POLYVINYLALCOHOL: STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN, GEBRUIK, RISICO'S - CHEMIE

De polyvinylalcohol is een vinylalcoholpolymeer met molecuulformule (C ₂ H ₃ OR) n, waarbij R staat voor H of COCH ₃ . Vanwege een instabiliteit van vinylalcohol, wordt het gesynthetiseerd met vinylacetaat als monomeer, dat polymeriseert om polyvinylacetaat te vormen.

Vervolgens is er een hydrolyse van de polyvinylacetaatesters in aanwezigheid van natriumhydroxide, waarbij het acetaat wordt vervangen door de oxyhydrylgroep (OH), waardoor de polyvinylalcohol wordt gevormd. Dit is voornamelijk samengesteld uit 1-3 diolbindingen.

Bron: door LHcheM via Wikimedia Commons

Deze alcohol kan films vormen met emulgerende en hechtende eigenschappen, die bestand zijn tegen sterke belastingen. Behalve dat het een flexibel materiaal is, is polyvinylalcohol hygroscopisch en zeer oplosbaar in water, waarbij de eigenschappen worden beïnvloed door de mate van hydratatie.

Aanvankelijk werd het bereid door Hermann en Haehnel in 1924, waarbij polyvinylacetaat werd gehydrolyseerd met kaliumhydroxide in aanwezigheid van ethanol.

Polyvinylalcohol kan worden gebruikt bij de vervaardiging van vellen of films die zuurstof- en aromabarrières zijn. Hierdoor kan het worden gebruikt in voedselverpakkingen, aangezien dit het belangrijkste gebruik is, aangezien meer dan 30% van de productie voor dit doel wordt gebruikt.

Structuur

Bron: door Geen machineleesbare auteur opgegeven. Likeitsmyjob ~ commonswiki verondersteld (op basis van auteursrechtclaims). via Wikimedia Commons

De bovenste afbeelding illustreert een klein segment van een polyvinylalcohol polymeerketen. De atomen omsloten door haakjes zijn n maal herhaald tot aan de uiteinden methyl, CH ₃ . De structuur bestaat dus uit een reeks herhalingen van de groepen –CH ₂ -CH (OH) -.

Merk op dat alle bindingen enkelvoudig zijn en daarom hebben koolstofatomen en zuurstof sp ^3- hybridisatie . Wat betekent het? Dat de ketens van polyvinylalcohol niet recht zijn, maar zigzaggend en met de H-atomen afwisselend aan de zijkanten ervan. Hetzelfde geldt voor hydroxylgroepen OH.

Dat wil zeggen, de OH's kunnen naar de ene kant van de ketting of de andere zijn gericht, zodat het polaire karakter van de structuur overal gelijkmatig behouden blijft.

Bovendien kan de volgorde van verschijnen van de OH's worden afgewisseld. De -CH _2- CH (OH) -CH _2- bindingen in de afbeelding zijn bijvoorbeeld niet het enige herhalende patroon: dat geldt ook voor CH ₂ -CH (OH) -CH (OH). In het tweede patroon is er een toename van het polaire karakter, doordat er twee OH-groepen op aangrenzende koolstofatomen worden aangetroffen.

Polyvinylalcohol kan een eenvoudige, maar dynamische en polaire polymere structuur hebben, die een speciale affiniteit heeft voor watermoleculen en andere oplosmiddelen waarmee het kan interageren via waterstofbruggen: CH (OH) - OH ₂ .

Eigendommen

Fysieke beschrijving

Reukloze witte crème, korrels of poeder.

Geur

Toilet.

Kookpunt

644 ° F bij 760 mmHg (ongeveer).

Smeltpunt

442º F (ondergaat ontleding).

ontstekingspunt

175 ° F (79 ° C) open glas.

Oplosbaarheid in water

Het is oplosbaar, de oplosbaarheid neemt toe door het molecuulgewicht van het polymeer te verlagen.

Oplosbaarheid

Het is oplosbaar in ethanol, maar onoplosbaar in andere organische oplosmiddelen. Het is onoplosbaar in oplosmiddelen uit aardolie. Vrijwel onoplosbaar in plantaardige en dierlijke oliën, in aromatische koolwaterstoffen, esters, ethers en aceton.

Dichtheid

1,19-1,31 g / cm ³ .

Dampdruk

Bijna onbestaande.

Stabiliteit

Het is stabiel als de opslagomstandigheden worden aanbevolen.

Ontleding

Bij verhitting boven 200º C ontleedt het en geeft bijtende en irriterende rook af.

Viscositeit

Tussen 4,8 en 5,8 mPa (4% oplossing bij 20 ° C overeenkomend met een gemiddeld molecuulgewicht van 26.000 tot 30.000 g / mol).

Polyvinylalcohol heeft verschillende kwaliteiten op basis van de viscositeit: superhoog (molecuulgewicht 250.000 - 300.000 g / mol), hoge viscositeit (molecuulgewicht 170.000 - 220.000 g / mol, gemiddelde viscositeit (molecuulgewicht 120.000 - 150.000 g / mol) en viscositeit laag (molecuulgewicht 25.000-35.000 g / mol).

Er is een direct evenredig verband tussen de viscositeit van polyvinylalcohol en zijn molecuulgewicht.

pH

5,0 tot 6,5 (4% oplossing).

Toepassingen

Synthetisch

-Het is materiaal voor de synthese van andere polymeren zoals polyvinylnitraat, een ester van salpeterzuur en polyvinylalcohol. Polyvinylnitraat wordt gebruikt in sommige gietbare drijfgassen en explosieven.

Vezels en platen

-Polyvinylalcoholvezels hebben een waterabsorptievermogen dat 30% hoger is dan andere vezels. Hierdoor kan het katoen vervangen bij die toepassingen waarbij de vezel in contact komt met het lichaam. Het tastgevoel van de stof gemaakt van polyvinylalcohol kan variëren van het gevoel dat voor wol werd ervaren tot dat van linnen.

-Polyvinylalcohol vellen worden gebruikt in voedselverpakkingen, omdat het als barrière kan dienen voor zuurstof en aroma's. Dit voorkomt oxidatie van voedsel en smaakverlies. Bovendien voorkomt het dat externe geuren de oorspronkelijke smaak van voedsel verstoren.

Diversen

-Het wordt gebruikt om polyvinylacetaatlijm te verdikken en te wijzigen. Het wordt gebruikt in zakjes gemaakt van polyvinylalcoholvellen in wasserijen om de afgifte van wasmiddelen te meten.

-De handdoeken voor vrouwelijke hygiëne en voor urine-incontinentie zijn verpakt in zakjes met een laagje biologisch afbreekbare polyvinylalcohol. Het wordt gebruikt als fixeermiddel voor het verzamelen van biologische monsters, vooral die van uitwerpselen.

-Gebruikt in oogdruppels, zoals kunsttranen, om droge ogen te behandelen en als glijmiddel bij het gebruik van contactlenzen.

-Een polyvinylalcoholfilm of -vel wordt gebruikt in het wateroverdrachtsproces bij het afdrukken. Bovendien worden de vezels gebruikt om beton te versterken. Handschoenen voor het werken met sterke zuren hebben een polyvinylalcoholcoating.

-Ze worden gebruikt bij de vervaardiging van capsules die kunnen worden gebruikt bij de levering van medicijnen. Polyvinylalcohol met een laag molecuulgewicht wordt gebruikt als onderdeel van anticonceptieproducten die zijn ontworpen voor intravaginale toediening.

Risico's

Inademing

Wanneer polyvinylalcohol wordt verhit boven 200 ° C, komt er rook vrij die irriterend is voor de ogen, neus en keel. Symptomen in de ogen zijn onder meer tranen, jeuk en roodheid. Ondertussen is er in de neus en keel een brandende pijn.

Inslikken

Het is naar verwachting niet schadelijk.

Huidcontact