Поливиниловый спирт свойства и применение


свойства и применение :: SYL.ru

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:

  1. Молекулярная формула – С2Н4Ох.
  2. Температура, при которой вещество закипает: 228°С.
  3. Плотность – 1,19 – 1,31 г/см3.
  4. Температура, при которой вещество плавится - 200°С.

Применение вещества для получения полимеров

Чаще всего поливиниловый спирт используют для получения прочих полимеров, например:

  1. Ацеталь поливиниловый. Данное вещество образуется в результате взаимодействия поливинилового спирта с альдегидами.
  2. Нитрат поливиниловый представляет собой эфир из поливинилового спирта и азотной кислоты.

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:

  1. Покрытие бумажное для лайнеров.
  2. Барьерный слой в полиэтилентерефталатовых емкостях для диоксида углеродов.
  3. Водорастворимая пленка для производства стиральных порошков в специальных капсулах.
  4. Смазка для твердых контактных линз, он же добавляется в капли для глаз.
  5. Фиксатор, необходимый для сбора образцов.
  6. Волокна для армирующих элементов в бетонном растворе.
  7. Агент эмболизации при проведении медицинских процедур.
  8. Адгезионное вещество и сгуститель при производстве всевозможных шампуней, а также латекса.
  9. Эмульгатор во многих отраслях пищевой промышленности.
  10. Эмболизирующий агент при лечении онкологических заболеваний без хирургического вмешательства.

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.

www.syl.ru

Поливиниловый спирт — свойства, получение, применение

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 – C2h5Ox, 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:

  • Поливиниловый нитрат – это эфир из азотной кислоты и поливинилового спирта;
  • Поливиниловый ацеталь – его получают путем взаимодействия альдегидов с поливиниловым спиртом.

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:

  • Бумажного покрытия для лайнеров;
  • Водорастворимой пленки для упаковки стирального порошка в растворяющихся таблетках;
  • Барьерного слоя для диоксида углерода в полиэтилентерефталатовых бутылках;
  • Смазки в глазные капли и твердые контактные линзы;
  • Волокон для арматуры в бетоне;
  • Поверхностно-активного вещества для образования полимера инкапсулированных наночастиц;
  • Фиксатора для сбора образцов;
  • Агента эмболизации в медицинских процедурах;
  • Сгустителя и адгезионного материала для производства шампуней и латекса;
  • Эмульгатора в пищевой промышленности;
  • Эмболизирующего агента при нехирургическом лечении онкологических заболеваний.

Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.

Знаете ли вы, что:

Стоматологи появились относительно недавно. Еще в 19 веке вырывать больные зубы входило в обязанности обычного парикмахера.

Человеческие кости крепче бетона в четыре раза.

Упав с осла, вы с большей вероятностью свернете себе шею, чем упав с лошади. Только не пытайтесь опровергнуть это утверждение.

Американские ученые провели опыты на мышах и пришли к выводу, что арбузный сок предотвращает развитие атеросклероза сосудов. Одна группа мышей пила обычную воду, а вторая – арбузный сок. В результате сосуды второй группы были свободны от холестериновых бляшек.

Общеизвестный препарат «Виагра» изначально разрабатывался для лечения артериальной гипертонии.

Средняя продолжительность жизни левшей меньше, чем правшей.

В стремлении вытащить больного, доктора часто перегибают палку. Так, например, некий Чарльз Йенсен в период с 1954 по 1994 гг. пережил более 900 операций по удалению новообразований.

По статистике, по понедельникам риск получения травм спины увеличивается на 25%, а риск сердечного приступа – на 33%. Будьте осторожны.

Согласно исследованиям, женщины, выпивающие несколько стаканов пива или вина в неделю, имеют повышенный риск заболеть раком груди.

Существуют очень любопытные медицинские синдромы, например, навязчивое заглатывание предметов. В желудке одной пациентки, страдающей от этой мании, было обнаружено 2500 инородных предметов.

Согласно исследованиям ВОЗ ежедневный получасовой разговор по мобильному телефону увеличивает вероятность развития опухоли мозга на 40%.

Наши почки способны очистить за одну минуту три литра крови.

Во время работы наш мозг затрачивает количество энергии, равное лампочке мощностью в 10 Ватт. Так что образ лампочки над головой в момент возникновения интересной мысли не так уж далек от истины.

Самая высокая температура тела была зафиксирована у Уилли Джонса (США), который поступил в больницу с температурой 46,5°C.

Многие наркотики изначально продвигались на рынке, как лекарства. Героин, например, изначально был выведен на рынок как лекарство от детского кашля. А кокаин рекомендовался врачами в качестве анестезии и как средство повышающее выносливость.

www.neboleem.net

Производство и применение поливинилового спирта

 

Химическая формула поливинилового спирта - (C2h5O)x, где x – отвечает за степень полимеризации. Это вещество представлено в виде белого или светло-кремового порошка.

 

Поливиниловый спирт не имеет специфического запах и вкуса. Его считают термопластичным полимером, поэтому он хорошо растворяется в различных жидкостях: глицерине, воде, мочевине, диметилформальдегиде. Закипает ПВС при температуре 228°C, но начинает плавиться уже при 200°C.


На поливиниловый спирт не действуют агрессивные вещества:

 

  • •    масла,
  • •    бензин,
  • •    растворы щелочей,
  • •    керосин и т.д.

 


Кроме того, это вещество не выделяет токсинов. В своем составе этот порошок всегда содержит около 5% воды. Такой компонент делает спирт более пластичным. Также для повышения пластифицирующих свойств в состав поливинилового спирта добавляют:

 

  • •    глицерин,
  • •    бутиленгликоль,
  • •    фосфорную кислоту.


В промышленных масштабах этот порошок получают в результате полимераналогичных реакций. В них берут участие как простые, так и сложные соединения поливиниловых эфиров. На практике этот процесс происходит за счет омыления поливинилацетата в спиртовой среде. Также ПВА может вступать в реакции с основаниями и кислотами, которые находятся в воде.


Существует несколько марок поливинилового спирта, они разделяются на: полностью гидролизованные и частично гидролизованные. Одной из самых востребованных марок в текстильной промышленности считается 16 марка. Поливиниловый спирт 16 имеет белый цвет, производиться в виде гранул. Его используют во время обработки тканей и кожи.

Свойства ПВС

Свойства поливинилхлорида достаточно разнообразные, так как на него сильно может влиять влажность воздуха. При повышенной влажности он начинает терять плотность. При нормальных климатических показателях это вещество имеет высокую эластичность и прочность. Этот спирт способен придавать сырью склеивающие свойства.


ПВС обладает также пленкообразующими свойствами, но при этом, он не способен к растворению в кислотах, щелочах и растворителях. Если на сухой порошок ПВС попадет вода, то этот материал полностью в ней раствориться.


Клей на основе поливинилового спирта отличается высокой плотность и вязкостью. Его применяют в процессе производства тары, пошива одежды. Он устойчив к бензину, маслам и кислотам.

Применение ПВС

 

Этот порошок участвует в процессе изготовления других полимерных соединений. С его помощью получают:

 

  • •    поливиниловый нитрат,
  • •    поливиниловый ацеталь,
  • •    поливинилацетатные дисперсии.


В странах Азии ПВС участвует в производстве текстильных волокон и тканей. Если рассматривать этот материал с точки зрения универсальности, то он применяется практически во всех сферах человеческой деятельности.


В сфере аграрного хозяйства его добавляют в составы к синтетическим удобрениям, они качественно улучшают состав почвы.

 


В металлургической сфере ПВС применяют для закалки стального металла.


Поливиниловый спирт является незаменимым компонентом в процессе производства строительных материалов. Он помогает защищать покрытие многих материалов.


Этот материал можно найти в составах парфюмерной и косметической продукции.

 


Раствор поливинилового спирта в составе клея, помогает склеивать различные ткани, кожу, бумагу и прочие материалы. С его помощью приклеивают бирки и этикетки.


В западных странах это вещество нашло свое применение даже в сфере живописи. С его помощью производят консервацию образотворческих старинных экспонатов.
Производство поливинилового спирта помогает медикам производить переливание крови, делать фиксацию при сборе образцов.


Низкомолекулярный ПВС применяют в процессе производства продуктов питания. Его вводят в составы продуктов в качестве глазирующего агента. Им обрабатывают рыбу, морепродукты, колбасные изделия.

 

 

 

Также стоит отметить, что данный порошок вводят в составы:

 

  • •    глазных капель,
  • •    смывок для контактных линз,
  • •    строительной арматуры,
  • •    упаковочных водорастворимых материалов,
  • •    шампуней, гелей и бальзамов.


Некоторые интернет-ресурсы утверждают, что раньше поливиниловый спирт можно было найти в любой аптеке. На данный момент этот полимер запрещено использовать в пищевой отрасли на территории Российской Федерации. В мире могут маркировать в качестве пищевой добавки Е1203.

Производители и стоимость

Главными мировыми производителями поливинилового спирта считаются страны:

 

  • •    Китай,
  • •    Корея,
  • •    США.
  • •    Япония,
  • •    Испания.


В Российской Федерации этот материал производят компании:

 

  • •    ООО ОдиХим,
  • •    ООО ВитаХим,
  • •    ООО Экономкемикал,
  • •    ООО Статус.


Средняя цена на поливиниловый спирт составляет 2,5-3,5$. Фасовка ПВС производиться в мешки, массой от 20 кг. Хранить данный материал необходимо в сухих и хорошо вентилируемых помещениях. Температура воздуха должна быть комнатной.

 

На складах с ПВС категорически запрещена повышенная влажность воздуха. Складировать поливиниловый спирт можно штабельным способом. Если будут выдержаны все требования по хранению этого материала, то он может сохранять свои свойства неограниченно долго.

promplace.ru

Поливиниловый спирт - применение, свойства

Поливиниловым спиртом (ПВС) называют искусственный твёрдый белый (реже – светло-жёлтый или кремовый) полимер, имеющий вид порошка, хлопьев или крупинок. Кристаллическая составляющая вещества может доходить до 68%. Химическая формула поливинилового спирта выглядит следующим образом: [- CH2 – CH(OH) -]n, где n – степень полимеризации. Величина n может достигать 5000, то есть, молекула поливинилового спирта может иметь в своём составе до 5000 одинаковых звеньев.

Впервые этот термостойкий искусственный полимер был получен немецкими химиками В. Германом и В. Гонелем посредством реакции омыления поливинилового эфира гидроксидом калия (KOH).

Если большинство известных полимерных веществ получается путём полимеризации мономеров, то процесс получения поливинилового спирта имеет принципиальное отличие: для получения данного вещества необходима реакция полного или частичного гидролиза поливинилацетата, в результате которой удаляется этилацетатная группа.

Современный промышленный синтез ПВС происходит путём различных вариантов реакции омыления поливинилацетата в водной или спиртовой среде, в присутствии кислот или щелочей, играющих роль катализаторов.

В 2002 году произошло знаменательное событие, которое позволило ускорить и удешевить синтез поливинилового спирта. Коллектив учёных под руководством А. А. Кузнецова открыл и разработал безгелевый способ получения ПВС.

Свойства поливинилового спирта

Чистый поливиниловый спирт не имеет запаха и вкуса, не является токсичным. Единственным его растворителем служит вода. Поливиниловый спирт не растворяется ни в одном из органических растворителей. Особенно стоек к действию любых масел, бензина, керосина и других углеводородов, а также – разбавленных щелочей и кислот.

ПВС гигроскопичен, и всегда содержит примерно 5% воды, которая в некоторой степени пластифицирует вещество. Но вода легко и быстро испаряется. Поэтому в качестве пластификаторов для этого полимера применяются этиленгликоль, бутиленгликоль, фосфорная кислота, глицерин. Лучшим пластификатором для ПВС является именно глицерин.

Благодаря своим свойствам, поливиниловый спирт широко применяется в пищевой и фармацевтической промышленности, в медицине, в различных отраслях народного хозяйства.

Применение поливинилового спирта

Поскольку описываемое вещество является физиологически нейтральным, то вполне объяснимо широкое применение поливинилового спирта в пищевой и медицинской промышленности. ПВС применяется в качестве плёнкообразователя, влагоудерживающей и глазирующей пищевой добавки, которой присвоено международное обозначение Е1203.    Благодаря применению ПВС, в продуктах, подвергающихся разным способам обработки, удаётся сохранить необходимое количество влаги. Также поливиниловый спирт входит в состав глазури, которой покрывается свежезамороженная рыба и морепродукты. Е1203 включается в состав большинства видов оболочек, которыми покрывают готовые к употреблению продукты и полуфабрикаты. К примеру, колбасы и сосиски.

Е1203 официально разрешена к применению в Украине и странах ЕЭС. В России эта пищевая добавка официально не запрещена, однако нет и официального разрешения для    применения поливинилового спирта при изготовлении продуктов питания.

Свойства поливинилового спирта позволяют широко использовать его в качестве материала для производства медицинского оборудования, инструментов и аппаратов. В фармацевтической промышленности ПВС применяется при изготовлении оболочек и наполнителей для различных таблеток. Кроме того, поливиниловый спирт иногда используют при переливании крови как плазмозаменитель. Нередки случаи, когда при лечении онкологических заболеваний ПВС применяется как эмболизирующий агент (в тех случаях, когда операция противопоказана или в ней нет необходимости). Используется этот термостойкий полимер и для производства особых волокон, которыми выполняют внутренние хирургические швы, рассасывающиеся в течение определённого времени. Также ПВС в качестве лубриканта включается в состав жидкостей для контактных линз и глазных капель. Часто это вещество применяют при изготовлении детских и женских средств гигиены, кремов.

Широко распространено использование ПВС для производства полимерных плёнок и волокон. Пластифицированный поливиниловый спирт применяется для изготовления стойких к агрессивным жидкостям шлангов.

Некоторые технологии окрашивания тканей также требуют применения ПВС.

selderey.net

Что такое поливиниловый спирт: поливинилалкоголь

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 – C2h5Ox, 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:

  • Поливиниловый нитрат – это эфир из азотной кислоты и поливинилового спирта;
  • Поливиниловый ацеталь – его получают путем взаимодействия альдегидов с поливиниловым спиртом.

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:

  • Бумажного покрытия для лайнеров;
  • Водорастворимой пленки для упаковки стирального порошка в растворяющихся таблетках;
  • Барьерного слоя для диоксида углерода в полиэтилентерефталатовых бутылках;
  • Смазки в глазные капли и твердые контактные линзы;
  • Волокон для арматуры в бетоне;
  • Поверхностно-активного вещества для образования полимера инкапсулированных наночастиц;
  • Фиксатора для сбора образцов;
  • Агента эмболизации в медицинских процедурах;
  • Сгустителя и адгезионного материала для производства шампуней и латекса;
  • Эмульгатора в пищевой промышленности;
  • Эмболизирующего агента при нехирургическом лечении онкологических заболеваний.

Производство и применение поливинилового спирта

Химическая формула поливинилового спирта — (C2h5O)x, где x – отвечает за степень полимеризации. Это вещество представлено в виде белого или светло-кремового порошка.

Поливиниловый спирт не имеет специфического запах и вкуса. Его считают термопластичным полимером, поэтому он хорошо растворяется в различных жидкостях: глицерине, воде, мочевине, диметилформальдегиде. Закипает ПВС при температуре 228°C, но начинает плавиться уже при 200°C.

На поливиниловый спирт не действуют агрессивные вещества:

  • • масла,
  • • бензин,
  • • растворы щелочей,
  • • керосин и т.д.

Кроме того, это вещество не выделяет токсинов. В своем составе этот порошок всегда содержит около 5% воды. Такой компонент делает спирт более пластичным. Также для повышения пластифицирующих свойств в состав поливинилового спирта добавляют:

  • • глицерин,
  • • бутиленгликоль,
  • • фосфорную кислоту.

В промышленных масштабах этот порошок получают в результате полимераналогичных реакций. В них берут участие как простые, так и сложные соединения поливиниловых эфиров. На практике этот процесс происходит за счет омыления поливинилацетата в спиртовой среде. Также ПВА может вступать в реакции с основаниями и кислотами, которые находятся в воде.

Существует несколько марок поливинилового спирта, они разделяются на: полностью гидролизованные и частично гидролизованные. Одной из самых востребованных марок в текстильной промышленности считается 16 марка. Поливиниловый спирт 16 имеет белый цвет, производиться в виде гранул. Его используют во время обработки тканей и кожи.

Свойства ПВС

Свойства поливинилхлорида достаточно разнообразные, так как на него сильно может влиять влажность воздуха. При повышенной влажности он начинает терять плотность. При нормальных климатических показателях это вещество имеет высокую эластичность и прочность. Этот спирт способен придавать сырью склеивающие свойства.

ПВС обладает также пленкообразующими свойствами, но при этом, он не способен к растворению в кислотах, щелочах и растворителях. Если на сухой порошок ПВС попадет вода, то этот материал полностью в ней раствориться.

Клей на основе поливинилового спирта отличается высокой плотность и вязкостью. Его применяют в процессе производства тары, пошива одежды. Он устойчив к бензину, маслам и кислотам.

Применение ПВС

Этот порошок участвует в процессе изготовления других полимерных соединений. С его помощью получают:

  • • поливиниловый нитрат,
  • • поливиниловый ацеталь,
  • • поливинилацетатные дисперсии.

В странах Азии ПВС участвует в производстве текстильных волокон и тканей. Если рассматривать этот материал с точки зрения универсальности, то он применяется практически во всех сферах человеческой деятельности.

В сфере аграрного хозяйства его добавляют в составы к синтетическим удобрениям, они качественно улучшают состав почвы.

В металлургической сфере ПВС применяют для закалки стального металла.

Поливиниловый спирт является незаменимым компонентом в процессе производства строительных материалов. Он помогает защищать покрытие многих материалов.

Этот материал можно найти в составах парфюмерной и косметической продукции.

Раствор поливинилового спирта в составе клея, помогает склеивать различные ткани, кожу, бумагу и прочие материалы. С его помощью приклеивают бирки и этикетки.

В западных странах это вещество нашло свое применение даже в сфере живописи. С его помощью производят консервацию образотворческих старинных экспонатов.
Производство поливинилового спирта помогает медикам производить переливание крови, делать фиксацию при сборе образцов.

Низкомолекулярный ПВС применяют в процессе производства продуктов питания. Его вводят в составы продуктов в качестве глазирующего агента. Им обрабатывают рыбу, морепродукты, колбасные изделия.

Также стоит отметить, что данный порошок вводят в составы:

  • • глазных капель,
  • • смывок для контактных линз,
  • • строительной арматуры,
  • • упаковочных водорастворимых материалов,
  • • шампуней, гелей и бальзамов.

Некоторые интернет-ресурсы утверждают, что раньше поливиниловый спирт можно было найти в любой аптеке. На данный момент этот полимер запрещено использовать в пищевой отрасли на территории Российской Федерации. В мире могут маркировать в качестве пищевой добавки Е1203.

Производители и стоимость

Главными мировыми производителями поливинилового спирта считаются страны:

  • • Китай,
  • • Корея,
  • • США.
  • • Япония,
  • • Испания.

В Российской Федерации этот материал производят компании:

  • • ООО ОдиХим,
  • • ООО ВитаХим,
  • • ООО Экономкемикал,
  • • ООО Статус.

Средняя цена на поливиниловый спирт составляет 2,5-3,5$. Фасовка ПВС производиться в мешки, массой от 20 кг. Хранить данный материал необходимо в сухих и хорошо вентилируемых помещениях. Температура воздуха должна быть комнатной.

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:

  1. Молекулярная формула – С2Н4Ох.
  2. Температура, при которой вещество закипает: 228°С.
  3. Плотность – 1,19 – 1,31 г/см3.
  4. Температура, при которой вещество плавится — 200°С.

Применение вещества для получения полимеров

Чаще всего поливиниловый спирт используют для получения прочих полимеров, например:

  1. Ацеталь поливиниловый. Данное вещество образуется в результате взаимодействия поливинилового спирта с альдегидами.
  2. Нитрат поливиниловый представляет собой эфир из поливинилового спирта и азотной кислоты.

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:

  1. Покрытие бумажное для лайнеров.
  2. Барьерный слой в полиэтилентерефталатовых емкостях для диоксида углеродов.
  3. Водорастворимая пленка для производства стиральных порошков в специальных капсулах.
  4. Смазка для твердых контактных линз, он же добавляется в капли для глаз.
  5. Фиксатор, необходимый для сбора образцов.
  6. Волокна для армирующих элементов в бетонном растворе.
  7. Агент эмболизации при проведении медицинских процедур.
  8. Адгезионное вещество и сгуститель при производстве всевозможных шампуней, а также латекса.
  9. Эмульгатор во многих отраслях пищевой промышленности.
  10. Эмболизирующий агент при лечении онкологических заболеваний без хирургического вмешательства.

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.

Химическая формула поливинилового спирта — (C2h5O)x, где x – отвечает за степень полимеризации. Это вещество представлено в виде белого или светло-кремового порошка.

Поливиниловый спирт не имеет специфического запах и вкуса. Его считают термопластичным полимером, поэтому он хорошо растворяется в различных жидкостях: глицерине, воде, мочевине, диметилформальдегиде. Закипает ПВС при температуре 228°C, но начинает плавиться уже при 200°C.

На поливиниловый спирт не действуют агрессивные вещества:

  • • масла,
  • • бензин,
  • • растворы щелочей,
  • • керосин и т.д.

Кроме того, это вещество не выделяет токсинов. В своем составе этот порошок всегда содержит около 5% воды. Такой компонент делает спирт более пластичным. Также для повышения пластифицирующих свойств в состав поливинилового спирта добавляют:

  • • глицерин,
  • • бутиленгликоль,
  • • фосфорную кислоту.

В промышленных масштабах этот порошок получают в результате полимераналогичных реакций. В них берут участие как простые, так и сложные соединения поливиниловых эфиров. На практике этот процесс происходит за счет омыления поливинилацетата в спиртовой среде. Также ПВА может вступать в реакции с основаниями и кислотами, которые находятся в воде.

Существует несколько марок поливинилового спирта, они разделяются на: полностью гидролизованные и частично гидролизованные. Одной из самых востребованных марок в текстильной промышленности считается 16 марка. Поливиниловый спирт 16 имеет белый цвет, производиться в виде гранул. Его используют во время обработки тканей и кожи.

Свойства поливинилхлорида достаточно разнообразные, так как на него сильно может влиять влажность воздуха. При повышенной влажности он начинает терять плотность. При нормальных климатических показателях это вещество имеет высокую эластичность и прочность. Этот спирт способен придавать сырью склеивающие свойства.

ПВС обладает также пленкообразующими свойствами, но при этом, он не способен к растворению в кислотах, щелочах и растворителях. Если на сухой порошок ПВС попадет вода, то этот материал полностью в ней раствориться.

Клей на основе поливинилового спирта отличается высокой плотность и вязкостью. Его применяют в процессе производства тары, пошива одежды. Он устойчив к бензину, маслам и кислотам.

Этот порошок участвует в процессе изготовления других полимерных соединений. С его помощью получают:

  • • поливиниловый нитрат,
  • • поливиниловый ацеталь,
  • • поливинилацетатные дисперсии.

В странах Азии ПВС участвует в производстве текстильных волокон и тканей. Если рассматривать этот материал с точки зрения универсальности, то он применяется практически во всех сферах человеческой деятельности.

В сфере аграрного хозяйства его добавляют в составы к синтетическим удобрениям, они качественно улучшают состав почвы.

В металлургической сфере ПВС применяют для закалки стального металла.

Поливиниловый спирт является незаменимым компонентом в процессе производства строительных материалов. Он помогает защищать покрытие многих материалов.

Этот материал можно найти в составах парфюмерной и косметической продукции.

Раствор поливинилового спирта в составе клея, помогает склеивать различные ткани, кожу, бумагу и прочие материалы. С его помощью приклеивают бирки и этикетки.

В западных странах это вещество нашло свое применение даже в сфере живописи. С его помощью производят консервацию образотворческих старинных экспонатов.

Производство поливинилового спирта помогает медикам производить переливание крови, делать фиксацию при сборе образцов.

Низкомолекулярный ПВС применяют в процессе производства продуктов питания. Его вводят в составы продуктов в качестве глазирующего агента. Им обрабатывают рыбу, морепродукты, колбасные изделия.

Также стоит отметить, что данный порошок вводят в составы:

  • • глазных капель,
  • • смывок для контактных линз,
  • • строительной арматуры,
  • • упаковочных водорастворимых материалов,
  • • шампуней, гелей и бальзамов.

Некоторые интернет-ресурсы утверждают, что раньше поливиниловый спирт можно было найти в любой аптеке. На данный момент этот полимер запрещено использовать в пищевой отрасли на территории Российской Федерации. В мире могут маркировать в качестве пищевой добавки Е1203.

Главными мировыми производителями поливинилового спирта считаются страны:

  • • Китай,
  • • Корея,
  • • США.
  • • Япония,
  • • Испания.

В Российской Федерации этот материал производят компании:

  • • ООО ОдиХим,
  • • ООО ВитаХим,
  • • ООО Экономкемикал,
  • • ООО Статус.

Средняя цена на поливиниловый спирт составляет 2,5-3,5$. Фасовка ПВС производиться в мешки, массой от 20 кг. Хранить данный материал необходимо в сухих и хорошо вентилируемых помещениях. Температура воздуха должна быть комнатной.

На складах с ПВС категорически запрещена повышенная влажность воздуха. Складировать поливиниловый спирт можно штабельным способом. Если будут выдержаны все требования по хранению этого материала, то он может сохранять свои свойства неограниченно долго.

Нефтяной ксилол является однокомпонентым растворителем, который как нельзя лучше подходит для разбавления густых лаков и красок и для обезжиривания различных поверхностей. Химическая структура этого вещества ……

Впервые дихлорметан был получен путем выдержки смеси из хлора и метила. Современные компании используют иной способ получения вещества — путем хлорирования метана ……

Фенопласт — один из представителей прочных полимерных материалов, востребованных в машино-, судостроении, быту и пр. Материал получают в результате модификации фенолформальдегидных ……

Натриевая соль муравьиной кислоты обладает отличными пластифицирующими свойствами, а потому широко используется в строительной сфере в качестве добавки в бетонные и железобетонные конструкции……

Довольно часто изопропанол выступает в виде заменителя этилового спирта, активно используясь в товарах автохимии, препаратах медицинского назначения и как промышленный растворитель. В медицине вещество ……

Поливиниловый спирт — Синтез и получение


28 февраля 2011

1. Поливиниловый спирт

2. История3. Синтез и получение

4. Альтернативные способы получения ПВС

5. Структура и свойства
6. Применение

В настоящее время промышленный синтез ПВС осуществляют путем полимераналогичных превращений, в частности, с использованием в качестве исходных полимеров простых и сложных поливиниловых эфиров, таких как ПВА.

К основным способам получения ПВС можно отнести различные варианты омыления ПВА в среде спиртов или в воде в присутствии оснований и кислот.

В зависимости от используемой среды и типа катализатора, процессы омыления ПВА можно представить следующей общей схемой:

Общие способы получения поливинилового спирта

Приведенные схемы реакций можно разбить на три группы: алкоголиз, щелочной или кислотный гидролиз и аминолиз. Синтез ПВС через реакцию полиальдольной конденсации из ацетальдегида до настоящего времени оканчивался получением низкомолекулярного полимера. Из всего массива литературных данных, посвященных разработке методов синтеза ПВС, можно выделить пять основных направлений:

  1. Алкоголиз сложных виниловых эфиров в среде осушенных низших алифатических спиртов, в частности метанола, в присутствии гидроксидов щелочных металлов. Процесс щелочного алкоголиза, сопровождается гелеобразованием.
  2. Алкоголиз в присутствии кислот. Количество заявленных работ для этого способа намного меньше, чем для щелочного омыления. Процесс кислотного алкоголиза, так же как и в случае омыления ПВА по механизму реакции щелочного алкоголиза, сопровождается гелеобразованием.
  3. Щелочной алкоголиза и гидролиза в смеси низших алифатических спиртов с другими растворителями. При использовании смесей, компонентом которых является вода, практически во всех случаях ее концентрация не превышает 10 % и омыление сопровождается образованием геля.
  4. Получения ПВС по механизму реакции гидролиза в присутствии кислотных или щелочных агентов, где в качестве реакционной среды выступает вода.
  5. Разработка специального аппаратурного оформления, позволяющего решить технологические проблемы, связанные с гелеобразованием в процессе омыления ПВА.

Основным и главным недостатком используемых технологий является образование жесткого геля в полном объеме реакционного аппарата при достижении конверсии порядка 50 % и неполная степень гидролиза ПВА.

Технологическое решение данной проблемы заключается в разбавлении реакционной системы или использованию поточной схемы получения ПВС, увеличению времени синтеза, нагрев.

Однако это приводит повышенному потреблению растворителя и, соответственно, необходимости его регенерации после синтеза, а нагрев в присутствии омыляющего агента к деструкции полимера.

Другим способом является использование мешалок специальной конструкции для измельчения геля, однако это использование специальных реакторов или мешалок удорожает конечную себестоимость ПВС. Кроме того, вышеуказанные методы используются для получения широкого спектра сополимеров поливинилацетат-поливиниловый спирт.

Щелочной алкоголиз сложных виниловых эфиров

Наиболее распространенным является алкоголиз сложных виниловых эфиров в среде осушенных низших алифатических спиртов, в частности метанола, в присутствии гидроксидов щелочных металлов.

В качестве щелочных агентов наибольшее распространение получили гидроксид, метилат, этилат и пропилат натрия и калия.

Считается, что обязательным условием проведения алкоголиза является тщательная осушка спирта.

Механизм щелочного алкоголиза поливинилацетата

Процессы алкоголиза можно разделить по признаку гомогенности или гетерогенности исходной системы. Процесс щелочного алкоголиза, сопровождается гелеобразованием.

Известен способ омыления водных дисперсий ПВА водными растворами щелочей, которые можно провести в одну стадию.

Щелочной гидролиз дисперсии ПВА с молекулярной массой 1×10 — 2×10 в этом случае проводят при температуре 0 — 20°С в течение 2 — 5 часов.

Щелочной алкоголиз в неспиртовых средах

В связи с тем, что гелеобразование затрудняет проведение процесса омыления ПВА, предпринимались попытки решить эту проблему путем изменения условий процесса. Так, в целях уменьшения плотности гелеобразной массы, в реакционную среду вводят: «…органическое соединение, которое имеет меньшее, в сравнении с метанолом, термодинамическое сродство к ПВС».

В качестве осадителей сополимеров ВС и ВА предложены эфиры многоатомных спиртов и жирных кислот, метилацетат, алифатические углеводороды. Введение в реакционную среду до 40 % метилацетата дает возможность снизить степень омыления ПВА в момент фазового перехода с 60 % до 35 %.

Снижение вязкости реакционной массы в момент гелеобразования может быть достигнуто также введением ПАВ, например: ОП-7, ОП-10 или проксанолов.

В литературе имеются сведения о том, что в качестве реакционной среды могут быть использованы не только спирты, но также смеси с диоксаном и тетрагидрофураном, которые являются хорошими растворителями для сложных поливиниловых эфиров.

В работе описан процесс омыления, который позволяет получать высокомолекулярный ПВС с низким содержанием остаточных ацетатных групп при использовании в качестве среды ТГФ. Данное изобретение было применено для омыления поливинилпивалата, с целью получения синдиотактического ПВС. При этом в примерах не приводится указаний о возможном омылении ПВА. Имеются указания на использование в качестве реакционной среды диоксана.

Омыление по механизму аминолиза

Необходимо отметить работы российских исследователей, в частности, С. Н. Ушакова с сотрудниками, которые посвящены разработке новых способов получения ПВС.

Предложен способ омыления ПВА в среде моноэтаноламина, этанола или смеси этанол-моноэтаноламин под действием моноэтаноламина, применяемого в качестве омыляющего агента. Полученный данным способом ПВС содержит менее 1 % остаточных ацетатных групп и получается в виде тонкодисперсного порошка.

Аналогично, в заявке предлагается проводить гетерогенное омыление бисерного ПВА в метаноле под действием смеси моно-, ди-,триэтаноламинов или аммиака с образованием дисперсии ПВС.

Кислотный алкоголиз сложных виниловых эфиров

ПВА и другие сложные поливиниловые эфиры могут быть омылены по механизму алкоголиза в присутствии кислот.

Механизм кислотного алкоголиза поливинилацетата

Наибольшее применение получили кислоты: серная, соляная и хлорная.

Однако, при использовании серной кислоты в качестве катализатора, часть гидроксильных групп ПВС этерифицируется серной кислотой с образованием сернокислого эфира, который является причиной термической нестабильности ПВС.

Применение соляной кислоты обычно приводит к получению окрашенного ПВС. Хлорная кислота в условиях омыления не образует эфиры с ПВС, но ее применение затруднено в связи с нестабильностью и склонностью к разложению со взрывом.

Кислотное омыление ПВА осуществляется в спиртовом растворе. Применяется как 96%-й этиловый спирт, так и безводный этиловый или метиловый спирт, при этом необходимо отметить, что метанолу отдают предпочтение. «Кислотное» омыление ПВА может быть выполнено и в водной среде без добавки органического растворителя .

Разработка специального аппаратурного оформления процессов омыления

Как отмечалось выше, гелеобразование в процессе синтеза ПВС создает серьезные технологические проблемы, связанные с перемешиванием и выделением полимера. Для решения этой проблемы предложено проводить процесс омыления в реакторах, снабженных мешалками особой конструкции или в экструдерах при 20-250С.

Омыление в таких реакторах проводится по одной схеме: алкоголиз бисерного ПВА в спиртовом растворе омыляющего агента. Заявленные патенты отличаются модификацией аппаратуры и тем, что при омылении варьируется число оборотов мешалки/шнека, геометрия реактора и мешалки/шнека.

Во всех случаях авторы констатируют, что ПВС, полученный по такой технологии, представляет собой белый порошок с низким содержанием остаточных ацетатных групп. Однако следует заметить, что гелеобразование при омылении не может исключить ни одно перемешивающее устройство.

Большинство способов получения ПВС являются периодическими, однако существует достаточное число патентов посвященных непрерывной технологии омыления ПВА. Одна из подобных технологий была разработана в НПО «Пластполимер».

Технология получения ПВС в системе метанол-бензин

Для решения технологических трудностей, связанных с гелеобразованием на промежуточных стадиях омыления ПВА, предложен подход, связанный с введением в реакционную систему в качестве осадителя бензина. При добавлении бензина к метанольному раствору ПВА, содержащему обычно до 1%-масс. воды, образуется гетерогенная система.

В зависимости от количества бензина, добавляемого в омыляющую ванну, реакция щелочного алкоголиза ПВА может начинаться в гомогенной или гетерогенной системе. При введении более 30 % бензина от массы всей жидкой фазы в метанольный раствор ПВА образуется неустойчивая эмульсия.

При увеличении содержания бензина в омыляющей ванне сокращается длительность реакции до начала гелеобразования и снижается степень омыления выделяющегося полимера. Увеличение содержания бензина до 45%-масс. приводит к образованию крупнозернистого порошка.

При введении бензина в омыляющую ванну скорость реакции щелочного алкоголиза ПВА увеличивается, особенно после разделения раствора на две несмешивающиеся фазы. По мнению авторов ускорение реакции может быть вызвано уменьшением степени сольватации ацетатных групп ПВА метанолом вприсутствии бензина.

Предлагаемый авторами способ омыления ПВА дает преимущество в технологии получения полимера, содержащего более 25 % ацетатных групп, а также низкомолекулярных сополимеров BC и BA. Оно заключается в том, что на стадии сушки происходит обогащение жидкой фазы бензином, и частицы сополимера оказываются в среде осадителя, что предотвращает слипание частиц и приводит к образованию сыпучих порошков.

Поливиниловым спиртом (ПВС) называют искусственный твёрдый белый (реже – светло-жёлтый или кремовый) полимер, имеющий вид порошка, хлопьев или крупинок. Кристаллическая составляющая вещества может доходить до 68%.

Химическая формула поливинилового спирта выглядит следующим образом: n, где n – степень полимеризации.

Величина n может достигать 5000, то есть, молекула поливинилового спирта может иметь в своём составе до 5000 одинаковых звеньев.

Впервые этот термостойкий искусственный полимер был получен немецкими химиками В. Германом и В. Гонелем посредством реакции омыления поливинилового эфира гидроксидом калия (KOH).

Если большинство известных полимерных веществ получается путём полимеризации мономеров, то процесс получения поливинилового спирта имеет принципиальное отличие: для получения данного вещества необходима реакция полного или частичного гидролиза поливинилацетата, в результате которой удаляется этилацетатная группа.

Современный промышленный синтез ПВС происходит путём различных вариантов реакции омыления поливинилацетата в водной или спиртовой среде, в присутствии кислот или щелочей, играющих роль катализаторов.

В 2002 году произошло знаменательное событие, которое позволило ускорить и удешевить синтез поливинилового спирта. Коллектив учёных под руководством А. А. Кузнецова открыл и разработал безгелевый способ получения ПВС.

Чистый поливиниловый спирт не имеет запаха и вкуса, не является токсичным. Единственным его растворителем служит вода. Поливиниловый спирт не растворяется ни в одном из органических растворителей. Особенно стоек к действию любых масел, бензина, керосина и других углеводородов, а также – разбавленных щелочей и кислот.

ПВС гигроскопичен, и всегда содержит примерно 5% воды, которая в некоторой степени пластифицирует вещество. Но вода легко и быстро испаряется. Поэтому в качестве пластификаторов для этого полимера применяются этиленгликоль, бутиленгликоль, фосфорная кислота, глицерин. Лучшим пластификатором для ПВС является именно глицерин.

Благодаря своим свойствам, поливиниловый спирт широко применяется в пищевой и фармацевтической промышленности, в медицине, в различных отраслях народного хозяйства.

Поскольку описываемое вещество является физиологически нейтральным, то вполне объяснимо широкое применение поливинилового спирта в пищевой и медицинской промышленности. ПВС применяется в качестве плёнкообразователя, влагоудерживающей и глазирующей пищевой добавки, которой присвоено международное обозначение Е1203.

Благодаря применению ПВС, в продуктах, подвергающихся разным способам обработки, удаётся сохранить необходимое количество влаги. Также поливиниловый спирт входит в состав глазури, которой покрывается свежезамороженная рыба и морепродукты.

Е1203 включается в состав большинства видов оболочек, которыми покрывают готовые к употреблению продукты и полуфабрикаты. К примеру, колбасы и сосиски.

Е1203 официально разрешена к применению в Украине и странах ЕЭС. В России эта пищевая добавка официально не запрещена, однако нет и официального разрешения для применения поливинилового спирта при изготовлении продуктов питания.

Свойства поливинилового спирта позволяют широко использовать его в качестве материала для производства медицинского оборудования, инструментов и аппаратов. В фармацевтической промышленности ПВС применяется при изготовлении оболочек и наполнителей для различных таблеток.

Кроме того, поливиниловый спирт иногда используют при переливании крови как плазмозаменитель. Нередки случаи, когда при лечении онкологических заболеваний ПВС применяется как эмболизирующий агент (в тех случаях, когда операция противопоказана или в ней нет необходимости).

Используется этот термостойкий полимер и для производства особых волокон, которыми выполняют внутренние хирургические швы, рассасывающиеся в течение определённого времени. Также ПВС в качестве лубриканта включается в состав жидкостей для контактных линз и глазных капель.

Часто это вещество применяют при изготовлении детских и женских средств гигиены, кремов.

Широко распространено использование ПВС для производства полимерных плёнок и волокон. Пластифицированный поливиниловый спирт применяется для изготовления стойких к агрессивным жидкостям шлангов.

Некоторые технологии окрашивания тканей также требуют применения ПВС.

crimea-avrora.ru

Поливиниловый спирт

Поливиниловый спирт (ПВС)

представляет собой белый (реже - светло-желтый или кремовый) порошок без запаха и вкуса. Является искусственным твердым термопластичным полимером. Хорошо растворяется в воде, растворяется в алифатических гликолях, глицерине, водных растворах мочевины, диметилформамиде, диметилсульфаксиде. Устойчив к действию большинства универсальных органических растворителей, масел, бензина, керосина и других углеводородов, разбавленных кислот и растворов щелочей. Нетоксичен.
Поливиниловый спирт гигроскопичен, и всегда содержит примерно 5% воды, которая в некоторой степени пластифицирует вещество. Но вода легко и быстро испаряется. Поэтому в качестве пластификаторов для этого полимера применяются этиленгликоль, бутиленгликоль, фосфорная кислота и глицерин.
Плотность - 1,3 г/см³. Температура плавления 225° C, температура разложения 230° C.

Химическая формула: (C2H4O)x, где x - степень полимеризации.

В настоящее время промышленный синтез поливинилового спирта осуществляют путем полимераналогичных превращений, в частности, с использованием в качестве исходных полимеров простых и сложных поливиниловых эфиров, таких как поливинилацетат (ПВА). К основным способам его получения можно отнести различные варианты омыления ПВА в среде спиртов или в воде в присутствии оснований и кислот.

Применение поливинилового спирта.
Поливиниловый спирт является превосходным эмульгирующим, адгезионным и пленкообразующим полимером. Он обладает высокой прочностью на разрыв и гибкостью. Эти свойства зависят от влажности воздуха, так как полимер адсорбирует влагу. Вода действует на полимер как пластификатор. При большой влажности у ПВС уменьшается прочность на разрыв, но увеличивается эластичность.

Поливиниловый спирт (ПВС) широко применяется во многих отраслях промышленности:
В химической промышленности его применяют для получения поливинилспиртовых волокон и полимерных пленок, также он используется в качестве стабилизатора при водной полимеризации винилацетата, является важным компонентом (адгезионным агентом и загустителем) при производстве клеев и латексов. Он выступает в качестве сырья для изготовления иных полимеров: поливинилового ацеталя и поливинилового нитрата.
В агропромышленном комплексе он применяется в качестве синтетического удобрения, улучшающего плодородные свойства почвы.
В металлургии - для закаливания стали.
В парфюмерно-косметической отрасли - как компонент для продуктов по уходу за детьми и для женщин.
В строительстве ПВС используется как средство для защитного покрытия строительных материалов и как как волокно для арматуры в бетонах.
В бумажной, текстильной промышленности и кожгалантерее поливиниловый спирт применяется для склеивания лоскутов ткани, кожи, бумаги и картона, наклеивания товарных бирок и этикеток и пр.
В приборостроительной отрасли - для производства циклографических клише и различных печатных плат.
В микробиологии - для иммобилизации энзимов и клеток.
На Западе ПВС получил распространение в консервации монументальной живописи с 1950-х годов. У нас ПВС используется в основном для профилактических заклеек и как компонент реставрационных грунтов.

В медицине поливиниловый спирт применяется в качестве плазмозаменителя при переливании крови, как агент эмболизации в медицинских мероприятиях, как фиксатор для сбора образцов и др.). Тщательно очищенный от примесей низкомолекулярный поливиниловый спирт используют для изготовления препарата "иодинол".

Специальные марки низкомолекулярного поливинилового спирта используют в пищевой промышленности (пищевая добавка Е1203) как глазирующий агент и компонент, обеспечивающий связывание воды. Спирт можно встретить в составе соединения для глазирования морепродуктов и рыбы, пленок и покрытий для поверхностной обработки сыров и колбас.

Крупные производители поливинилового спирта выпускают его в виде нескольких маркированных средств, отличающихся составом и некоторыми физико-химическими характеристиками.

Физико-химические характеристики поливинилового спирта:
Тип Марка Вязкость*, mPa•s Степень гидролиза (степень омыления), % Макс. содержание летучих веществ, % pH Макс. зольность, %
Полностью гидролизованные V, 28-99
56-98
25-31
52-60
Min 99,0
95-100
5
0-0,5
5-7
4,5-7
0,3
0-0,09
Полностью гидролизованные 17-99 22-31 Min 99,0 5 5-7 0,7
Частично гидролизованные JP-24, 47-88
5-88
40-50
5-6
87,0-89,0
86,7-88,7
5
0-5
5-7
4,5-7
0,5
0-0,5
* - 4%-го водного раствора при 20° С.

Требования безопасности.
Неопасное вещество в соответствии с Законом о химических веществах или Инструкции по опасным веществам, или рекомендации ЕС 67/548/ЕС, а также 1999/45/ЕС.

Упаковка, транспортировка и хранение.
Поливиниловый спирт упаковывается в бумажные мешки массой по 20 кг.
Поливиниловый спирт в оригинальной упаковке может храниться в закрытых сухих помещениях при комнатной температуре практически неограниченно долго.

ООО “Компани “Плазма”® осуществляет поставки химической продукции со склада в Харькове в сроки и по доступным ценам, на выгодных для Вас условиях.

www.plasma.com.ua

Поливиниловый спирт — универсальный термопласт

Поливиниловый спирт — органическое вещество, термопласт, водорастворимое полимерное соединение с формулой (C2h5O)x, где х означает степень полимеризации молекулы. В отличие от большинства полимеров, поливиниловый спирт получают не полимеризацией соответствующего мономера, а косвенным путем, большей частью из поливинилацетата (ПВА). 

Свойства

Поливиниловый спирт выпускается в виде гранул или хлопьев белого, светло-желтого, кремового или слегка розоватого цвета. Он гигроскопичен, растворяется в воде, мочевине, глицерине. Прочность зависит от окружающей влажности. Впитывая влагу, полимер становится эластичнее, но менее прочным. Вещество горит, разлагается при нагревании до 170-200 °С на воду, углекислый и угарный газ, уксусную кислоту. При этом цвет полимера становится из белого темно-коричневым. Не токсичен, не пахнет. Степень полимеризации колеблется от 500 до 5000. Уровень кристалличности зависит от способа производства и может составлять от 30 до 70%.

Реактив устойчив к органическим растворителям, инертен по отношению к маслам, жирам, нефтепродуктам, керосину и бензину, неконцентрированным кислотам, щелочам, окислителям. Не поддается разрушению под воздействием света и микроорганизмов.

С химической точки зрения, поливиниловый спирт — многоатомный спирт. Вступает в реакции этерификации (образование сложного эфира при реакции спирта и кислоты) и ацеталирования (реакция с альдегидом). С йодом образует комплексные соединения синего цвета (качественная реакция на поливиниловый спирт).

Хранят поливиниловый спирт в двухслойных, бумажно-полиэтиленовых мешках. Его можно перевозить любым транспортом, кроме воздушного. При транспортировке и хранении следует обратить внимание на защиту от атмосферных осадков и воздействия источников тепла, в том числе солнечного света. Хранят поливиниловый спирт в сухих, хорошо проветриваемых помещениях.

Вещество в нормальных условиях безопасно, низкомолекулярные сорта даже применяются в пищевых и медицинских продуктах. Но оно горит и при горении может выделять ядовитый формальдегид и пары уксусной кислоты.

Применение

— Загуститель и клеящий агент в клеях ПВА. Применяется для склеивания бумаги, кожи, тканей и других материалов.
— Загуститель для шампуней, кремов, бальзамов, латекса.
— В химпроме — сырье для получения других полимеров; для получения эмульсий и дисперсий.
— Для производства синтетических волокон и аппретирования тканей.
— Для изготовления водорастворимых капсул (для стиральных порошков) и упаковочных пленок (в пищепроме).
— В медицине — фиксирующий агент при взятии анализов; компонент глазных капель и жидкости для контактных линз, лекарственного препарата «йодинол»; для эмболизации (локализации и блокировки) онкологических опухолей терапевтическими методами. Используется в системах переливания крови.
— В пищевой индустрии — эмульгатор, глазирователь, влагоудерживающий агент, пленкообразующий компонент, пищевая добавка Е1203. Его используют при производстве глазури, которой покрывают морепродукты и колбасы.
— В качестве армирующих волокон при изготовления бетонного раствора.
— В сельском хозяйстве — влагоудерживающий агент, улучшающий качество почв.
— В металлургии; производстве стройматериалов; в парфюмерии и косметической индустрии; для консервации старинных предметов искусства; в микробиологии; в производстве емкостей из ПЭТФ (полиэтилентерефталат) для жидких продуктов питания.

pcgroup.ru

Поливиниловый спирт - это... Что такое Поливиниловый спирт?

Структурная формула поливинилового спирта

Поливиниловый спирт (ПВС, международное PVOH, PVA или PVAL) — искусственный, водорастворимый, термопластичный полимер. Синтез ПВС осуществляется реакцией щелочного/-кислотного гидролиза или алкоголиза сложных поливиниловых эфиров. Основным сырьем для получения ПВС служит поливинилацетат (ПВА). В отличие от большинства полимеров на основе виниловых мономеров, ПВС не может быть получен непосредственно из соответствующего мономера -винилового спирта (ВС). Некоторые реакции, от которых можно было бы ожидать получения мономерного ВС, например присоединение воды к ацетилену, гидролиз монохлорэтилена, реакция этиленмонохлоргидрина с NaOH, приводят к образованию не винилового спирта, а ацетальдегида. Ацетальдегид и ВС представляют собой кето- и енольную таутомерные формы одного и того же соединения, из которых кето-форма (ацетальдегид) является намного более устойчивой, поэтому синтез ПВС из мономера — невозможен:

Кето-енольная таутомерия винилового спирта

История

Поливиниловый спирт впервые был получен в 1924 году химиками Германом (Willi Herrmann) и Гонелем (Wolfram Haehnel) реакцией омыления при омылении раствора поливинилового эфира стехиометрическим количеством гидроксида калия KOH. Исследования в области получения ПВС в начале прошлого века проводили ученые Гонель, Германн (Hermmann)и Херберт Берг (Berg). Классический способ омыления проводился в среде в абсолютизированного (осушенного) этилового спирта при соотношении 0,8 моль омыляющего агента на 1,0 моль ПВА, при этом происходило практически полное омыление ПВА. Было найдено, что поливиниловый спирт может быть получен реакцией переэтерификации поливинилацетата(ПВА) в присутствии каталитических количеств щелочи. Данная реакция является классическим примером — полимераналогичного превращения. За 80 лет исследований накоплен достаточно большой экспериментальный материал по проблеме получения ПВС. Детальный обзор литературы посвященной ПВС представлен в монографиях С.Н Ушакова (1960 г.) [1], А. Финча (1973, 1992 гг.) [2, 4], М.Э Розенберга (1983 г.) [3] и Т. Сакурады (1985 г.) [17].

Синтез и получение

В настоящее время промышленный синтез ПВС осуществляют путем полимераналогичных превращений, в частности, с использованием в качестве исходных полимеров простых и сложных поливиниловых эфиров, таких как ПВА. К основным способам получения ПВС можно отнести различные варианты омыления ПВА в среде спиртов или в воде в присутствии оснований и кислот. В зависимости от используемой среды и типа катализатора, процессы омыления ПВА можно представить следующей общей схемой:

Общие способы получения поливинилового спирта

Приведенные схемы реакций можно разбить на три группы: алкоголиз (1), щелочной или кислотный гидролиз (2,3) и аминолиз (4,5). Синтез ПВС через реакцию полиальдольной конденсации из ацетальдегида до настоящего времени оканчивался получением низкомолекулярного полимера. Из всего массива литературных данных, посвященных разработке методов синтеза ПВС, можно выделить пять основных направлений:

  1. Алкоголиз сложных поливиниловых эфиров в среде осушенных низших алифатических спиртов (C1-C3), в частности метанола, в присутствии гидроксидов щелочных металлов. Процесс щелочного алкоголиза сопровождается гелеобразованием.
  2. Алкоголиз в присутствии кислот. Количество заявленных работ для этого способа намного меньше, чем для щелочного омыления. Процесс кислотного алкоголиза, так же как и в случае омыления ПВА по механизму реакции щелочного алкоголиза, сопровождается гелеобразованием.
  3. Щелочной алкоголиз и гидролиз в смеси низших алифатических спиртов с другими растворителями (диоксан, вода, ацетон, бензин или сложные эфиры). При использовании смесей, компонентом которых является вода, практически во всех случаях ее концентрация не превышает 10 % и омыление сопровождается образованием геля.
  4. Получения ПВС по механизму реакции гидролиза в присутствии кислотных или щелочных агентов, где в качестве реакционной среды выступает вода.
  5. Разработка специального аппаратурного оформления, позволяющего решить технологические проблемы, связанные с гелеобразованием в процессе омыления ПВА.

Основным и главным недостатком используемых технологий является образование жесткого геля в полном объеме реакционного аппарата при достижении конверсии порядка 50 % и неполная степень гидролиза ПВА. Технологическое решение данной проблемы заключается в разбавлении реакционной системы или использованию поточной схемы получения ПВС, увеличению времени синтеза, нагрев. Однако это приводит повышенному потреблению растворителя и, соответственно, необходимости его регенерации после синтеза, а нагрев в присутствии омыляющего агента к деструкции полимера. Другим способом является использование мешалок специальной конструкции (снабженных лезвиями) для измельчения геля, однако это использование специальных реакторов или мешалок удорожает конечную себестоимость ПВС. Кроме того, вышеуказанные методы используются для получения широкого спектра сополимеров поливинилацетат-поливиниловый спирт.

Щелочной алкоголиз сложных виниловых эфиров

Наиболее распространенным является алкоголиз сложных виниловых эфиров в среде осушенных низших алифатических спиртов (C1-C3), в частности метанола, в присутствии гидроксидов щелочных металлов. В качестве щелочных агентов наибольшее распространение получили гидроксид, метилат, этилат и пропилат натрия и калия. Считается, что обязательным условием проведения алкоголиза является тщательная осушка спирта [1,2,3].

Механизм щелочного алкоголиза поливинилацетата

Процессы алкоголиза можно разделить по признаку гомогенности (добавление щелочи к гомогенному раствору ПВА) или гетерогенности (добавление щелочи к дисперсии ПВА) исходной системы. Процесс щелочного алкоголиза, сопровождается гелеобразованием. Известен способ омыления водных дисперсий ПВА водными растворами щелочей, которые можно провести в одну стадию. Щелочной гидролиз дисперсии ПВА с молекулярной массой 1·106 — 2·106 в этом случае проводят при температуре 0 — 20°С в течение 2 — 5 часов.

Щелочной алкоголиз в неспиртовых средах

В связи с тем, что гелеобразование затрудняет проведение процесса омыления ПВА, предпринимались попытки решить эту проблему путем изменения условий процесса. Так, в целях уменьшения плотности гелеобразной массы, в реакционную среду вводят: «…органическое соединение, которое имеет меньшее, в сравнении с метанолом, термодинамическое сродство к ПВС» [1]. В качестве осадителей сополимеров ВС и ВА предложены эфиры многоатомных спиртов и жирных кислот [5], метилацетат (MeAc) [6], алифатические углеводороды [7]. Введение в реакционную среду до 40 % метилацетата дает возможность снизить степень омыления ПВА в момент фазового перехода с 60 % до 35 % [3, стр.85]. Снижение вязкости реакционной массы в момент гелеобразования может быть достигнуто также введением ПАВ [8], например: ОП-7, ОП-10 или проксанолов. В литературе имеются сведения о том, что в качестве реакционной среды могут быть использованы не только спирты, но также смеси с диоксаном и тетрагидрофураном (ТГФ), которые являются хорошими растворителями для сложных поливиниловых эфиров. В работе [9] описан процесс омыления, который позволяет получать высокомолекулярный ПВС с низким содержанием остаточных ацетатных групп при использовании в качестве среды ТГФ. Данное изобретение было применено для омыления поливинилпивалата, с целью получения синдиотактического ПВС. При этом в примерах не приводится указаний о возможном омылении ПВА. Имеются указания [1, стр 215] на использование в качестве реакционной среды диоксана.

Омыление по механизму аминолиза

Необходимо отметить работы российских исследователей, в частности, С. Н. Ушакова с сотрудниками, которые посвящены разработке новых способов получения ПВС. Предложен способ омыления ПВА в среде моноэтаноламина, этанола или смеси этанол-моноэтаноламин [10] под действием моноэтаноламина, применяемого в качестве омыляющего агента. Полученный данным способом ПВС содержит менее 1 % остаточных ацетатных групп и получается в виде тонкодисперсного порошка. Аналогично, в заявке [11] предлагается проводить гетерогенное омыление бисерного ПВА в метаноле под действием смеси моно-, ди-,триэтаноламинов или аммиака с образованием дисперсии ПВС.

Кислотный алкоголиз сложных виниловых эфиров

ПВА и другие сложные поливиниловые эфиры могут быть омылены по механизму алкоголиза в присутствии кислот [12].

Механизм кислотного алкоголиза поливинилацетата

Наибольшее применение получили кислоты: серная, соляная и хлорная. Однако, при использовании серной кислоты в качестве катализатора, часть гидроксильных групп ПВС этерифицируется серной кислотой с образованием сернокислого эфира, который является причиной термической нестабильности ПВС. Применение соляной кислоты обычно приводит к получению окрашенного ПВС. Хлорная кислота в условиях омыления не образует эфиры с ПВС, но ее применение затруднено в связи с нестабильностью и склонностью к разложению со взрывом [1]. Кислотное омыление ПВА осуществляется в спиртовом растворе (метилового или этилового спирта). Применяется как 96%-й этиловый спирт, так и безводный этиловый или метиловый спирт, при этом необходимо отметить, что метанолу отдают предпочтение. «Кислотное» омыление ПВА может быть выполнено и в водной среде без добавки органического растворителя [13,14] .

Разработка специального аппаратурного оформления процессов омыления

Как отмечалось выше, гелеобразование в процессе синтеза ПВС создает серьёзные технологические проблемы, связанные с перемешиванием и выделением полимера. Для решения этой проблемы предложено проводить процесс омыления в реакторах, снабженных мешалками особой конструкции [15,16] или в экструдерах [17] при 20-250С. Омыление в таких реакторах проводится по одной схеме: алкоголиз бисерного ПВА в спиртовом растворе омыляющего агента. Заявленные патенты отличаются модификацией аппаратуры и тем, что при омылении варьируется число оборотов мешалки/шнека, геометрия реактора и мешалки/шнека. Во всех случаях авторы констатируют, что ПВС, полученный по такой технологии, представляет собой белый порошок с низким содержанием остаточных ацетатных групп. Однако следует заметить, что гелеобразование при омылении не может исключить ни одно перемешивающее устройство. Большинство способов получения ПВС являются периодическими, однако существует достаточное число патентов посвященных непрерывной технологии омыления ПВА. Одна из подобных технологий была разработана в НПО «Пластполимер» (г. С.-Петербург) [3, стр.83].

Технология получения ПВС в системе метанол-бензин

Для решения технологических трудностей, связанных с гелеобразованием на промежуточных стадиях омыления ПВА, предложен подход, связанный с введением в реакционную систему в качестве осадителя бензина [3, стр. 84]. При добавлении бензина к метанольному раствору ПВА, содержащему обычно до 1%-масс. воды, образуется гетерогенная система. В зависимости от количества бензина, добавляемого в омыляющую ванну, реакция щелочного алкоголиза ПВА может начинаться в гомогенной или гетерогенной системе. При введении более 30 % бензина от массы всей жидкой фазы в метанольный раствор ПВА образуется неустойчивая эмульсия. При увеличении содержания бензина в омыляющей ванне сокращается длительность реакции до начала гелеобразования и снижается степень омыления выделяющегося полимера. Увеличение содержания бензина до 45%-масс. приводит к образованию крупнозернистого порошка. При введении бензина в омыляющую ванну скорость реакции щелочного алкоголиза ПВА увеличивается, особенно после разделения раствора на две несмешивающиеся фазы. По мнению авторов [3] ускорение реакции может быть вызвано уменьшением степени сольватации ацетатных групп ПВА метанолом вприсутствии бензина. Предлагаемый авторами способ омыления ПВА дает преимущество в технологии получения полимера (особенно на стадии сушки), содержащего более 25 % (мол.) ацетатных групп, а также низкомолекулярных сополимеров BC и BA. Оно заключается в том, что на стадии сушки происходит обогащение жидкой фазы бензином, и частицы сополимера оказываются в среде осадителя, что предотвращает слипание частиц и приводит к образованию сыпучих порошков.

Альтернативные способы получения ПВС

Перспективным и многообещающим способом получения ПВС может являться разработка получения ПВС из ВС. Однако настоящий уровень развития науки и техники не позволяет сдвинуть равновесие в сторону образования ВС в паре «ВС-Ацетальдегид». Поэтому слово «альтернативный» употребляется в контексте разработки способа, который уменьшает или исключает недостатки предыдущих методов синтеза. С 1924 года до 2002 года было придумано и воплощено много различных способов получения ПВС, однако главным неразрешимым, и основным, недостатком процесса являлось гелеобразование на стадии омыления. Именно этот недостаток приводит к необходимости разработки нового аппаратурного оформления или применения различных технологических новшеств. Решение проблемы гелеобразования обсуждалось выше.

Безгелевый способ получения поливинилового спирта

В 2002 года в научной группе Института Синтетических Полимерных Материалов им. Ениколопова (ИСПМ РАН, Москва) под руководством Бойко Виктора Викторовича был разработан [23] и запатентован [20-22] новый, высокоэффективный способ омыления ПВА. Особенностями данного способа являются:

  • Высокая производительность
  • Низкие энергозатраты
  • Малое время синтеза
  • Отсутствие гелеобразования
  • Возможность проведения процесса в высококонцентрированных системах
  • Получены впервые аморфизованные образцы ПВС со степенью кристалличности не более 5%
  • Способ пригоден для омылении высокомолекулярного ПВА без резкого снижения молекулярной массы полимера

В основе способа открытого Бойко В.В лежит анализ диаграмм фазового состояния для исходного, промежуточного и конечного продукта в системе «Спирт-Вода». На основании фазовых диаграмм (аналогичных диаграммам для омыления в системе «Бензин-Метанол») были подобраны условия для проведения синтеза не только в безгелевом режиме (получение товарного полимера в виде порошка), но также в полностью гомогенном режиме (получение готового прядильного раствора). Главным отличием данного процесса является проведение синтеза в области спинодального распада (классические методики основаны на проведении синтеза в области бинодального распада). При таком режиме, скорость роста образовавшихся частиц новой полимерной фазы превышает скорость образования новых частиц, что приводит, в свою очередь, к образованию в реакционном объеме не пространственной сетки с узлами в частицах (центры кристаллизации), а единичных частиц. Растворитель используемый в синтезе служит так же и пластификатором для образующегося ПВС. Степень кристалличности такого ПВС может искусственно варьироваться от 5 до 75% [23]. Данный способ безусловно является новым и революционным.

Структура и свойства

Химическая структура

В связи с тем, что исходный полимер (поливинилацетат) для получения поливиниловго спирта получают реакцией полимеризации по типу «голова к хвосту», то и полученный ПВС имеет подобное строение. Общее число мономерных звеньев присоединенных по типу «голова к голове» находится на уровне 1-2 % и полностью зависит от их содержания в исходом поливинилацетате. Звенья присоединенные по типу «голова к голове» оказывают большое значение на физические свойства полимера, а также на его растворимость в воде. Как правило, ПВС является слаборазветвленным полимером. Разветвленность обусловлена реакцией передачи цепи на стадии получения поливинилацетата. Центры разветвленности являются наиболее слабыми местами полимерной цепи и именно по ним происходит разрыв цепи при реакции омыления и, как следствие, уменьшение молекулярной массы полимера. Степень полимеризации ПВС составляет 500—2500 и не совпадает с степенью полимеризации исходного ПВА.

Степень гидролиза ПВС зависит от будущего его применения и лежит в области 70 — 100-моль%. В зависимости от условий и типа частичного омыления, остаточные ацетатные группы могут быть расположены по цепи полимера статистически или в виде блоков. Распределение остаточных ацетатных групп влияет на такие важные характеристики полимера как температура плавления, поверхностное натяжение водных растворов или защитных коллоидов и температура стеклования.

Поливиниловый спирт, полученный из поливинилацетата, является тактическим полимером. Кристалличность ПВС обусловлена наличием большого числа гидроксильных групп в полимере. На кристалличность полимера оказывают так же влияние предыстория получения полимера, разветвленность, степень гидролиза и тип распределения остаточных ацетатных групп. Чем выше степень гидролиза, тем выше кристалличность образца ПВС. При термической обработке полностью омыленного продукта его кристалличность повышается и приводит к снижению его растворимости в воде. Чем выше число остаточных ацетатных групп в ПВС, тем меньше образование кристаллических зон. Исключением для растворимости является ПВС полученный по методике Бойко В.В. Ввиду малой исходной кристалличности, полимер (не зависимо от молекулярной массы) превосходно растворяется в воде [23].

Физические свойства

Поливиниловый спирт является превосходным эмульгирующим, адгезионным и пленкообразующим полимером. Он обладает высокой прочностью на разрыв и гибкостью. Эти свойства зависят от влажности воздуха, так как полимер адсорбирует влагу. Вода действует на полимер как пластификатор. При большой влажности у ПВС уменьшается прочность на разрыв, но увеличивается эластичность. Температура плавления находится в области 230 °C (в среде азота), а температура стеклования 85 °C для полностью гидролизованной формы. На воздухе при 220 °C ПВС небратимо разлагается с выделением СO, CO2, уксусной кислоты и изменением цвета полимера с белого на темно-коричневый. Температура стеклования и температура плавления зависят от молекулярной массы полимера и его тактичности. Так, для синдиотактического ПВС температура плавления лежит в области 280 °C, а температура стеклования для сополимера ПВС-ПВА с содержанием звеньев ПВА 50-моль% находится ниже 20 °C. Аморфизованный ПВС полученный по методике Бойко В.В не имеет характерной эндотермической области отвечающей за плавление кристаллической фазы, однако его термическое разложение идентично ПВС полученному классическим способом [23].

Химические свойства

Поливиниловый спирт стабилен в отношении масел, жиров и органических растворителей.

Применение

  • Сгуститель и адгезионный материал в шампунях, клеях, латексах
  • Барьерный слой для СО2 в бутылках из ПЭТФ (полиэтилентерефталат)
  • Составная часть продуктов гигиены для женщин и по уходу за детьми
  • Продукт для создания защитного слоя шлихты в производстве искусственных волокон
  • В пищевой промышленности в качестве эмульгатора
  • Водорастворимые пленки в процессе изготовления упаковочных материалов
  • Иммобилизация клеток и энзимов в микробиологии
  • Производство поливинилбутиралей
  • В растворах для глазных капель и контактных линз в качестве лубриканта
  • При нехирургическом лечении онкологических заболеваний — в качестве эмболизирующего агента
  • В качестве поверхностно-активного веществаа для получения капсулированных наночастиц

Торговые марки поливинилового спирта Alcotex®, Elvanol®, Gelvatol®, Gohsenol®, Lemol®, Mowiol®, Rhodoviol® и Polyviol®.

Источники

  1. Ушаков С.Н «Поливиниловый спирт и его производные» М.-Л.; Изд-во АН СССР, 1960, т.1,2.
  2. «Polyvinyl alcohol, Properties and Application» // J. Wiley: London — NY — Sydney — Toronto, 1973.
  3. Розенберг М. Э. «Полимеры на основе поливинилацетата» — Л.; Химия ленинградское отделение, 1983.
  4. Finch C.A. «Polyvinyl Alcohol — Developments», Wiley, John and Sons, Incorporated, 1992.
  5. Авт. свид. СССР 267901
  6. Авт. свид. СССР 211091
  7. Авт. свид. СССР 711045
  8. Пат. США 6162864, 2000 Polyvinyl alcohol
  9. Авт.свид. СССР 141302
  10. Авт.свид. СССР 143552
  11. Пат. США 2513488, 1950 Methanolysis of polyvinyl esters
  12. Пат. Франции 951160, 1949
  13. Пат. США 2668810, 1951 Process for the saponification of polyvinyl esters
  14. Пат. Германии 3000750, 1986.
  15. Пат. Германии 19602901, 1997.
  16. Пат. США 3072624, 1959 Saponification process for preparation of polyvinyl alcohol
  17. Lee S., Sakurada I., “Die reactionskinetik der Fadenmoleküle in Lösung. I. Alkalische Verseifung des Polyvinylacetates”, Z.physic.Chem., 1939 vol. 184A, p. 268
  18. «Энциклопедия полимеров» — М.; Советская энциклопедия, 1972. т.1-3.
  19. Линдерман М. «Полимеризация виниловых мономеров» — М.; Химия, 1973.
  20. Авт.свидетельство России RU12265617
  21. Авт.свидетельство России RU22234518
  22. Авт.свидетельство России RU32205191
  23. Бойко Виктор Викторович. Синтез поливинилового спирта в водно-спиртовых средах : Дис. ... канд. хим. наук : 02.00.06 : Москва, 2004 112 c. РГБ ОД, 61:04-2/321

Ссылки

dic.academic.ru

6. ПОЛИВИНИЛОВЫЙ СПИРТ | АРТконсервация

Поливиниловый спирт, ПВС, - кристаллический полимер, получаемый посредством гидролиза ПВА (1). Молекулярная масса полимера 10000-1000000. В зависимости от молекулярной массы и соотношения гидроксильных и ацетатных групп (оставшихся после гидролиза поливинилацетата) различают различные марки ПВС. В СССР выпускалось более десятка марок полимера, различавшихся по растворимости в воде и вязкости (чем ниже степень гидролиза, тем ниже растворимость ПВС, чем выше молекулярная масса — тем выше вязкость раствора полимера) (2). При содержании ацетатных групп до 5% ПВС набухает в холодной воде и растворяется в нагретой до 90-100° С. При 10% ВА-звеньев ПВС растворяется в воде выше 65° С. При содержании 10-15% ВА-звеньев полимер растворяется в холодной воде, но осаждается из раствора при нагревании выше 40° С. Если содержание ацетатных групп выше 30%, то ПВС, который можно в этом случае назвать сополимером винилацетата и винилового спирта, в воде только набухает, а растворяется в водных растворах спиртов.

При добавлении желатина или другого коллагенового клея, крахмала, декстрина, КМЦ растворимость ПВС в воде растет.

ПВС растворяется в алифатических гликолях, глицерине, водных растворах мочевины, диметилформамиде, диметилсульфаксиде.

Температура стеклования = 65°-85° С, Т размягчения = 140° С.

В качестве пластификатора используют, в частности, глицерин, с которым ПВС совмещается в большом количестве. Пластифицирующим воздействием обладает также вода. Пленки полимера гидрофильны: активно поглощают влагу, содержащуюся в воздухе (3). ПВС, содержащий 10-35% пластификатора, поглощает при 60% влажности воздуха 7—8% воды. При этом уменьшается температура стеклования полимера (до 36° С).

Особенностью пленок ПВС является их очень низкая газопроницаемость (в сравнении с другими полимерами), в то же время они хорошо пропускают водяной пар (4).

Молекулы ПВС отличаются сильной полярностью, вследствие чего пленки полимера обладают хорошей адгезией к разным типам подложек.

К недостаткам ПВС следует отнести его низкую биостойкость (5) и атмосферостойкость: во влажной атмосфере пленки ПВС теряют прочностные качества, а в условиях низкой влажности становятся жесткими (6). Введенный в полимер пластификатор со временем неизбежно утрачивается.

На Западе ПВС получил распространение в консервации монументальной живописи с 1950-х годов. Одна из первых публикаций, в которой был описан способ применения ПВС, принадлежала бельгийскому реставратору Савко (7). В России ПВС используется в основном для профилактических заклеек и реставрационных грунтов; для консервации красочного слоя настенных росписей используется реже, чем другие синтетические материалы (8). В.В.Филатов приводит в своем Учебнике метод укрепления настенной масляной живописи смесью ПВС и коллагенового клея с добавкой глицерина (на 50 вес. ч. ПВС берется 100 вес. ч. клея, 20 вес. ч. глицерина и антисептик) (9). Польский реставратор Е.Марксен-Вольска сообщает об укрепляющем составе, содержащем ПВС и водную дисперсию ПВА в соотношении 1:4, отмечая, что в этом случае формируются более прочные пленки, чем если использовать один ПВС (10).

Под действием света, тепла, кислорода воздуха протекают процессы старения полимера. Процессы деструкции и сшивания полимера протекают по следующей схеме:

1. Образование полиеновых связей.

2. Структурирование, сшивка, с образованием простых эфирных межцепных связей.

Одновременно с химическим будет протекать процесс конформационного старения полимера. Оба эти процесса будут приводить к помутнению и возрастанию жесткости пленок ПВС (11). К сожалению, механизмы и конформационного, и химического старения полимера в реальных условиях памятников не изучены.

Под воздействием солей металлов (кобальта, хрома, титана, меди и т. д.) происходит сшивание ПВС. Очевидно, этот процесс является одним из возможных механизмов старения поливинилового спирта, применяемого для укрепления настенной живописи (12).

Вследствие недостаточной атмосферостойкости, низкой биостойкости и относительно быстрого старения с потерей растворимости и ростом жесткости пленок следует избегать использования ПВС для консервации настенных росписей, как in situ, так и фрагментов, и ограничиться применением этого материала только для временных профилактических заклеек (13).

Примечания

1. О свойствах ПВС см. в фундаментальной монографии С.Н. Ушакова: Поливиниловый спирт. - М., I960. - Т. 1-2, а также в более поздней работе: Николаев А.Ф., Охрименко Г.И. Водорастворимые полимеры. - Л., 1979. - 145 с.

2. По сообщению М.Э.Розенберг, отечественная промышленность в 1980-х годах производила 15 марок ПВС (Розенберг М.Э. Полимеры на основе винилацетата. - Л., 1983. - С. 125)

3. Добавка глицерина в качестве пластификатора увеличивает влагоемкость пленок ПВС (Тиниус К. Пластификаторы. - М., 1964. - С. 394).

4. См., например, показатели проницаемости для 02 и Н20 пленок различных полимеров в работе: Rene E. de la Rie. Stability and function of Coating used in conservation //Polymers in conservation. - Cambridge, 1992. - P. 65.

Показатели проницаемости: ПВС ПВХ ПВА
02 (см3х 100/мкм (м2х день х атм), 23° С, 0% влажн. 0,04 0,4 220
Н20 (см3х 10 мкм (м2х день х атм) 38°С, 100% влажн. 79,000 7,9 4200

5. См. исследование биостойкости меловых грунтов на ЛВС в работе: Ребрикова Н.Л., МасловК.И., ПримачекСК. Биоповреждения настенной масляной живописи и способы ее защиты //Проблемы реставрации памятников монументальной живописи. - М., 1987. - С. 133-145.

6. По данным работы З.Р.Успенской с соавторами (Гидролиз сополимерных дисперсий винилацетата с этиленом //ЖПХ. - Л., 1974. - Т. 47, вып. 3. - С. 603), пленки ПВС значительно уступают по своим физико-механическим параметрам пленкам гидролизованного СЭВА:

     

СЭВА степеньомыления %

ПВС
15 30 100
Предел прочн. при растяж. кгс/см2 163 280 510 630-1200
Относит, удлинение, % 270 160 10-20 0-3

7. Сведения об использовании ПВС на Западе содержатся в работе: Tapol Benoft de. Produit, faits, modes en peinture murales//Les ancienne restorations de peinture murales. - Dijon, 1993. - p. 285.

8. В конце 1940-х-начале 1950-х годов пробовали использовать ПВС как пропиточный материал при полевой консервации археологической живописи, однако эти попытки были безуспешны. Е.А.Румянцев рекомендовал использовать таким образом ПВС лишь в исключительных случаях, когда нет ни ПВБ, ни ПБМА (Румянцев Е.А. Использование синтетических смол при археологических раскопках//Краткие сообщения Института истории материальной культуры. - Л., 1953. - Вып. 49. - С. 135.).

9. Филатов В.В. Реставрация настенной масляной живописи. - М., 1995. - С. 73. Следует заметить, что состав, рекомендуемый для настенной живописи, тот же, что был рекомендован для станковой (Реставрация произведений станковой масляной живописи. Ред. И.П.Горин. - М., 1977. - С. 83-84,104.).

10. Marxen-Wolska E. Polivinylacetat in the conservation of the wall painting //Science, technology and european cultural heritage/Proceeding of the Eropean symposium, Bologne, Hali 13-16 June 1989. -1991.

Увеличение прочности пленок ПВС при добавке к нему ПВА - факт известный. Следует, однако, заметить, что пленки ПВА+ПВС будут, несомненно, менее влагостойки, чем пленки ПВА.

11. По Н.Грасси и Дж.Скотту, основным механизмом химического старения ПВА и ПВС, находящихся в твердой фазе, является образование поперечных связей, вследствие чего эти полимеры становятся нерастворимыми (Грасси Р, Скотт Дж. Деструкция и стабилизация полимеров. - М., 1988. -С. 96). Однако, в недавней работе Ciabach J. утверждается, что ПВС, разрушаясь, остается растворимым (Rene E. de la Rie. Op. cit. - p. бб). Это означает, что сшивка полимера не достигает 100%, то есть в нем сохраняется некоторая часть гидроксильных групп, благодаря которым он сохраняет частичную растворимость.

Следует заметить, что образование полиеновых связей, ответственных за хромофорный эффект, хотя теоретически в обычных условиях музейного хранения и возможно, экспериментально не установлено, так что наблюдаемое пожелтение пленок ПВС следует объяснять, скорее, влиянием примесей. Что касается жесткости пленок, то, основную роль в ее возрастании играют, возможно, процессы конформационного старения полимера.

12. На возможность протекания таких процессов взаимодействия с солями и потери поливиниловым спиртом растворимости указывали П. и Л.Моро и П.Филиппо (Moro P. et L, Philippot P. La conservation des peintures murales. - Bologne, 1977. - С 261.).

О сшивании ПВС под действием солей см. также в отечественной работе: Николаев А.Ф., Охрименко Г.И. Op. cit. - С. 41.

13. По тем же причинам следует воздержаться и от применения ПВС для временного укрепления шелушащегося красочного слоя записи, лежащей поверх авторской живописи.

Первоисточник: 

ПРИМЕНЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В РЕСТАВРАЦИИ МОНУМЕНТАЛЬНОЙ ЖИВОПИСИ. Е.П.МЕЛЬНИКОВА, К.И.МАСЛОВ; М., С-П., 2000

art-con.ru

Применение - поливинилового спирт - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Применение - поливинилового спирт

Cтраница 1

Применение поливинилового спирта для получения мембран: - Журн.  [1]

Применением поливинилового спирта для изготовления иони-товых мембран и гранулированных ионитов даже в отдаленной степени не исчерпываются возможности его использования в производстве ионообменных материалов. Работы последнего десятилетия, проводившиеся в основном в двух научных учреждениях СССР, с несомненностью показали, что обладающим наиболее ценными свойствами видом ионообменных материалов на основе поливинилового спирта являются ионообменные волокна [151 ]; они же в свою очередь - одни из основных видов поливинилспиртовых волокон со специальными свойствами, к которым относятся также электронообменные, биологически активные и сверхпрочные волокна.  [2]

Предложено применение поливинилового спирта в качестве уплотняющего материала ( Герм. В состав материала могут быть введены пластификаторы, наполнители, а также добавки ( А1С13, ZnCl2), повышающие теплостойкость ( Амер. Особенно рекомендуется применение в качество пластификатора тиогликолей ( Герм.  [3]

Имеет значение применение поливинилового спирта, а также его водорастворимых производных в производстве тормозных материалов ( Герм.  [4]

Относительное значение применения поливинилового спирта в различных областях весьма различно. В некоторых отраслях поливиниловый спирт занял ведущее положение, в других его применение носит незначительный и случайный характер.  [5]

Основные области применения поливинилового спирта - изготовление бензино - и бензолостойких шлангов, прокладок и листов; он служит эмульгатором в процессах полимеризации; применяется в качестве полупродукта для производства поливинилацеталей, волокон ( в СССР - винола), пленок и клеев. В строительной технике этот ценный полимер еще не нашел большого применения, но его следует отнести к весьма перспективным полимерам ввиду разнообразия его свойств, многие из которых - прочность, плотность, устойчивость к органическим растворителям - могут быть широко использованы и в строительстве.  [6]

Для аппретирования тканей применение поливинилового спирта с различным содер / канием остаточных ацетильных групп особенно целесообразно, так как в зависимости от требований можно выбрать полимер, растворимый в холодной или горячей воде или растворимый в холодной и не растворимый в горячей воде и выпадающий или не выпадающий из раствора при охлаждении. В случае необходимости поливиниловому спирту путем дополнительной обработки может быть придано свойство, нерастворимости. Таким образом, в этом отношении аппрет из поливинилового спирта выгодно отличается от обычного крахмального, декстринового или пектинового аппрета, а также аппрета из животного клея, легко удаляемых при стирке ткани. Несмываемый аппрет из поливинилового спирта сохраняется на ткани после нескольких десятков стирок. Аппретирование поливиниловым спиртом, его производными и некоторыми композициями может значительно уменьшить сминаемость хлопчатобумажных и других тканей. Положительную роль играет также устойчивость поливинилового спирта по отношению к воздействию микроорганизмов.  [7]

Первые работы по применению поливинилового спирта в качестве исходного материала для получения ионообменных сорбентов, в том числе сульфокислотных, относились к 50 - м годам и были настолько немногочисленны, что в специальных монографиях по поливиниловому спирту [ 135, стр. Еще более малочисленны были работы по получению сульфоионитов из поливинилацетата, о которых будет упомянуто в настоящем разделе, поскольку при действии серной кислоты на поливинилаце-тат происходит его омыление с образованием поливинилового спирта ( и с частичной эфиризацией гидроксильных групп) [ 136, стр.  [8]

Яковлева, О применении поливинилового спирта в фотографических эмульсиях.  [9]

Одной из существенных областей применения поливинилового спирта является использование его в качестве эмульгатора и защитного коллоида при эмульсионной и главным образом суспензионной полимеризации, а также для изготовления водных дисперсий минеральных и растительных масел и других органических жидкостей. Это применение основано на том, что поливиниловый спирт понижает поверхностное натяжение на границе раздела фаз. Такое понижение поверхностного натяжения содействует диспергированию при взбалтывании одной жидкости в другой в форме весьма мелких капель.  [10]

Высокие технические результаты достигаются при применении поливинилового спирта при изготовлении фильтрующих элементов для очистки органических жидкостей и в особенности для очистки жидкого моторного топлива ( С. Изготовление фильтрующих элементов осуществляется путем смешения волокнистого материала минерального или органического происхождения с водным раствором ( 8 - 10 % - м) поливинилового спирта, получаемого путем сернокислотного гидролиза поливинил-ацетата и содержащего от 0.05 до 0.3 % связанной ( в виде кислого сернокислого эфира поливинилового спирта) серы. Такой поливиниловый спирт ( являющийся по структуре сополимером винилового спирта и его кислого сернокислого эфира) легко дегидратируется при нагревании с образованием сшитого пространственного полимера, устойчивого против действия органических растворителей и достаточно гидрофобного, что имеет особое значение ввиду наличия некоторого количества воды в обычных моторных топливах. Пропитанная раствором поливинилового спирта масса наполнителя используется для формования фильтрующих элементов в специальных формах.  [11]

Отделка волокна из политетрафторэтилена, полученного с применением поливинилового спирта как загустителя, проводится для придания поливиниловому спирту нерастворимости в воде и удаления с волокна компонентов прядильной ванны и состоит из следующих операций: химической обработки, ацеталирования, промывки и сушки.  [12]

Известно, что водорастворимость в существенной мере ограничивает область применения поливинилового спирта ( ПВС), обладающего целым рядом ценных, с практической точки зрения, свойств. С целью улучшения некоторых характеристик полимеров в последнее время [1-3] широко применяется прививка к полимерам различных мономеров, полимеры которых имеют отличные от первого свойства. Для уменьшения водорастворп-мости пленок на основе ПВС, нами было произведено изучение прививки метилметакрилата ( в дальнейшем ММА) к пленкам ПВС под действием рентгеновских лучей.  [13]

В заключение необходимо указать и на некоторые менее значительные области применения поливинилового спирта.  [14]

www.ngpedia.ru

Поливиниловый спирт | Инструкция по применению лекарств, аналоги, отзывы

Описание действующего вещества Поливиниловый спирт/ Polyvinil alcohol.

Формула: (C2h5O)n, химическое название: поливиниловый спирт.
Фармакологическая группа: органотропные средства/ офтальмологические средства.
Фармакологическое действие: кератопротективное.

Фармакологические свойства

Поливиниловый спирт оказывает защитное действие на кожу, слизистые оболочки, роговицу. Уменьшает покраснение и раздражение глаза. Способствует смягчению и увлажнению поверхности глаза, повышает стабильность слезной пленки.
При местном использовании в системный кровоток практически не поступает.

Показания

В составе комбинированных препаратов: чувство раздражения, жжения, дискомфорта, которое вызвано сухостью глаза; синдром «сухого» глаза или прочие состояния, которые требуют увлажнения и смягчения роговицы; в качестве заменителей слезы при уменьшении секреции слезной жидкости; гнойный отит; хронический тонзиллит; трофические и варикозные язвы; гнойные хирургические заболевания; химические и термические ожоги.

Способ применения поливинилового спирта и дозы

Поливиниловый спирт используется местно, дозировка зависит от показаний.

Противопоказания к применению

Гиперчувствительность.

Ограничения к применению

Нет данных.

Применение при беременности и кормлении грудью

Нет данных.

Побочные действия поливинилового спирта

Аллергические реакции.

Взаимодействие поливинилового спирта с другими веществами

В высоких концентрациях поливиниловый спирт несовместим с неорганическими солями (в особенности с сульфатами и фосфатами). В результате реакции с фосфатами из 5% поливинилового спирта может образоваться осадок. Поливиниловый спирт растворяется или размягчается в слабых щелочах и кислотах и разрушается в сильных кислотах. В присутствии буры может происходить образование геля из раствора поливинилового спирта. Поливиниловый спирт подвергается реакциям этерификации, которые характерны для соединений с вторичными гидроксигруппами.

Передозировка

Нет данных.

Торговые названия препаратов с действующим веществом поливиниловый спирт

Комбинированные препараты:
Йод + [Калия йодид + Поливиниловый спирт]: Йодинол;
Поливиниловый спирт + Повидон: Офтолик®, Офтолик® БК.

listel.ru


Смотрите также