POLYVINYLALKOHOL: STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN, VERWENDUNG, RISIKEN - CHEMIE

Der Polyvinylalkohol ist ein Vinylalkoholpolymer der Summenformel (C ₂ H ₃ OR) n, wobei R für H oder COCH _{3 steht} . Aufgrund einer Instabilität von Vinylalkohol wird es unter Verwendung von Vinylacetat als Monomer synthetisiert, das unter Bildung von Polyvinylacetat polymerisiert.

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

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

Zunächst wurde es 1924 von Hermann und Haehnel hergestellt, wobei Polyvinylacetat mit Kaliumhydroxid in Gegenwart von Ethanol hydrolysiert wurde.

Polyvinylalkohol kann zur Herstellung von Folien oder Filmen verwendet werden, die Sauerstoff- und Aromaschranken darstellen. Dies hat es ermöglicht, es in Lebensmittelverpackungen zu verwenden, da dies mehr als 30% seiner Produktion für diesen Zweck verwendet wird.

Struktur

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Das obere Bild zeigt ein kleines Segment einer Polyvinylalkohol-Polymerkette. Die in Klammern eingeschlossenen Atome werden n-mal wiederholt, bis sie die Methylenden CH _{3 erreichen} . Daher besteht seine Struktur aus einer Reihe von Wiederholungen der Gruppen -CH ₂ -CH (OH) -.

Es ist zu beachten, dass alle Bindungen einfach sind und daher Kohlenstoffe und Sauerstoff eine sp ³ -Hybridisierung aufweisen . Was heißt das? Dass die Ketten von Polyvinylalkohol nicht gerade sind, sondern im Zickzack und mit den H-Atomen abwechselnd zu diesen Seiten. Gleiches gilt für Hydroxylgruppen OH.

Das heißt, die OHs können der einen oder der anderen Seite der Kette zugewandt sein, so dass der polare Charakter der Struktur durchgehend gleichmäßig erhalten bleibt.

Weiterhin kann die Reihenfolge des Auftretens der OHs geändert werden. Zum Beispiel sind die -CH ₂ -CH (OH) -CH ₂ -Bindungen im Bild nicht das einzige sich wiederholende Muster, ebenso wie CH ₂ -CH (OH) -CH (OH). Im zweiten Muster nimmt der polare Charakter zu, da zwei OH-Gruppen an benachbarten Kohlenstoffen gefunden werden.

Polyvinylalkohol kann eine einfache, aber dynamische und polare Polymerstruktur aufweisen, die eine besondere Affinität zu Wassermolekülen und anderen Lösungsmitteln aufweist, mit denen er über Wasserstoffbrückenbindungen interagieren kann: CH (OH) - OH ₂ .

Eigenschaften

Physische Beschreibung

Geruchsneutrale weiße Creme, Granulat oder Pulver.

Geruch

Toilette.

Siedepunkt

644 ° F bei 760 mmHg (ungefähr).

Schmelzpunkt

442º F (zersetzt sich).

Zündpunkt

79ºC offenes Glas.

Wasserlöslichkeit

Es ist löslich, wobei die Löslichkeit durch Verringern des Molekulargewichts des Polymers zunimmt.

Löslichkeit

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

Dichte

1,19 - 1,31 g / cm ³ .

Dampfdruck

Fast nicht vorhanden.

Stabilität

Es ist stabil, wenn die Lagerbedingungen empfohlen werden.

Zersetzung

Bei Erhitzung über 200 ° C zersetzt es sich und stößt scharfen und reizenden Rauch aus.

Viskosität

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

Polyvinylalkohol hat je nach Viskosität unterschiedliche Qualitäten: Superhoch (Molekulargewicht 250.000 - 300.000 g / mol), Hochviskosität (Molekulargewicht 170.000 - 220.000 g / mol, Mittelviskosität (Molekulargewicht 120.000 - 150.000 g / mol) und Viskosität niedrig (Molekulargewicht 25.000-35.000 g / mol).

Es gibt eine direkte proportionale Beziehung zwischen der Viskosität von Polyvinylalkohol und seinem Molekulargewicht.

pH

5,0 bis 6,5 (4% ige Lösung).

Anwendungen

Kunststoffe

-Es ist Material für die Synthese anderer Polymere wie Polyvinylnitrat, einem Ester aus Salpetersäure und Polyvinylalkohol. Polyvinylnitrat wird in einigen gießbaren Treib- und Sprengstoffen verwendet.

Fasern und Blätter

-Polyvinylalkoholfasern haben ein um 30% höheres Wasseraufnahmevermögen als andere Fasern. Dies ermöglicht es, Baumwolle bei Anwendungen zu ersetzen, bei denen die Faser mit dem Körper in Kontakt steht. Das Tastgefühl des Stoffes aus Polyvinylalkohol kann von dem vor Wolle bis zu dem von Leinen ähnlichen variieren.

-Polyvinylalkoholfolien werden in Lebensmittelverpackungen verwendet, da sie als Barriere für Sauerstoff und Aromen dienen können. Dies verhindert, dass Lebensmittel oxidieren und an Geschmack verlieren. Darüber hinaus wird verhindert, dass äußere Gerüche den ursprünglichen Geschmack von Lebensmitteln beeinträchtigen.

Verschiedenes

-Es wird verwendet, um Polyvinylacetat-Kleber zu verdicken und zu modifizieren. Es wird in Beuteln aus Polyvinylalkoholfolien in Wäschereien verwendet, um die Freisetzung von Reinigungsmitteln zu messen.

-Die Handtücher für die Damenhygiene sowie für Harninkontinenz werden in Beuteln verpackt, die mit einem Film aus biologisch abbaubarem Polyvinylalkohol hergestellt wurden. Es wird als Fixiermittel für die Entnahme von biologischen Proben verwendet, insbesondere von Kotproben.

- Wird in Augentropfen wie künstlichen Tränen zur Behandlung trockener Augen und als Gleitmittel für die Verwendung von Kontaktlinsen verwendet.

-Ein Polyvinylalkoholfilm oder -blatt wird beim Wasserübertragungsprozess beim Drucken verwendet. Darüber hinaus werden seine Fasern zur Bewehrung von Beton verwendet. Handschuhe zum Arbeiten mit starken Säuren haben eine Polyvinylalkoholbeschichtung.

- Sie werden zur Herstellung von Kapseln verwendet, die zur Lieferung von Arzneimitteln verwendet werden können. Polyvinylalkohol mit niedrigem Molekulargewicht wird als Bestandteil von Verhütungsmitteln verwendet, die für die intravaginale Verabreichung entwickelt wurden.

Risiken

Inhalation

Wenn Polyvinylalkohol über 200 ° C erhitzt wird, entsteht ein Rauch, der Augen, Nase und Rachen reizt. Symptome in den Augen sind Tränen, Juckreiz und Rötung. Währenddessen gibt es in Nase und Rachen brennende Schmerzen.

Verschlucken

Es wird nicht erwartet, dass es schädlich ist.

Hautkontakt