Поливиниловый спирт с водой

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Растворимость — поливинилового спирт

Растворимость поливинилового спирта в воде зависит от содержания ацетильных групп. Так, при содержании 5 % ацетильных групп ПВС не растворяется в холодной воде, но легко растворяется при температуре 65 — — 70 С; при содержании 20 % ацетильных групп ПВС частично растворяется в холодной воде, но для полного растворения требуется температура 35 — 40 С; при содержании 40 % ацетильных групп ПВС растворяется в воде при комнатной температуре. [1]

Растворимость поливинилового спирта в воде не позволяет вести его цианэтилирование в водной среде. Реакция должна протекать в среде, ведущей себя как нерастворитель для поливинилового спирта, который должен быть химически инертным по отношению к акрилонитрилу, но в котором акрилонитрил и гидроокись натрия растворимы. Исходя из этих соображений была исследована реакция цианэтилирования поливинилового спирта в различных алифатических и ароматических углеводородах. [2]

Растворимость поливинилового спирта в воде зависит от содержания в нем неомыленных ацетатных групп. Поливиниловый спирт с содержанием менее 5 % ацетатных групп не растворяется в холодной воде, но при 65 — 70 С легко переходит в раствор. При содержании ацетатных групп 20 % поливиниловый спирт растворяется в воде при нагревании до 35 — 40 С. [3]

Растворимость поливинилового спирта в воде зависит от содержания ОН-групп. При содержании ОН-групп 5 % — ный поливиниловый спирт трудно растворим в холодной воде, от 5 до 20 % — частично растворим и при содержании свыше 20 % полностью растворим. Метилцеллюлоза образуется при реакции обмена щелочной целлюлозы с метилхлоридом. Водорастворимая метилцеллюлоза содержит 8 0 — 22 0 % метоксиль-ных групп. Большое сходство с метилцеллюлозой имеет оксиэтилцеллюлоза, у которой часть гидроксильных групп целлюлозы замещена не метоксильными, а окси-этильными группами. Получают оксиэтилцеллюлозу действием окиси этилена на алкилцеллюлозу. Оксиэтилцеллюлоза со степенью этерификации 40 — 60 % растворяется в воде. [4]

Снижение растворимости поливинилового спирта в воде наблюдается также и при продолжительном хранении, особенно в присутствии следов кислот и других примесей. [6]

Далее определяют растворимость исходного поливинилового спирта н полученного сополимера ( см. работу 6.1) и содержание ацетатных групп в сополимере. [7]

Во многих случаях растворимость поливинилового спирта в воде ограничивает возможности его практического использования, поэтому имеется ряд предложений, имеющих целью переведение его в нерастворимое, а иногда и неплавкое состояние. При нагревании до 140 поливиниловый спирт практически не изменяется, но при 160 он начинает желтеть, а при 170 такое изменение происходит очень быстро. Этот процесс сопровождается отщеплением воды и, невидимому, связан с внутренним эфирообразованием или эфиризацией за счет гидроксишов двух разных цепей. Поэтому такое нагревание приводит к повышению водостойкости и к потере растворимости. Совершенно такой же результат получается при действии водуотнимающих средств. [8]

Кальдо [52] приводит данные о растворимости поливинилового спирта в органических растворителях. Сийо и Иосихаси [53] нашли, что поливиниловый спирт с большим содержанием ОН-групп лучше всего растворяется в воде; у сильно замещенных образцов поливинилового спирта растворимость увеличивается при добавлении значительных количеств этанола. [9]

При повышении количества ацетильных групп до некоторого предела ( — 40 %) повышается растворимость поливинилового спирта в воде. При наличии ацетильных групп более 50 % поливиниловый спирт в воде нерастворим, однако сохраняет хорошую растворимость в этиловом спирте. Пленки, получаемые из растворов поливинилового спирта, обладают достаточ1но высокими свойствами: они прозрачны, бесцветны, прочны и эластичны, а также стойки против ряда органических растворителей и смазочных веществ. Однако эти пленки — н-е стойки против спирта и воды. [10]

Методы определения полидисперсности поливинилового спирта, и в частности содержания низкомолекулярных фракций, пока не унифицированы, так же как не исследован вопрос о влиянии различных факторов на растворимость поливинилового спирта и вязкость концентрированных растворов. [11]

Полимер затем переосаждается водой из раствора метанола и сушится в вакууме при 40 С; его выход составляет около 6 г. Проверьте растворимость поливинилбутираля и сравните ее с растворимостью поливинилового спирта . Растворимость может сильно меняться при изменении степени ацеталирования. [12]

Методы определения полидисперсности поливинилового спирта, и в частности содержания низкомолекулярных фракций, пока не разработаны и не унифицированы, так же как не исследован вопрос о влиянии раличных факторов на растворимость поливинилового спирта и вязкость концентрированных растворов. Для детального выяснения этих вопросов требуется провести дополнительные исследования. [13]

Методы определения полидисперсности поливинилового спирта, и в частности содержания низкомолекулярных фракций, пока не разработаны и не унифицированы, так же как не исследован вопрос о влиянии различных факторов на растворимость поливинилового спирта и вязкость концентрированных растворов. Для детального выяснения этих вопросов требуется провести дополнительные исследования. [14]

Источник

Структура поливинилового спирта, свойства, использование, риски

поливиниловый спирт представляет собой полимер винилового спирта молекулярной формулы (С₂H₃OR) n, где R представляет собой H или COCH₃. Из-за нестабильности винилового спирта он синтезируется с использованием винилацетата в качестве мономера, который полимеризуется с образованием поливинилацетата.

Затем происходит гидролиз поливинилацетатных эфиров в присутствии гидроксида натрия, при этом ацетат замещается оксигидридной группой (ОН), образуя таким образом поливиниловый спирт. В основном он состоит из 1-3 диольных связей [-CH₂-CH (OH) -CH₂-CH (OH) -].

Этот спирт может образовывать пленки с эмульгирующей и адгезивной способностью, которые могут выдерживать сильные нагрузки. Помимо того, что поливиниловый спирт является гибким материалом, он гигроскопичен и хорошо растворяется в воде, причем на его свойства влияет степень гидратации..

Первоначально он был подготовлен Германом и Гейнелем в 1924 году, гидролизуя поливинилацетат гидроксидом калия в присутствии этанола..

Поливиниловый спирт можно использовать при изготовлении листов или пленок, которые являются барьерами для кислорода и ароматов. Это позволило использовать его в упаковке продуктов питания, что является его основным назначением, поскольку более 30% его продукции используется для этой цели..

• 1 структура
• 2 свойства
  • 2.1 Физическое описание
  • 2.2 Запах
  • 2.3 Точка кипения
  • 2.4 Точка плавления
  • 2.5 Температура вспышки
  • 2.6 Растворимость в воде
  • 2.7 Растворимость
  • 2.8 Плотность
  • 2.9 Давление пара
  • 2.10 Стабильность
  • 2.11 Разложение
  • 2.12 Вязкость
  • 2,13 рН
• 3 использования
  • 3.1 Синтетика
  • 3.2 Волокна и листы
  • 3.3 Разное
• 4 риска
  • 4.1 Вдыхание
  • 4.2 Проглатывание
  • 4.3 Контакт с кожей
  • 4.4 Зрительный контакт
  • 4.5 Хроническое воздействие
• 5 ссылок

структура

Верхнее изображение иллюстрирует небольшой сегмент полимерной цепи поливинилового спирта. Атомы, заключенные в скобки, повторяются n раз, пока они не достигнут метильных концов, СН₃. Таким образом, его структура состоит из серии повторений групп -CH₂-CH (OH)-.

Обратите внимание, что все связи просты и, следовательно, углерод и кислород имеют sp-гибридизацию. 3 . Что это значит? Что цепи поливинилового спирта не прямые, а зигзагообразные и с атомами H, чередующимися по бокам от них. То же самое касается гидроксильных групп ОН.

То есть ОН может быть обращен к одной стороне цепи или к другой, так что полярный характер структуры сохраняется равномерно на всем протяжении.

Кроме того, порядок появления ОН может чередоваться. Например, ссылки -CH₂-CH (OH) -CH₂ изображения не являются единственным шаблоном повторения: так и CH₂-CH (OH) -CH (OH). Во втором паттерне наблюдается увеличение полярности, потому что две OH-группы находятся в соседних атомах углерода..

Поливиниловый спирт может иметь простую, но динамическую и полярную полимерную структуру, которая имеет особое сродство к молекулам воды и другим растворителям, с которыми он может взаимодействовать посредством водородных связей: CH (O-H) — OH₂.

свойства

Физическое описание

Белый крем без запаха, гранулы или пудра.

запах

Точка кипения

От 644º F до 760 мм рт. Ст. (Приблизительно).

Точка плавления

442º F (переживает разложение).

Точка зажигания

79º F (79º C) открытая чашка.

Растворимость в воде

Он растворим, увеличивая растворимость за счет уменьшения молекулярной массы полимера.

растворимость

Он растворим в этаноле, но не растворим в других органических растворителях. Нерастворим в растворителях из нефти. Практически нерастворим в растительных и животных маслах, в ароматических углеводородах, сложных эфирах, эфирах и ацетоне..

плотность

Давление пара

Почти не существует.

стабильность

Стабильно, если рекомендуются условия хранения.

разложение

При нагревании до температуры выше 200ºC он разлагается, выделяя едкий и раздражающий дым.

вязкость

От 4,8 до 5,8 мПа (4% раствор при 20 ° C, соответствующий средней молекулярной массе от 26000 до 30000 г / моль).

Поливиниловый спирт имеет различные марки в зависимости от его вязкости: сверхвысокая (молекулярная масса 250000-300000 г / моль), высокая вязкость (молекулярная масса 170 000-220 000 г / моль, средняя вязкость (молекулярная масса 120000-10000 г / моль) и вязкость. низкий (молекулярный вес 25000 — 35000 г / моль).

Существует зависимость прямой пропорциональности между вязкостью поливинилового спирта и его молекулярной массой.

pH

приложений

синтетика

-Это материал для синтеза других полимеров, таких как поливинилнитрат, эфир азотной кислоты и поливиниловый спирт. Поливинилнитрат используется в некоторых видах топлива и взрывчатых веществах..

Волокна и простыни

-Волокна из поливинилового спирта обладают водопоглощающей способностью на 30% выше, чем у других волокон. Это позволяет заменить хлопок в тех случаях, когда волокно соприкасается с телом. Тактильное ощущение ткани, изготовленной из поливинилового спирта, может варьироваться от ощущения до появления шерсти до того же, что и до полотна..

-Листы из поливинилового спирта используются в пищевой упаковке, потому что они могут служить барьером для кислорода и ароматов. Это предотвращает окисление пищи и потерю ее аромата. Кроме того, он предотвращает влияние посторонних запахов на оригинальный вкус пищи..

Разное

-Используется для сгущения и модификации клея из поливинилацетата. Используется в конвертах из листов поливинилового спирта в прачечных, чтобы дозировать выброс моющих средств.

-Полотенца для женской гигиены, а также для недержания мочи упакованы в пакеты, изготовленные из пленки из биоразлагаемого поливинилового спирта. Он используется в качестве фиксатора для сбора биологических образцов, особенно образцов кала..

-Он используется в глазных каплях, таких как искусственные слезы, для лечения сухости глаз и в качестве смазки для использования контактных линз.

-Пленка или фольга из поливинилового спирта используются в процессе переноса воды при печати. Кроме того, его волокна используются для армирования бетона. Перчатки для работы с сильными кислотами имеют поливиниловое спиртовое покрытие.

-Они используются при изготовлении капсул, которые могут быть использованы в поставках лекарств. Низкомолекулярный поливиниловый спирт используется в качестве компонента противозачаточных средств, предназначенных для интравагинального введения..

риски

ингаляция

Когда поливиниловый спирт нагревают выше 200 ° C, раздражающий дым выпускается в глаза, нос и горло. Симптомы в глазах включают слезотечение, зуд и покраснение. Тем временем жгучая боль возникает в носу и горле.

прием пищи

Не ожидается вреда.

Контакт с кожей

Не ожидается вреда.

Контакт с глазами

Только механическое раздражение.

Хроническое воздействие

У людей нет данных. В исследованиях на животных были обнаружены некоторые потенциально вредные воздействия на здоровье. Наблюдалось падение концентрации гемоглобина и количества эритроцитов и возможное полное ингибирование коагуляции. Существует возможность канцерогенеза, как было показано в исследованиях на животных.

Источник

Физические и химические свойства поливинилового спирта

Поливиниловый спирт – это порошок органического происхождения, относящийся к группе полимеров, способных при нагревании переходить в более вязкое и эластичное состояние.

Немного истории

Поливиниловый спирт был впервые получен в 1924 году в результате реакции омыления жидкого поливинилового эфира гидроксидом калия.

Физические и химические свойства

Поливиниловый спирт или сокращенно ПВС – это белая или кремовая масса в виде порошка или гранул. Без вкуса и запаха.

Растворяется ПВС в воде, двухатомных ароматических спиртах, водных растворах карбида, ДМФА и ДМСО, пропантриоле.Не реагирует на действие органических растворителей, бензина, керосина, масел, разбавленных кислот и щелочей, окислителей.

Также не подвержен разрушению под действием ультрафиолета и бактериальных микроорганизмов. Не токсичен.

Для него характерны клеящие свойства, эмульгационные, пленкообразующие, адгезионные.

Есть такой момент, что поливиниловый спирт гигроскопичен, он содержит в своем составе 5% воды и может комковаться при хранении.

Поливиниловый спирт – это горючее вещество. При повышении температуры разлагается и образует воду, угольную кислоту, монооксид углерода, этановую кислоту.

Основные физические параметры:

• 1,19-1,31 г/см3 — плотность,
• 5 мПа•с – вязкость,
• 88 моль – степень гидролиза,
• 500-5000 – степень полимеризации,
• 30-70% — кристалличность, но данный параметр зависит от аспектов производства,
• 2250С – температура плавления,
• 2300С – температура разложения,
• 850С – температура стеклования.

Химическая формула: (C2H4O)n, где n – это степень полимеризации.

Выпуск поливинилового спирта включает в себя создание разных марок порошка, все они имеют разные свойства.

Получение

Процесс получения поливинилового спирта несколько отличается от получения большинства полимеров. ПВС не возникает в результате реакции полимеризации, он получен в результате реакции между одним полимером и органическим веществом. Преимущественно сырьем является поливинилацетат.

Рассмотрим подробнее основные способы и методы получения:

• Алкоголизм поливиниловых эфиров, причем сложных и осушенных низшими спиртами, например, метанолом. Обязательное условие – присутствие щелочи. В результате протекания реакции происходит образование геля.
• Кислотный алкоголиз в присутствии кислот менее распространённый способ. Также сопровождается гелеобразованием.
• Гидролиз и щелочной алкоголизм, протекающий в смеси низших алифатических спиртов.

Способ получения в водной среде при протекании реакции гидролиза в присутствии кислотных или щелочных веществ-агентов.

Применение

Уникальные свойства ПВС определяют область его применения.

Основные области использования:

• Химическая – получение пленок и волокон, использование при производстве винилового эфира уксусной кислоты для стабилизации полимеризации, загущение клеевой, латексной продукции, сырье для получения других полимеров.
• Сельскохозяйственная – искусственное удобрение для повышения плодородности почв, для защиты растений.
• Металлургическая – при закалке стали.
• Текстильная сфера и бумажное производство – клей для бумаги, картона, тканевого материала.
• Строительная – защитное действие для стройматериалов.
• Приборостроение – используется при производстве печатных плат.
• Электротехника – изготовление компаундов.
• Пищевая промышленность – добавка, которая известна потребителям, как Е1203 – эмульгатор, влагоудерживатель, глазирующий агент.
• Медицина – используется в качестве плазмозаменителя при гемотрансфузии.
• Производство косметики и бытовой химии – применяется при изготовлении шампуней, кремов, гелей, бальзамов, стиральных порошков и т.п.

Поливиниловый спирт – уникальный продукт, простой и очень полезный. Выделим основные его свойства:

• Он не имеет запаха.
• Не токсичен.
• Позволяет создать покрытие, которое не имеет цвета и позволяет покрываемому материалу стать прочнее и эластичнее.
• После реакции на «высыхание» нужно немного времени.
• Имеет высокие адгезионные характеристики, к синтетическим волокнам главным образом.
• Стойкость к действию жиров, масел, бензинов и прочих растворителей.

Удобный в использовании поливиниловый спирт получил широкое применение, его даже употребляют в пищу, с его помощью создают косметику и порошки для стирки. Мы даже не представляем как много поливинилового спирта вокруг нас. Уникальный по всем направлениям, даже по способу производства материал безопасный и удобный в использовании.

Источник