Polyvinylalkohol Struktur, Eigenschaften, Anwendungen, Risiken

Die Polyvinylalkohol ist ein Polymer von Vinylalkohol der molekularen Formel (C₂H₃OR) n, wobei R für H oder COCH steht₃. Aufgrund einer Instabilität des Vinylalkohols wird es unter Verwendung von Vinylacetat als Monomer synthetisiert, das aus dem Polyvinylacetat polymerisiert.

Anschließend erfolgt eine Hydrolyse der Polyvinylacetatester in Gegenwart von Natriumhydroxid, wobei das Acetat durch die Oxyhydridgruppe (OH) ersetzt wird, wodurch der Polyvinylalkohol gebildet wird. Dies besteht hauptsächlich aus 1-3 Diolbindungen [-CH₂-CH (OH) -CH₂-CH (OH) -].

Dieser Alkohol kann Filme mit Emulgier- und Haftvermögen bilden, die starken Belastungen widerstehen können. Polyvinylalkohol ist nicht nur ein flexibles Material, sondern auch hygroskopisch und in Wasser sehr gut löslich, wobei seine Eigenschaften durch den Hydratationsgrad beeinflusst werden.

Zunächst wurde es 1924 von Hermann und Haehnel hergestellt, indem man Polyvinylacetat mit Kaliumhydroxid in Gegenwart von Ethanol hydrolysierte.

Polyvinylalkohol kann bei der Herstellung von Folien oder Folien verwendet werden, die Sauerstoff- und Aromabarrieren sind. Dies ermöglichte die Verwendung in der Verpackung von Lebensmitteln, da es zu mehr als 30% für diesen Zweck verwendet wird.

Index

• 1 Struktur
• 2 Eigenschaften
  • 2.1 Physische Beschreibung
  • 2.2 Geruch
  • 2.3 Siedepunkt
  • 2.4 Schmelzpunkt
  • 2.5 Flammpunkt
  • 2.6 Löslichkeit in Wasser
  • 2.7 Löslichkeit
  • 2.8 Dichte
  • 2.9 Dampfdruck
  • 2.10 Stabilität
  • 2.11 Zersetzung
  • 2.12 Viskosität
  • 2.13 pH
• 3 Verwendet
  • 3.1 Synthetik
  • 3.2 Fasern und Folien
  • 3.3 Verschiedenes
• 4 Risiken
  • 4.1 Einatmen
  • 4.2 Verschlucken
  • 4.3 Hautkontakt
  • 4.4 Augenkontakt
  • 4.5 Chronische Exposition
• 5 Referenzen

Struktur

Das obere Bild zeigt ein kleines Segment einer Polyvinylalkohol-Polymerkette. Die in den Klammern eingeschlossenen Atome werden n-mal wiederholt, bis sie die Methylenden CH erreichen₃. Daher besteht seine Struktur aus einer Reihe von Wiederholungen der Gruppen -CH₂-CH (OH) -.

Man beachte, dass alle Verbindungen einfach sind und daher die Kohlenstoffe und der Sauerstoff eine sp-Hybridisierung aufweisen³. Was bedeutet es? Dass die Ketten des Polyvinylalkohols nicht gerade, sondern zickzackförmig sind und sich die Atome von H zu den Seiten davon abwechseln. Das gleiche gilt für OH-Hydroxylgruppen.

Das heißt, das OH kann auf eine Seite der Kette oder auf die andere Seite gerichtet sein, so dass der polare Charakter der Struktur überall gleichmäßig erhalten bleibt.

Zusätzlich kann die Reihenfolge des Auftretens des OH alternieren. Zum Beispiel, Links -CH₂-CH (OH) -CH₂ des Bildes sind nicht das einzige Muster der Wiederholung: so sind CH₂-CH (OH) -CH (OH). In dem zweiten Muster gibt es eine Zunahme des polaren Charakters, weil zwei OH-Gruppen in benachbarten Kohlenstoffen sind.

Der Polyvinylalkohol kann eine einfache, aber dynamische und polare Polymerstruktur aufweisen, die eine besondere Affinität zu Wassermolekülen und anderen Lösungsmitteln aufweist, mit denen sie über Wasserstoffbrücken wechselwirken kann: CH (OH) -OH₂.

Eigenschaften

Physische Beschreibung

Geruchlose weiße Creme, Granulat oder Pulver.

Geruch

Toilette

Siedepunkt

644º F bis 760 mmHg (ungefähr).

Schmelzpunkt

442º F (erlebt Zersetzung).

Zündpunkt

Offene Tasse mit 175º F (79º C).

Löslichkeit in Wasser

Es ist löslich und erhöht die Löslichkeit durch Verringerung des Molekulargewichts des Polymers.

Löslichkeit

Es ist in Ethanol löslich, aber unlöslich in anderen organischen Lösungsmitteln. Es ist unlöslich in Lösungsmitteln aus Erdöl. Praktisch unlöslich in pflanzlichen und tierischen Ölen, in aromatischen Kohlenwasserstoffen, Estern, Ethern und Aceton.

Dichte

1,19 - 1,31 g / cm³.

Dampfdruck

Fast nicht existent

Stabilität

Es ist stabil, wenn die Lagerbedingungen empfohlen werden.

Zersetzung

Wenn es auf mehr als 200ºC erhitzt wird, zersetzt es sich unter Bildung eines stechenden und reizenden Rauchs.

Viskosität

Zwischen 4,8 und 5,8 mPa (4% ige Lösung bei 20 ° C entsprechend einem mittleren Molekulargewicht von 26.000 bis 30.000 g / mol).

Polyvinylalkohol hat verschiedene Grade basierend auf seiner Viskosität: superhoch (Molekulargewicht 250.000-300.000 g / mol), hohe Viskosität (Molekulargewicht 170.000-220.000 g / mol, mittlere Viskosität (Molekulargewicht 120.000-150.000 g / mol) und Viskosität niedrig (Molekulargewicht 25.000 - 35.000 g / mol).

Zwischen der Viskosität von Polyvinylalkohol und seinem Molekulargewicht besteht eine direkte Proportionalität.

pH

5,0 bis 6,5 (4% ​​ige Lösung).

Verwendet

Synthetik

-Es ist Material für die Synthese anderer Polymere wie Polyvinylnitrat, ein Ester von Salpetersäure und Polyvinylalkohol. Polyvinylnitrat wird in einigen Treibmitteln und formbaren Sprengstoffen verwendet.

Fasern und Blätter

- Polyvinylalkoholfasern haben eine um 30% höhere Wasseraufnahmefähigkeit als andere Fasern. Dies ermöglicht es Ihnen, Baumwolle in jenen Anwendungen zu ersetzen, in denen die Faser in Kontakt mit dem Körper ist. Die Tastempfindung des aus Polyvinylalkohol hergestellten Stoffes kann von demjenigen vor der Wolle bis zu dem ähnlichen vor der Wäsche variiert werden.

-Die Folien aus Polyvinylalkohol werden in Lebensmittelverpackungen verwendet, da sie die Fähigkeit besitzen, als Barriere für Sauerstoff und Aromen zu dienen. Dies verhindert, dass Lebensmittel oxidieren und ihren Geschmack verlieren. Außerdem verhindert es, dass äußere Gerüche den ursprünglichen Geschmack des Lebensmittels beeinträchtigen.

Verschiedenes

-Es wird verwendet, um den Klebstoff von Polyvinylacetat zu verdicken und zu modifizieren. Es wird in Umschlägen aus Polyvinylalkohol in Wäschereien verwendet, um die Freisetzung von Detergenzien zu dosieren.

-Die Handtücher für die weibliche Hygiene sowie für die Harninkontinenz werden in Säcken verpackt, die mit einer Folie aus biologisch abbaubarem Polyvinylalkohol hergestellt werden. Es wird als Fixiermittel für die Sammlung von biologischen Proben, insbesondere Stuhlproben, verwendet.

-Es wird in Augentropfen, wie künstlichen Tränen, zur Behandlung von Augentrockenheit und als Gleitmittel für die Verwendung von Kontaktlinsen verwendet.

Ein Film oder Polyvinylalkoholfilm wird beim Wassertransferprozess beim Drucken verwendet. Zusätzlich werden seine Fasern zur Betonverstärkung verwendet. Handschuhe zum Arbeiten mit starken Säuren haben eine Polyvinylalkohol-Beschichtung.

- Sie werden bei der Herstellung von Kapseln verwendet, die bei der Arzneimittelversorgung verwendet werden können. Polyvinylalkohol mit niedrigem Molekulargewicht wird als eine Komponente von kontrazeptiven Produkten verwendet, die für die intravaginale Verabreichung bestimmt sind.

Risiken

Einatmen

Wenn Polyvinylalkohol über 200 ° C erhitzt wird, wird ein reizender Rauch für Augen, Nase und Rachen freigesetzt. Zu den Symptomen in den Augen gehören Tränenfluss, Juckreiz und Rötung. Unterdessen kommt ein brennender Schmerz in der Nase und in der Kehle vor.

Verschlucken

Es wird nicht erwartet, dass es schädlich ist.

Hautkontakt

Es wird nicht erwartet, dass es schädlich ist.

Kontakt mit den Augen

Nur mechanische Reizung.

Chronische Exposition

Es gibt keine Daten in Menschen. In Studien mit Tieren wurden einige potentiell schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit festgestellt. Ein Abfall der Hämoglobinkonzentration und der Anzahl der Erythrozyten und eine mögliche vollständige Hemmung der Koagulation wurden beobachtet. Es besteht die Möglichkeit einer Karzinogenese, wie sie in Tierversuchen beobachtet wurde.

Referenzen

1. PubChem (2018). Polyvinylalkohol. Entnommen aus: publem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Vinit Mehta (2018). Polyvinylalkohol: Eigenschaften, Verwendung und Anwendung. Genommen von: toppr.com
3. Wikipedia. (2018). Polyvinylalkohol. Genommen von: en.wikipedia.org
4. Mariano. (23. März 2012). Polyvinylalkohol. Genommen von: tecnologiadelosplasticos.blogspot.com
5. FAO. (2004). Polyvinylalkohol (PVA). [PDF] Genommen von: fao.org
6. Umweltgesundheit und Sicherheit. (2003). Polyvinylalkohol. Genommen von: terpconnect.umd.edu