Поливиниловый спирт что это такое и вреден ли он
Физические и химические свойства поливинилового спирта
Поливиниловый спирт – это порошок органического происхождения, относящийся к группе полимеров, способных при нагревании переходить в более вязкое и эластичное состояние.
Немного истории
Поливиниловый спирт был впервые получен в 1924 году в результате реакции омыления жидкого поливинилового эфира гидроксидом калия.
Физические и химические свойства
Поливиниловый спирт или сокращенно ПВС – это белая или кремовая масса в виде порошка или гранул. Без вкуса и запаха.
Растворяется ПВС в воде, двухатомных ароматических спиртах, водных растворах карбида, ДМФА и ДМСО, пропантриоле.Не реагирует на действие органических растворителей, бензина, керосина, масел, разбавленных кислот и щелочей, окислителей.
Также не подвержен разрушению под действием ультрафиолета и бактериальных микроорганизмов. Не токсичен.
Для него характерны клеящие свойства, эмульгационные, пленкообразующие, адгезионные.
Есть такой момент, что поливиниловый спирт гигроскопичен, он содержит в своем составе 5% воды и может комковаться при хранении.
Поливиниловый спирт – это горючее вещество. При повышении температуры разлагается и образует воду, угольную кислоту, монооксид углерода, этановую кислоту.
Основные физические параметры:
Химическая формула: (C2H4O)n, где n – это степень полимеризации.
Выпуск поливинилового спирта включает в себя создание разных марок порошка, все они имеют разные свойства.
Получение
Процесс получения поливинилового спирта несколько отличается от получения большинства полимеров. ПВС не возникает в результате реакции полимеризации, он получен в результате реакции между одним полимером и органическим веществом. Преимущественно сырьем является поливинилацетат.
Рассмотрим подробнее основные способы и методы получения:
Способ получения в водной среде при протекании реакции гидролиза в присутствии кислотных или щелочных веществ-агентов.
Применение
Уникальные свойства ПВС определяют область его применения.
Основные области использования:
Поливиниловый спирт – уникальный продукт, простой и очень полезный. Выделим основные его свойства:
Удобный в использовании поливиниловый спирт получил широкое применение, его даже употребляют в пищу, с его помощью создают косметику и порошки для стирки. Мы даже не представляем как много поливинилового спирта вокруг нас. Уникальный по всем направлениям, даже по способу производства материал безопасный и удобный в использовании.
Поливиниловый спирт: свойства и применение
Поливиниловый спирт представляет собой синтетический водорастворимый и при этом термопластичный полимер. Синтезируется данное вещество благодаря обменной реакции алкоголиза и щелочного гидролиза. Впервые поливиниловый спирт был открыт в 1924 году. Создано вещество было немецкими химиками Вольфрамом Гонелем и Вилли Германом.
Поливиниловый спирт: получение
В отличие от многих виниловых полимеров, данное вещество образуется не в результате полимеризации соответствующих компонентов. Мономер этого продукта встречается только в виде таутомерной формы ацетальдегидов. Поливиниловый спирт получают путем полного или же частичного гидролиза такого вещества, как поливинилацетат. Этот способ позволяет удалить из конечного спирта этилацетатовые группы.
Что касается промышленного производства поливинилового продукта, то здесь существует несколько способов. В данном случае происходит омыление вещества в спиртовой среде или же в водной в присутствии оснований и кислоты.
Под руководством А. А. Кузнецова в 2002 году был разработан более эффективный способ получение продукта. В данном случае его изготавливали безгелевым методом. Этот способ обладает множеством преимуществ по сравнению с предыдущими. Прежде всего следует выделить относительно низкую стоимость, кратковременный синтез и высокую производительность.
Какими свойствами обладает вещество
Поливиниловый спирт широко применяется во многих областях. Объяснить это можно его основными свойствами. Это вещество обладает склеивающими, эмульгирующими и пленкообразующими свойствами.
Помимо этого, ПВС (поливиниловый спирт) прекрасно переносит воздействие растворителей, жиров и масел. Вещество не обладает запахом и совершенно нетоксично. Полимер обладает высокой прочностью при растяжении и гибкостью. Стоит отметить, что в составе поливинилового спирта очень много кислорода.
Однако стоит учесть, что данные свойства продукта напрямую зависят от некоторых факторов, среди которых влажность. При повышении данного показателя вещество начинает впитывать воду. Она же действует на полимер как пластификатор. В результате этого поливиниловый спирт теряет свою прочность. В некоторых случаях вещество полностью распадается, а затем растворяется в воде.
Основные свойства
Что же это за вещество – поливиниловый спирт? Применение его достаточно широко. Итак, что нужно знать о продукте:
Применение вещества для получения полимеров
Чаще всего поливиниловый спирт используют для получения прочих полимеров, например:
В качестве чего используют и где
Благодаря своим свойствам поливиниловый спирт используют в качестве модификатора и загустителя в составе поливинилацетатных клеев. В Китае данное вещество применяют как стабилизатор эмульсионной полимеризации, а также как защитный коллоид в процессе изготовления поливинилацетатных дисперсий.
Зачастую продукт используют и в текстильной промышленности. В Северной Корее и в Японии поливиниловый спирт получил широкое распространение при производстве волокон.
В каких отраслях вещество применяется
Поливиниловый спирт уже давно применяется в совершенно разных сферах и отраслях. Из него изготавливаются:
Медицинская и пищевая промышленность
Поливиниловый спирт представляет собой физиологически нейтральное вещество. Именно поэтому его часто используют не только в медицинской, но и пищевой промышленности. Как правило, этот продукт используют как глазирующую, влагоудерживающую и пленкообразующую добавку. Ей было присвоено международное название – Е1203.
Благодаря поливиниловому спирту, после всевозможных обработок в продуктах удается сохранить влагу в нужном количестве. Стоит отметить, что добавку Е1203 часто используют для изготовления глазури, которой покрываются многие морепродукты.
Применение поливинилового спирта в медицине
Поливиниловый спирт – термин, который в современной химической промышленности стал широко распространен, хотя создан давненько, в 1924г., немецкими химиками Вилли Германом и Вольфрамом Гонелем. Поливиниловый спирт – искусственный водорастворимый синтетический термопластичный полимер. Неужели такое вещество может применяться в медицине?
Что такое ПВС?
Поливиниловый спирт (ПВС) – это твердый бесцветный полимер, хорошо растворяющийся в воде. Производят поливиниловый спирт в виде порошка или гранул. Он имеет широкое применение в разных химических промышленных производствах. Получение поливинилового спирта происходит путем частичного или полного гидролиза поливинилацетата, чтобы удалить этилацетатовые группы. Это вещество является одной из важнейших основ для многих лекарственных препаратов.
Свойства поливинилового спирта:
Применение ПВС в медицине
В современную медицину этот полимер пришел недавно и находит широкое применение благодаря своим свойствам (см. выше). Поливиниловый спирт используется во многих направлениях медицины: хирургии, терапии, офтальмологи́и, педиатрии, санитарии, дерматологии. ПВС применяется при создании следующих лекарственных средств:
Техника безопасности
В производстве поливинилового спирта должны быть соблюдены все меры техники безопасности, предусмотренные при работе с веществами, образующими взрывоопасные смеси с воздухом. Винилацетат, из которого изготавливается ПВС – взрывоопасное вещество. Смесь его паров с воздухом взрывоопасно. Также этот состав обладает наркотическим и общетоксическим действием, предельно допустимая концетрация в воздухе при достижении 10мг. на куб.м. ПВС в соединении с воздухом легковоспламеняющееся средство и кроме того является сильным раздражителем слизистой оболочки глаз. Производственные помещения для изготовления этого вещества должны быть оборудованы вентиляционными системами. Аппаратура и коммуникации должны быть взрывобезопасными. Использование ПВС в медицинских целях безопасно!
Поливиниловый спирт
Поливиниловый спирт – искусственный водорастворимый синтетический термопластичный полимер. Синтезом поливинилового спирта является обменная реакция щелочного гидролиза или алкоголиза.
Первооткрывателями поливинилового спирта были немецкие химики Вилли Герман и Вольфрам Гонель в 1924 году.
В отличие от многих виниловых полимеров получение поливинилового спирта не происходит путем полимеризации соответствующих мономеров. Мономер поливинилового спирта существует исключительно в виде таутомерной формы устойчивых ацетальдегид. Получение поливинилового спирта происходит путем частичного или полного гидролиза поливинилацетата, чтобы удалить этилацетатовые группы.
Промышленными способами получения поливинилового спирта являются различные варианты омыления поливинилового спирта в водной или спиртовой среде в присутствии кислот и оснований.
В 2002 году под руководством Кузнецова А. А. лабораторией термостойких термопластов ИСПМ им. Ениколопова в Москве был разработан безгелевый способ получения поливинилового спирта, имеющий ряд преимуществ по сравнению с другими способами, такие как низкая стоимость, высокая производительность и кратковременный синтез.
Свойства поливинилового спирта
Пленкообразующие, эмульгирующие и склеивающие свойства поливинилового спирта позволяют использовать его в различных отраслях и сферах. Поливиниловый спирт устойчив к воздействию масел, жиров и растворителей. Он не имеет запаха и нетоксичен, имеет высокую прочность на растяжение и гибкость, а также обладает высоким содержанием кислорода.
Однако, эти свойства поливинилового спирта находятся в прямой зависимости от влажности, при повышении которой он впитывает воду. Вода, которая действует как пластификатор, уменьшает прочность поливинилового спирта. Он полностью распадается и быстро растворяется в ней.
Молекулярная формула поливинилового спирта – C2H4Ox, плотность – от 1,19 до 1,31 г/см³, температура плавления – 200°C, температура кипения – 228°C.
Применение поливинилового спирта
Поливиниловый спирт является сырьем для изготовления других полимеров, таких как:
Также известно применение поливинилового спирта в качестве загустителя и модификатора в поливинилацетатные клеи.
В Китае широко распространенно применение поливинилового спирта в качестве стабилизатора эмульсионной полимеризации и защитного коллоида для производства поливинилацетатных дисперсий.
В текстильной промышленности Японии и Северной Кореи применение поливинилового спирта широко распространенно в производстве волокна.
Поливиниловый спирт нашел применение в различных отраслях и сферах в качестве:
Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.
Структура поливинилового спирта, свойства, использование, риски
поливиниловый спирт представляет собой полимер винилового спирта молекулярной формулы (С2H3OR) n, где R представляет собой H или COCH3. Из-за нестабильности винилового спирта он синтезируется с использованием винилацетата в качестве мономера, который полимеризуется с образованием поливинилацетата.
Этот спирт может образовывать пленки с эмульгирующей и адгезивной способностью, которые могут выдерживать сильные нагрузки. Помимо того, что поливиниловый спирт является гибким материалом, он гигроскопичен и хорошо растворяется в воде, причем на его свойства влияет степень гидратации..
Первоначально он был подготовлен Германом и Гейнелем в 1924 году, гидролизуя поливинилацетат гидроксидом калия в присутствии этанола..
Поливиниловый спирт можно использовать при изготовлении листов или пленок, которые являются барьерами для кислорода и ароматов. Это позволило использовать его в упаковке продуктов питания, что является его основным назначением, поскольку более 30% его продукции используется для этой цели..
структура
То есть ОН может быть обращен к одной стороне цепи или к другой, так что полярный характер структуры сохраняется равномерно на всем протяжении.
свойства
Физическое описание
Белый крем без запаха, гранулы или пудра.
запах
Точка кипения
От 644º F до 760 мм рт. Ст. (Приблизительно).
Точка плавления
442º F (переживает разложение).
Точка зажигания
79º F (79º C) открытая чашка.
Растворимость в воде
Он растворим, увеличивая растворимость за счет уменьшения молекулярной массы полимера.
растворимость
Он растворим в этаноле, но не растворим в других органических растворителях. Нерастворим в растворителях из нефти. Практически нерастворим в растительных и животных маслах, в ароматических углеводородах, сложных эфирах, эфирах и ацетоне..
плотность
Давление пара
Почти не существует.
стабильность
Стабильно, если рекомендуются условия хранения.
разложение
При нагревании до температуры выше 200ºC он разлагается, выделяя едкий и раздражающий дым.
вязкость
От 4,8 до 5,8 мПа (4% раствор при 20 ° C, соответствующий средней молекулярной массе от 26000 до 30000 г / моль).
Существует зависимость прямой пропорциональности между вязкостью поливинилового спирта и его молекулярной массой.
pH
приложений
синтетика
-Это материал для синтеза других полимеров, таких как поливинилнитрат, эфир азотной кислоты и поливиниловый спирт. Поливинилнитрат используется в некоторых видах топлива и взрывчатых веществах..
Волокна и простыни
-Волокна из поливинилового спирта обладают водопоглощающей способностью на 30% выше, чем у других волокон. Это позволяет заменить хлопок в тех случаях, когда волокно соприкасается с телом. Тактильное ощущение ткани, изготовленной из поливинилового спирта, может варьироваться от ощущения до появления шерсти до того же, что и до полотна..
-Листы из поливинилового спирта используются в пищевой упаковке, потому что они могут служить барьером для кислорода и ароматов. Это предотвращает окисление пищи и потерю ее аромата. Кроме того, он предотвращает влияние посторонних запахов на оригинальный вкус пищи..
Разное
-Используется для сгущения и модификации клея из поливинилацетата. Используется в конвертах из листов поливинилового спирта в прачечных, чтобы дозировать выброс моющих средств.
-Полотенца для женской гигиены, а также для недержания мочи упакованы в пакеты, изготовленные из пленки из биоразлагаемого поливинилового спирта. Он используется в качестве фиксатора для сбора биологических образцов, особенно образцов кала..
-Он используется в глазных каплях, таких как искусственные слезы, для лечения сухости глаз и в качестве смазки для использования контактных линз.
-Пленка или фольга из поливинилового спирта используются в процессе переноса воды при печати. Кроме того, его волокна используются для армирования бетона. Перчатки для работы с сильными кислотами имеют поливиниловое спиртовое покрытие.
-Они используются при изготовлении капсул, которые могут быть использованы в поставках лекарств. Низкомолекулярный поливиниловый спирт используется в качестве компонента противозачаточных средств, предназначенных для интравагинального введения..
риски
ингаляция
Когда поливиниловый спирт нагревают выше 200 ° C, раздражающий дым выпускается в глаза, нос и горло. Симптомы в глазах включают слезотечение, зуд и покраснение. Тем временем жгучая боль возникает в носу и горле.
прием пищи
Не ожидается вреда.
Контакт с кожей
Не ожидается вреда.
Контакт с глазами
Только механическое раздражение.
Хроническое воздействие
У людей нет данных. В исследованиях на животных были обнаружены некоторые потенциально вредные воздействия на здоровье. Наблюдалось падение концентрации гемоглобина и количества эритроцитов и возможное полное ингибирование коагуляции. Существует возможность канцерогенеза, как было показано в исследованиях на животных.