Поливиниловый спирт
Поливиниловый спирт
Имена
Другие имена
PVOH; Поли(Этенол), Этенол, гомополимер; ПВА; Поливиол; Винол; Алвил; Алкотекс; Ковол; Гельватол; Лемол; Мовиол; Мовифлекс, Алкотекс, Элванол, Гельватол, Лемол, Нелфилкон А, Поливиол и Родовиол
Идентификаторы
  • 9002-89-5 проверятьИ
ChEMBL
  • ChEMBL76101 ☒Н
ChemSpider
  • никто
Информационная карта ECHA100.121.648
Номер EE1203 (дополнительные химикаты)
КЕГГ
  • С00980 ☒Н
Номер RTECS
  • TR8100000
УНИИ
  • 1E30GE2EF7 проверятьИ
  • DTXSID4031930
Характеристики
( С2Н4О ) х​​​​
Плотность1,19–1,31 г/см 3
Температура плавления200 °C (392 °F; 473 К)
лог P0,26 [1]
Показатель преломления ( nD )
1,477 @ 632 нм [2]
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)
Четырехцветный бриллиант NFPA 704Health 0: Exposure under fire conditions would offer no hazard beyond that of ordinary combustible material. E.g. sodium chlorideFlammability 1: Must be pre-heated before ignition can occur. Flash point over 93 °C (200 °F). E.g. canola oilInstability 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no code
0
1
0
точка возгорания79,44 °C (174,99 °F; 352,59 К)
Смертельная доза или концентрация (ЛД, ЛК):
14 700 мг/кг (мышь)
Паспорт безопасности (SDS)Внешний ПБС
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
☒Н проверить  ( что такое   ?)проверятьИ☒Н
Химическое соединение

Поливиниловый спирт ( PVOH , PVA или PVAl ) — это водорастворимый синтетический полимер . Он имеет идеальную формулу [ CH2CH (OH)] n . Он используется в производстве бумаги , проклеивании текстильной основы , в качестве загустителя и стабилизатора эмульсии в поливинилацетатных (PVAc) клеевых составах, в различных покрытиях и 3D-печати . ​​Он бесцветный (белый) и не имеет запаха. Обычно поставляется в виде гранул или в виде растворов в воде. [ 3] [4] Без внешнего сшивающего агента раствор PVA может быть загущен путем многократного замораживания-оттаивания, давая высокопрочные, сверхчистые, биосовместимые гидрогели , которые используются для различных применений, таких как сосудистые стенты , хрящи , контактные линзы и т. д. [5]

Хотя поливиниловый спирт часто называют аббревиатурой ПВА , в более общем смысле ПВА означает поливинилацетат , который обычно используется в качестве клея и герметика для древесины.

Использует

ПВС используется в различных медицинских целях из-за его биосовместимости, низкой тенденции к адгезии белков и низкой токсичности. Конкретные области применения включают замену хрящей , контактные линзы , капсулы стирального порошка и глазные капли . [6] Поливиниловый спирт используется в качестве вспомогательного средства при полимеризации суспензий . Его наибольшее применение в Китае — это его использование в качестве защитного коллоида для создания дисперсий ПВА. В Японии его основное применение — производство винилонового волокна. [7] Это волокно также производится в Северной Корее по причинам самодостаточности, поскольку для его производства не требуется нефть . Другое применение — фотопленка. [8]

Полимеры на основе ПВА широко используются в аддитивном производстве. Например, 3D-печатные пероральные лекарственные формы демонстрируют большой потенциал в фармацевтической промышленности. Возможно создание таблеток с лекарственной нагрузкой и измененными характеристиками высвобождения препарата, где ПВА используется в качестве связующего вещества. [9]

С медицинской точки зрения микрочастицы на основе ПВС получили одобрение FDA 510(k) на использование в качестве эмболизирующих частиц для использования при периферических гиперваскулярных опухолях. [10] Он также может использоваться в качестве эмболизирующего агента при эмболэктомии фибромы матки (ЭМФ). [11] В биомедицинских инженерных исследованиях ПВС также изучался для хрящевых , ортопедических применений, [12] и потенциальных материалов для сосудистых трансплантатов . [13]

ПВА обычно используется в бытовых губках, которые впитывают больше воды, чем полиуретановые губки. [ необходима цитата ]

ПВА может использоваться в качестве клея при подготовке образцов кала для микроскопического исследования в патологии . [14]

Поливинилацетали

Поливинилацетали получают обработкой ПВА альдегидами . Бутиральдегид и формальдегид дают поливинилбутираль ( ПВБ ) и поливинилформаль (ПВФ) соответственно. Производство поливинилбутираля является крупнейшим применением поливинилового спирта в США и Западной Европе.

Подготовка

В отличие от большинства виниловых полимеров , ПВС не получают полимеризацией соответствующего мономера , поскольку мономер, виниловый спирт , термодинамически нестабилен по отношению к его таутомеризации в ацетальдегид . Вместо этого ПВС получают гидролизом поливинилацетата [3] или иногда других полимеров, полученных из винилового эфира, с формиатными или хлорацетатными группами вместо ацетата. Превращение поливиниловых эфиров обычно проводят путем катализируемой основанием переэтерификации с этанолом:

[ CH2CH ( OAc )] n + C2H5OH → [CH2CH ( OH ) ] n + C2H5OAc

Свойства полимера зависят от степени переэтерификации.

В 2006 году мировое потребление поливинилового спирта составило более миллиона тонн. [7]

Структура и свойства

PVA является атактическим материалом, который проявляет кристалличность . С точки зрения микроструктуры он состоит в основном из 1,3-диольных связей [−CH 2 −CH(OH)−CH 2 −CH(OH)−], но встречаются и несколько процентов 1,2-диолов [−CH 2 −CH(OH)−CH(OH)−CH 2 −], в зависимости от условий полимеризации предшественника винилового эфира. [3]

Поливиниловый спирт обладает превосходными пленкообразующими, эмульгирующими и адгезионными свойствами. Он также устойчив к маслам, смазкам и растворителям . Он обладает высокой прочностью на разрыв и гибкостью, а также высокими барьерными свойствами по отношению к кислороду и аромату. Однако эти свойства зависят от влажности : вода, поглощенная при более высоких уровнях влажности, действует как пластификатор , что снижает прочность полимера на разрыв, но увеличивает его удлинение и прочность на разрыв.

Безопасность и экологические соображения

Поливиниловый спирт широко используется, поэтому его токсичность и биодеградация представляют интерес. Тесты показали, что рыбам (гуппи) не наносится вреда, даже при концентрации поливинилового спирта 500 мг/л воды. [3]

Биоразлагаемость ПВА зависит от молекулярной массы образца. [3] Водные растворы ПВА разлагаются быстрее, поэтому сорта ПВА с высокой растворимостью в воде, как правило, имеют более быструю биоразлагаемость. [15] Не все сорта ПВА легко биоразлагаемы, но исследования показывают, что сорта ПВА с высокой растворимостью в воде, такие как используемые в моющих средствах, могут быть легко биоразлагаемыми в соответствии с условиями скрининговых испытаний ОЭСР. [16]

Перорально вводимый ПВС относительно безвреден. [ 17] Безопасность поливинилового спирта основана на некоторых из следующих наблюдений: [17]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Поливиниловый спирт". ChemSrc.
  2. ^ Schnepf MJ, Mayer M, Kuttner C, et al. (Июль 2017). «Нанопогремушки с настроенным усилением электрического поля». Nanoscale . 9 (27): 9376– 9385. doi : 10.1039/C7NR02952G . hdl : 10067/1447970151162165141 . PMID  28656183.
  3. ^ abcde Hallensleben ML (2000). «Поливиниловые соединения прочие». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a21_743. ISBN 978-3-527-30673-2.
  4. ^ Tang X, Alavi S (2011). «Последние достижения в области крахмала, смесей полимеров на основе поливинилового спирта, нанокомпозитов и их биоразлагаемости». Углеводные полимеры . 85 : 7–16 . doi :10.1016/j.carbpol.2011.01.030.
  5. ^ Адельния, Хоссейн; Энсандост, Реза; Шеббрин Мунши, Шехзахди; и др. (2022-02-05). «Замороженные/размороженные гидрогели поливинилового спирта: настоящее, прошлое и будущее». European Polymer Journal . 164 : 110974. Bibcode : 2022EurPJ.16410974A. doi : 10.1016/j.eurpolymj.2021.110974. hdl : 10072/417476 . ISSN  0014-3057. S2CID  245576810.
  6. ^ Бейкер MI, Уолш SP, Шварц Z, Боян BD (июль 2012 г.). «Обзор поливинилового спирта и его использования в хрящевых и ортопедических приложениях». Журнал исследований биомедицинских материалов, часть B: прикладные биоматериалы . 100 (5): 1451– 7. doi :10.1002/jbm.b.32694. PMID  22514196.
  7. ^ ab SRI Consulting CEH Report Polyvinyl Alcohol, опубликовано в марте 2007 г., реферат получен 30 июля 2008 г.
  8. ^ Лампман, Стив, ред. (2003). "Влияние состава, обработки и структуры на свойства инженерных пластиков". Характеристика и анализ отказов пластиков . ASM International. стр. 29. doi :10.31399/asm.tb.cfap.t69780028. ISBN 978-0-87170-789-5.
  9. ^ Xu X, Zhao J, Wang M и др. (август 2019 г.). «3D-печатные таблетки из поливинилалкоголя с множественными профилями высвобождения». Scientific Reports . 9 (1): 12487. Bibcode :2019NatSR...912487X. doi :10.1038/s41598-019-48921-8. PMC 6713737 . PMID  31462744. 
  10. ^ "Contour™ - Краткое описание". www.bostonscientific.com . Получено 11 августа 2023 г.
  11. ^ Siskin GP. Cho KJ (ред.). "Эмболизация и визуализация миомы матки". Medscape . WebMD LLC. Архивировано из оригинала 2015-03-04.
  12. ^ Бейкер, Марибель И.; Уолш, Стивен П.; Шварц, Цви; Боян, Барбара Д. (июль 2012 г.). «Обзор поливинилового спирта и его использования в хрящевых и ортопедических применениях». Журнал исследований биомедицинских материалов, часть B: Прикладные биоматериалы . 100B (5): 1451– 1457. doi :10.1002/jbm.b.32694. PMID  22514196.
  13. ^ Шауа, Марк; Ле Визаж, Кэтрин; Байль, Уилмс Э.; Эскубе, Бриджит; Шобе, Фредерик; Матееску, Мирча Александру; Летурнер, Дидье (9 октября 2008 г.). «Новый сшитый поливиниловый спирт (ПВА) для сосудистых трансплантатов». Передовые функциональные материалы . 18 (19): 2855–2861 . doi :10.1002/adfm.200701261. S2CID  42332293.
  14. ^ Jensen, B.; Kepley, W.; Guarner, J.; Anderson, K.; Anderson, D.; Clairmont, J.; De l'aune, W.; Austin, EH; Austin, GE (2000). «Сравнение фиксатора на основе поливинилового спирта с тремя менее опасными фиксаторами для обнаружения и идентификации кишечных паразитов». Журнал клинической микробиологии . 38 (4): 1592– 1598. doi : 10.1128 /jcm.38.4.1592-1598.2000. PMC 86497. PMID  10747149. 
  15. ^ Kawai F, Hu X (август 2009). «Биохимия микробной деградации поливинилового спирта». Прикладная микробиология и биотехнология . 84 (2): 227– 37. doi :10.1007/s00253-009-2113-6. PMID  19590867. S2CID  25068302.
  16. ^ Бирн, Доминик, Бойе, Герт, Крофт, Ян, Хюттманн, Герд, Луикс, Жерар, Мейер, Франк, Парулекар, Яш и Стейнтьес, Джерард. «Биоразлагаемость пленки на основе поливинилового спирта, используемой для капсул с жидкими моющими средствами: Biologische Abbaubarkeit der für Flüssigwaschmittelkapseln verwendeten Folie auf Polyvinylalkoholbasis». Моющие средства с тензидными поверхностно-активными веществами, том. 58, нет. 2, 2021, стр. 88-96. https://doi.org/10.1515/tsd-2020-2326
  17. ^ ab DeMerlis, CC; Schoneker, DR (март 2003 г.). «Обзор пероральной токсичности поливинилового спирта (ПВС)». Food and Chemical Toxicology . 41 (3): 319– 326. doi :10.1016/s0278-6915(02)00258-2. ISSN  0278-6915. PMID  12504164 . Получено 17 января 2024 г. .
  • ПБМ
  • Рецепт "Слайма"
  • Формирование слоев ПВА в ПЭТ-бутылках
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Поливиниловый_спирт&oldid=1268193440"