller pulver.

Lugt

Toilet.

Kogepunkt

644 ° F ved 760 mmHg (ca.).

Smeltepunkt

442º F (gennemgår nedbrydning).

tændingspunkt

79 ° C (åbent glas).

Vandopløselighed

Det er opløseligt, opløseligheden øges ved at reducere molekylvægten af polymeren.

Opløselighed

Det er opløseligt i ethanol, men uopløseligt i andre organiske opløsningsmidler. Det er uopløseligt i opløsningsmidler fra petroleum. Praktisk uopløselig i vegetabilske og animalske olier, i aromatiske kulbrinter, estere, ethere og acetone.

Massefylde

1,19 - 1,31 g / cm ³.

Damptryk

Næsten ueksistent.

Stabilitet

Det er stabilt, hvis opbevaringsbetingelserne anbefales.

nedbrydning

Når den opvarmes over 200 ° C, nedbrydes den og udsender skarp og irriterende røg.

Viskositet

Mellem 4,8 og 5,8 mPa (4% opløsning ved 20 ° C svarende til en gennemsnitlig molekylvægt på 26.000 til 30.000 g / mol).

Polyvinylalkohol har forskellige kvaliteter baseret på dets viskositet: superhøj (molekylvægt 250.000 - 300.000 g / mol), høj viskositet (molekylvægt 170.000 - 220.000 g / mol, medium viskositet (molekylvægt 120.000 - 150.000 g / mol) og viskositet lav (molekylvægt 25.000-35.000 g / mol).

Der er en direkte proportional forbindelse mellem viskositeten af polyvinylalkohol og dens molekylvægt.

pH

5,0 til 6,5 (4% opløsning).

Applikationer

syntetiske stoffer

-Det er materiale til syntese af andre polymerer, såsom polyvinylnitrat, en ester af salpetersyre og polyvinylalkohol. Polyvinylnitrat bruges i nogle støbte drivmidler og sprængstoffer.

Fibre og lagner

-Polyvinylalkoholfibre har en vandabsorptionsevne 30% højere end andre fibre. Dette gør det muligt for den at erstatte bomuld i de anvendelser, hvor fiberen er i kontakt med kroppen. Den taktile fornemmelse af stoffet, der er fremstillet af polyvinylalkohol, kan variere fra det, der blev oplevet før uld, til det, der ligner linned.

-Polyvinylalkoholplader bruges i mademballage, fordi det har evnen til at tjene som en barriere for ilt og aromaer. Dette forhindrer mad i at oxidere og tab af smag. Derudover forhindrer det, at eksterne lugte forstyrrer den originale madsmag.

Diverse

-Det bruges til at tykkere og modificere polyvinylacetatlim. Det bruges i poser fremstillet med polyvinylalkoholplader i vaskerier til at måle frigørelsen af vaskemidler.

-Håndklæderne til feminin hygiejne såvel som til urininkontinens leveres pakket i poser lavet med en film af bionedbrydelig polyvinylalkohol. Det bruges som et fikseringsmiddel til indsamling af biologiske prøver, især af fæces.

-Brugt i øjendråber, såsom kunstige tårer, til behandling af tørre øjne og som et smøremiddel til brug af kontaktlinser.

-En polyvinylalkoholfilm eller -ark bruges i vandoverførselsprocessen ved udskrivning. Derudover bruges fibrene til armering af beton. Handsker til arbejde med stærke syrer har en polyvinylalkoholbelægning.

-De bruges til fremstilling af kapsler, der kan bruges til levering af medicin. Polyvinylalkohol med lav molekylvægt bruges som en komponent i antikonceptionsprodukter designet til intravaginal administration.

Risici

Indånding

Når polyvinylalkohol opvarmes til over 200 ° C, frigiver det en røg, der irriterer øjnene, næsen og halsen. Symptomer i øjnene inkluderer rive, kløe og rødme. I mellemtiden er der en brændende smerte i næsen og halsen.

Indtagelse

Det forventes ikke at være skadeligt.

Hudkontakt