Поливиниловый спирт — Мое Здоровье

0
8

Химические свойства

PVOH, поливиниловый спирт.

Водорастворимый искусственный термопластический полимер. Вещество получают из поливинилацетата с помощью реакции щелочного гидролиза или алкоголиза. Химическое соединение было впервые получено в 1924 году.

Это слаборазветвленный полимер, степень полимеризации составляет порядка 500-2500. Вещество достаточно прочное на разрыв, гибкое, обладает способностью образовывать пленки. Средняя температура плавления составляет 230 градусов, температура стеклования = 85 градусов Цельсия.

Спирт стабилен по отношению к маслам, жирам и органическим растворителям. Удельная теплоемкость Поливинилового Спирта = 1,26 кДж на кг на 1 градус. На территории РФ вещество выпускают в соответствии с ГОСТом 10779 78.

Применение Поливинилового Спирта:

  • в качестве адгезионного материала и загустителя в клее, шампуне, изделиях из латекса;
  • при производстве искусственных волокон, косметических средства для ухода за детьми;
  • в качестве эмульгатора в пищевой промышленности;
  • при проведении исследований в микробиологии для иммобилизации энзимов и клеток;
  • для обеспечения барьерного слоя для углекислого газа в бутылках из полиэтилентерефталата;
  • при производстве поливинилацеталей;
  • в медицине в составе глазных капель и р-ов для хранения контактных линз, в некоторых лекарствах, в качестве эмболизирующего агента при лечении онкологических заболеваний.

Производство и применение поливинилового спирта

Химическая формула поливинилового спирта – (C2H4O)x, где x – отвечает за степень полимеризации. Это вещество представлено в виде белого или светло-кремового порошка.

Поливиниловый спирт не имеет специфического запах и вкуса. Его считают термопластичным полимером, поэтому он хорошо растворяется в различных жидкостях: глицерине, воде, мочевине, диметилформальдегиде.

На поливиниловый спирт не действуют агрессивные вещества:

  • •    масла,
  • •    бензин,
  • •    растворы щелочей,
  • •    керосин и т.д.

Кроме того, это вещество не выделяет токсинов. В своем составе этот порошок всегда содержит около 5% воды. Такой компонент делает спирт более пластичным. Также для повышения пластифицирующих свойств в состав поливинилового спирта добавляют:

  • •    глицерин,
  • •    бутиленгликоль,
  • •    фосфорную кислоту.

Поливиниловый спирт - Мое Здоровье

В промышленных масштабах этот порошок получают в результате полимераналогичных реакций. В них берут участие как простые, так и сложные соединения поливиниловых эфиров. На практике этот процесс происходит за счет омыления поливинилацетата в спиртовой среде. Также ПВА может вступать в реакции с основаниями и кислотами, которые находятся в воде.

Существует несколько марок поливинилового спирта, они разделяются на: полностью гидролизованные и частично гидролизованные. Одной из самых востребованных марок в текстильной промышленности считается 16 марка.

Свойства ПВС

Свойства поливинилхлорида достаточно разнообразные, так как на него сильно может влиять влажность воздуха. При повышенной влажности он начинает терять плотность. При нормальных климатических показателях это вещество имеет высокую эластичность и прочность. Этот спирт способен придавать сырью склеивающие свойства.

ПВС обладает также пленкообразующими свойствами, но при этом, он не способен к растворению в кислотах, щелочах и растворителях. Если на сухой порошок ПВС попадет вода, то этот материал полностью в ней раствориться.

Клей на основе поливинилового спирта отличается высокой плотность и вязкостью. Его применяют в процессе производства тары, пошива одежды. Он устойчив к бензину, маслам и кислотам.

Применение ПВС

Этот порошок участвует в процессе изготовления других полимерных соединений. С его помощью получают:

  • •    поливиниловый нитрат,
  • •    поливиниловый ацеталь,
  • •    поливинилацетатные дисперсии.

В странах Азии ПВС участвует в производстве текстильных волокон и тканей. Если рассматривать этот материал с точки зрения универсальности, то он применяется практически во всех сферах человеческой деятельности.

В сфере аграрного хозяйства его добавляют в составы к синтетическим удобрениям, они качественно улучшают состав почвы.

В металлургической сфере ПВС применяют для закалки стального металла.

Поливиниловый спирт является незаменимым компонентом в процессе производства строительных материалов. Он помогает защищать покрытие многих материалов.

Этот материал можно найти в составах парфюмерной и косметической продукции.

Раствор поливинилового спирта в составе клея, помогает склеивать различные ткани, кожу, бумагу и прочие материалы. С его помощью приклеивают бирки и этикетки.

В западных странах это вещество нашло свое применение даже в сфере живописи. С его помощью производят консервацию образотворческих старинных экспонатов.

Производство поливинилового спирта помогает медикам производить переливание крови, делать фиксацию при сборе образцов.

Низкомолекулярный ПВС применяют в процессе производства продуктов питания. Его вводят в составы продуктов в качестве глазирующего агента. Им обрабатывают рыбу, морепродукты, колбасные изделия.

Также стоит отметить, что данный порошок вводят в составы:

  • •    глазных капель,
  • •    смывок для контактных линз,
  • •    строительной арматуры,
  • •    упаковочных водорастворимых материалов,
  • •    шампуней, гелей и бальзамов.

Некоторые интернет-ресурсы утверждают, что раньше поливиниловый спирт можно было найти в любой аптеке. На данный момент этот полимер запрещено использовать в пищевой отрасли на территории Российской Федерации. В мире могут маркировать в качестве пищевой добавки Е1203.

Главными мировыми производителями поливинилового спирта считаются страны:

  • •    Китай,
  • •    Корея,
  • •    США.
  • •    Япония,
  • •    Испания.

В Российской Федерации этот материал производят компании:

  • •    ООО ОдиХим,
  • •    ООО ВитаХим,
  • •    ООО Экономкемикал,
  • •    ООО Статус.

Средняя цена на поливиниловый спирт составляет 2,5-3,5$. Фасовка ПВС производиться в мешки, массой от 20 кг. Хранить данный материал необходимо в сухих и хорошо вентилируемых помещениях. Температура воздуха должна быть комнатной.

На складах с ПВС категорически запрещена повышенная влажность воздуха. Складировать поливиниловый спирт можно штабельным способом. Если будут выдержаны все требования по хранению этого материала, то он может сохранять свои свойства неограниченно долго.

Соединение алюминия с солью карбонатной кислоты получают в резльтате спекания основного вещества с карбонатами щелочных металлов. Правда, нужное вещество сразу же ……
Без этого вещества не может представить свою деятельность ни один завод, занимающийся производством стирального порошка. Соединение пероксида водорода с карбонатом натрия обладает отличными отбеливающими свойствами и по сути является природным ……
Белый гранулированный порошок полиакриламид используется для гелеобразования жидкостей, выступает коагулянтом и флокулянтом. Материал довольно гигроскопичный и при взаимодействии с водой образует гель ……
Наряду с хлорной известью гипохлорит кальция широко применяется для дезинфекции любых поверхностей, в том числе в бытовой сфере. Согласно инструкции по применению, обработка проводится с соблюдением следующих норм……
Натриевая соль муравьиной кислоты обладает отличными пластифицирующими свойствами, а потому широко используется в строительной сфере в качестве добавки в бетонные и железобетонные конструкции……

Химическая формула поливинилового спирта — (C2H4O)x, где x – отвечает за степень полимеризации. Это вещество представлено в виде белого или светло-кремового порошка.

Применение ПВС

Поливиниловый спирт — Синтез и получение

28 февраля 2011

1. Поливиниловый спирт

2. История3. Синтез и получение

4. Альтернативные способы получения ПВС

5. Структура и свойства6. Применение

В настоящее время промышленный синтез ПВС осуществляют путем полимераналогичных превращений, в частности, с использованием в качестве исходных полимеров простых и сложных поливиниловых эфиров, таких как ПВА.

К основным способам получения ПВС можно отнести различные варианты омыления ПВА в среде спиртов или в воде в присутствии оснований и кислот.

Общие способы получения поливинилового спирта

Приведенные схемы реакций можно разбить на три группы: алкоголиз, щелочной или кислотный гидролиз и аминолиз. Синтез ПВС через реакцию полиальдольной конденсации из ацетальдегида до настоящего времени оканчивался получением низкомолекулярного полимера.

  1. Алкоголиз сложных виниловых эфиров в среде осушенных низших алифатических спиртов, в частности метанола, в присутствии гидроксидов щелочных металлов. Процесс щелочного алкоголиза, сопровождается гелеобразованием.
  2. Алкоголиз в присутствии кислот. Количество заявленных работ для этого способа намного меньше, чем для щелочного омыления. Процесс кислотного алкоголиза, так же как и в случае омыления ПВА по механизму реакции щелочного алкоголиза, сопровождается гелеобразованием.
  3. Щелочной алкоголиза и гидролиза в смеси низших алифатических спиртов с другими растворителями. При использовании смесей, компонентом которых является вода, практически во всех случаях ее концентрация не превышает 10 % и омыление сопровождается образованием геля.
  4. Получения ПВС по механизму реакции гидролиза в присутствии кислотных или щелочных агентов, где в качестве реакционной среды выступает вода.
  5. Разработка специального аппаратурного оформления, позволяющего решить технологические проблемы, связанные с гелеобразованием в процессе омыления ПВА.

Основным и главным недостатком используемых технологий является образование жесткого геля в полном объеме реакционного аппарата при достижении конверсии порядка 50 % и неполная степень гидролиза ПВА.

Технологическое решение данной проблемы заключается в разбавлении реакционной системы или использованию поточной схемы получения ПВС, увеличению времени синтеза, нагрев.

Другим способом является использование мешалок специальной конструкции для измельчения геля, однако это использование специальных реакторов или мешалок удорожает конечную себестоимость ПВС. Кроме того, вышеуказанные методы используются для получения широкого спектра сополимеров поливинилацетат-поливиниловый спирт.

Наиболее распространенным является алкоголиз сложных виниловых эфиров в среде осушенных низших алифатических спиртов, в частности метанола, в присутствии гидроксидов щелочных металлов.

В качестве щелочных агентов наибольшее распространение получили гидроксид, метилат, этилат и пропилат натрия и калия.

Считается, что обязательным условием проведения алкоголиза является тщательная осушка спирта.

Механизм щелочного алкоголиза поливинилацетата

Процессы алкоголиза можно разделить по признаку гомогенности или гетерогенности исходной системы. Процесс щелочного алкоголиза, сопровождается гелеобразованием.

Известен способ омыления водных дисперсий ПВА водными растворами щелочей, которые можно провести в одну стадию.

Щелочной гидролиз дисперсии ПВА с молекулярной массой 1×10 — 2×10 в этом случае проводят при температуре 0 — 20°С в течение 2 — 5 часов.

В связи с тем, что гелеобразование затрудняет проведение процесса омыления ПВА, предпринимались попытки решить эту проблему путем изменения условий процесса. Так, в целях уменьшения плотности гелеобразной массы, в реакционную среду вводят:

Поливиниловый спирт - Мое Здоровье

В качестве осадителей сополимеров ВС и ВА предложены эфиры многоатомных спиртов и жирных кислот, метилацетат, алифатические углеводороды. Введение в реакционную среду до 40 % метилацетата дает возможность снизить степень омыления ПВА в момент фазового перехода с 60 % до 35 %.

Снижение вязкости реакционной массы в момент гелеобразования может быть достигнуто также введением ПАВ, например: ОП-7, ОП-10 или проксанолов.

В работе описан процесс омыления, который позволяет получать высокомолекулярный ПВС с низким содержанием остаточных ацетатных групп при использовании в качестве среды ТГФ. Данное изобретение было применено для омыления поливинилпивалата, с целью получения синдиотактического ПВС.

Необходимо отметить работы российских исследователей, в частности, С. Н. Ушакова с сотрудниками, которые посвящены разработке новых способов получения ПВС.

Предложен способ омыления ПВА в среде моноэтаноламина, этанола или смеси этанол-моноэтаноламин под действием моноэтаноламина, применяемого в качестве омыляющего агента. Полученный данным способом ПВС содержит менее 1 % остаточных ацетатных групп и получается в виде тонкодисперсного порошка.

Аналогично, в заявке предлагается проводить гетерогенное омыление бисерного ПВА в метаноле под действием смеси моно-, ди-,триэтаноламинов или аммиака с образованием дисперсии ПВС.

ПВА и другие сложные поливиниловые эфиры могут быть омылены по механизму алкоголиза в присутствии кислот.

Механизм кислотного алкоголиза поливинилацетата

Наибольшее применение получили кислоты: серная, соляная и хлорная.

Однако, при использовании серной кислоты в качестве катализатора, часть гидроксильных групп ПВС этерифицируется серной кислотой с образованием сернокислого эфира, который является причиной термической нестабильности ПВС.

Кислотное омыление ПВА осуществляется в спиртовом растворе. Применяется как 96%-й этиловый спирт, так и безводный этиловый или метиловый спирт, при этом необходимо отметить, что метанолу отдают предпочтение.

Как отмечалось выше, гелеобразование в процессе синтеза ПВС создает серьезные технологические проблемы, связанные с перемешиванием и выделением полимера. Для решения этой проблемы предложено проводить процесс омыления в реакторах, снабженных мешалками особой конструкции или в экструдерах при 20-250С.

Омыление в таких реакторах проводится по одной схеме: алкоголиз бисерного ПВА в спиртовом растворе омыляющего агента. Заявленные патенты отличаются модификацией аппаратуры и тем, что при омылении варьируется число оборотов мешалки/шнека, геометрия реактора и мешалки/шнека.

Большинство способов получения ПВС являются периодическими, однако существует достаточное число патентов посвященных непрерывной технологии омыления ПВА. Одна из подобных технологий была разработана в НПО «Пластполимер».

Для решения технологических трудностей, связанных с гелеобразованием на промежуточных стадиях омыления ПВА, предложен подход, связанный с введением в реакционную систему в качестве осадителя бензина. При добавлении бензина к метанольному раствору ПВА, содержащему обычно до 1%-масс. воды, образуется гетерогенная система.

В зависимости от количества бензина, добавляемого в омыляющую ванну, реакция щелочного алкоголиза ПВА может начинаться в гомогенной или гетерогенной системе. При введении более 30 % бензина от массы всей жидкой фазы в метанольный раствор ПВА образуется неустойчивая эмульсия.

При увеличении содержания бензина в омыляющей ванне сокращается длительность реакции до начала гелеобразования и снижается степень омыления выделяющегося полимера. Увеличение содержания бензина до 45%-масс. приводит к образованию крупнозернистого порошка.

Предлагаемый авторами способ омыления ПВА дает преимущество в технологии получения полимера, содержащего более 25 % ацетатных групп, а также низкомолекулярных сополимеров BC и BA. Оно заключается в том, что на стадии сушки происходит обогащение жидкой фазы бензином, и частицы сополимера оказываются в среде осадителя, что предотвращает слипание частиц и приводит к образованию сыпучих порошков.

Взаимодействие

Кератопротекторное, удерживающее влагу.

Поливиниловый Спирт редко вызывает побочные реакции. Иногда проявляются аллергические реакции.

Вещество несовместимо с фосфатами, сульфатами и прочими органическими солями, может образоваться осадок.

Соединение разрушается при воздействии на него сильных кислот и слабых щелочей.

В присутствии буры вещество может превращаться в гель.

Противопоказания

Средство применяется в комбинации с другими веществами:

  • для устранения ощущения дискомфорта и жжения, сухости глаза;
  • при синдроме «сухого» глаза;
  • в виде заменителя слез при снижении интенсивности выработки слезной жидкости;
  • для лечения хронического тонзиллита, гнойного отита, варикозных и трофических язв;
  • при гнойных хирургических заболеваниях, химических и термических ожогах.

Вещество нельзя использовать при аллергии.