Полівініловий спирт гігроскопічний, і завжди містить приблизно 5% води, яка певною мірою пластифікує речовину. Але вода легко і швидко випаровується. Тому як пластифікатори для цього полімеру застосовуються етиленгліколь, бутиленгліколь, фосфорна кислота і гліцерин.
Щільність - 1,3 г/см3. Температура плавлення 225 ° C, температура розкладання 230 ° C.
Хімічна формула: (C 2 H 4 O) x де x - ступінь полімеризації.
В даний час промисловий синтез полівінілового спирту здійснюють шляхом полімераналогічних перетворень, зокрема, з використанням як вихідні полімери простих і складних полівінілових ефірів, таких як полівінілацетат (ПВА). До основних способів його отримання можна віднести різні варіанти омилення ПВА серед спиртів або у воді в присутності основ і кислот.
Застосування полівінілового спирту.
Полівініловий спирт є чудовим емульгувальним, адгезійним і плівкоутворюючим полімером. Він має високу міцність на розрив і гнучкість. Ці властивості залежить від вологості повітря, оскільки полімер адсорбує вологу. Вода діє полімер як пластифікатор. При велику вологість у ПВС зменшується міцність на розрив, але збільшується еластичність.
Полівініловий спирт (ПВС) широко застосовується в багатьох галузях промисловості:
У хімічній промисловості його застосовують для отримання полівінілспиртових волокон і полімерних плівок, також він використовується як стабілізатор при водній полімеризації вінілацетату, є важливим компонентом (адгезійним агентом і загусником) при виробництві клеїв та латексів. Він виступає як сировина для виготовлення інших полімерів: полівінілового ацеталю та полівінілового нітрату.
В агропромисловому комплексі він застосовується як синтетичне добрива, що покращує родючі властивості ґрунту.
У металургії – для загартовування сталі.
У парфумерно-косметичній галузі - як компонент для продуктів для догляду за дітьми та для жінок.
У будівництві ПВС використовується як засіб для захисного покриття будівельних матеріалів та як волокно для арматури в бетонах.
У паперовій, текстильній промисловості та шкіргалантереї полівініловий спирт застосовується для склеювання клаптів тканини, шкіри, паперу та картону, наклеювання товарних бирок та етикеток тощо.
У приладобудівній галузі - для виробництва циклографічних кліше та різних друкованих плат.
У мікробіології - для іммобілізації ензимів та клітин.
На Заході ПВС набув поширення в консервації монументального живопису з 1950-х років. У нас ПВС використовується в основному для профілактичних заклейок та як компонент реставраційних ґрунтів.
У медицині полівініловий спирт застосовується як плазмозамінник при переливанні крові, як агент емболізації в медичних заходах, як фіксатор для збору зразків та ін.). Ретельно очищений від домішок низькомолекулярний полівініловий спирт використовують для виготовлення препарату "іодинол".
Спеціальні марки низькомолекулярного полівінілового спирту використовують у харчовій промисловості (харчова добавка Е1203) як глазуруючий агент та компонент, що забезпечує зв'язування води. Спирт можна зустріти у складі сполуки для глазурування морепродуктів та риби, плівок та покриттів для поверхневої обробки сирів та ковбас.
Великі виробники полівінілового спирту випускають його у вигляді кількох маркованих засобів, що відрізняються складом та деякими фізико-хімічними характеристиками.
Фізико-хімічні характеристики полівінілового спирту:* - 4%-го водного розчину при 20 ° С.Вимоги безпеки.
Небезпечна речовина відповідно до Закону про хімічні речовини або Інструкції з небезпечних речовин або рекомендації ЄС 67/548/ЄС, а також 1999/45/ЄС.
Упаковка, транспортування та зберігання.
Полівініловий спирт пакується в паперові мішки масою по 20 кг.
Полівініловий спирт в оригінальній упаковці може зберігатися в закритих сухих приміщеннях за кімнатної температури практично необмежено довго.
ТОВ “Компані “Плазма”® здійснює постачання хімічної продукції зі складу у Харкові у строки та за доступними цінами, на вигідних для Вас умовах.
Полівініловий спирт є штучним полімером, який легко розчиняється у воді. Він був отриманий 1924 двома вченими-хіміками - Гонелем і Германом - за допомогою реакції омилення.
Фізичні властивості
Полівініловий спирт - це порошок білого кольору, що має здатність утворювати плівку. Цей полімер дуже міцний і гнучкий, але так як ці якості залежать від вологості (він абсорбує рідину), міцність на розрив зменшується, і при певному ступені вологості з'являється велика пластичність. Він має гігроскопічні властивості, легко розчиняється (в основному у воді). В органічних розчинниках, таких як жири та олії, він не здатний розчинятися. При використанні дана речовина не чинить токсичної дії, а значить, може вважатися нешкідливою.
Одержання спирту
Полівініловий спирт або ПВС отримують з полівінілацетату шляхом гідролізу або алкоголізу та виробляють у вигляді гранул або порошку. При отриманні ПВС використовують різноманітні технологічні методи, від простих до досить складних і трудомістких.
Полівініловий спирт - застосування
ПВС сьогодні використовується досить широко. Він може грати роль загусника при виготовленні клею та шампунів, з його допомогою виробляють латексний матеріал. Його успішно використовують реставратори відновлення художніх полотен. Завдяки своїй гігроскопічності він знайшов широке застосування у створенні гігієнічних засобів. Різні памперси, тампони та прокладки виготовляються за допомогою ПВС. Не забули полівініловий спирт та виробники харчових продуктів. Він застосовується як емульгатор при виготовленні майонезів, соусів, кетчупів та інших продуктів харчування, а також використовується як кондитерські вироби.
Сучасна медицина також взяла на озброєння деякі властивості ПВС. Його використовують при виробництві деяких медикаментів, піддавши перед цим ретельному очищенню від домішок. Офтальмологи застосовують спирт полівініловий для приготування і як мастило для контактних лінз. Навіть лікарі-онкологи знайшли застосування ПВС при лікуванні онкологічних захворювань. Зокрема, він необхідний виконання нехірургічної процедури емболізації. І це далеко не весь спектр застосування полівінілового спирту у медицині.
У текстильній промисловості ПВС використовується для зняття а в паперовій - для цього, він є незамінним компонентом у виробництві целюлози. Спирт полівініловий необхідний будівельникам та металургам, шкіряникам та виробникам лакофарбової продукції. Всі комбінати, що виробляють штучні волокна, використовують для їх виготовлення ПВС, який надає їм міцності за допомогою процесу шліхтування ниток.
Навіть така наука як мікробіологія стала використовувати ПВС у процесі та клітин. Полівініловий спирт застосування знайшов і в поліграфії, зокрема в шовкографії. У цій сфері його використовують як полімерний шар для копіювального процесу. Його можна застосовувати як пакувальний або захисний матеріал на виробництві для покриття деталей, завдяки тому, що шар з ПВС легко видаляється.
Підприємства, що виготовляють та застосовують прес-форми, також використовують з успіхом цей полімер. Сьогодні ПВС знаходить все більшого поширення у народному господарстві. Він доступний за ціною, легко транспортується (як правило, у поліетиленових пакетах, упакованих у паперові мішки) у закритому транспорті, щоб уникнути намокання. Так як полівініловий спирт вогнебезпечний, необхідно дотримуватись при його зберіганні та навантаженні-розвантаженні.
ВСТУП
ВЛАСТИВОСТІ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ПОЛІВІНІЛОВОГО СПИРТУ
ПВС - продукт омилення ПВА в спиртових розчинах у присутності лужних чи кислотних каталізаторів - є порошок білого чи злегка жовтуватого кольору, розчинний у питній воді. Промисловістю випускається кілька марок ПВС, що відрізняються за молекулярною масою та ступенем омилення. Марки із вмістом ацетатних груп від 3 до 27 % (мас.) прийнято називати сольварами. Омилення ПВА проводять в основному в метанолі, метнладетаті або етанолі (для марок медичного та харчового призначення) у присутності лугу як періодичним, так і безперервним методом.
У процесі виробництва порошкового ПВС періодичним способом вода використовується на охолодження реакційних сумішей та обладнання, на промивання обладнання - омилювачів, центрифуги тощо і для змивання підлоги. Якщо порошкоподібний ПВС призначений для переробки в полівінілацеталі, його розчиняють у воді до отримання 8-10 %-ного розчину. Вода (демінералізована) використовується як складова частина продукту.
Розчин полівінілацетату в етиловому спирті з мірника 2 і сірчану кислоту з мірника / зливають в омилювач 3, що представляє собою емальований реактор, з паровою сорочкою, пропелерною мішалкою і зворотним холодильником 4. Процес кислотного омилення протікає при температурі кипіння спиртової суміші 8-24 год.
При лужному гідроліз спочатку утворюється гель, який після додавання нових порцій каталізатора (спиртового розчину лугу) розпадається. Це супроводжується утворенням дисперсії полівінілового спирту. Процес протікає при 30-35 ° С, а в кінці омилення на короткий час суміш доводиться до кипіння.
Полівініловий спирт відокремлюють від метилового спирту і мети-лацетату в центрифузі 7, куди за допомогою насоса 6 реакційна суміш окремими порціями подається з лавера 5. Після фільтрації полівініловий спирт в центрифузі 7 і в другому лавері 5 багаторазово очищається від сірчаної кислоти (при кислотному гідролізі) та від оцтованотрієвої солі (при лужному гідролізі). Полівініловий спирт, отриманий омилення полімеру в присутності сірчаної кислоти, стабілізують, промиваючи його содовим розчином. Матковий розчин збирається у збірнику 15, з якого подається на переробку.
Забруднений метиловий спирт, що використовується для промивки полівінілового спирту, збирається в збірники, причому спирт від перших промивок зливається в збірник 18, а від кінцевих промивок - збірник 20. Забруднений спирт зі збірки /5 надходить на ректифікацію, а промитий порошок у вакуум- сушарку 21 де висушується при температурі 60°С.
Операцію омилення і ректифікацію проводять на установці, що складається з перегінного куба 13, колони ректифікації 10, дефлегматора //, холодильника 12 і приймача 14. Необхідний розчин лугу надходить в куб, проходячи через мірник 9. Чистий метиловий спирт 6 , Звідки він передається в мірник 8 за допомогою відцентрового насоса 17.
Залежно від умов омилення, полівініловий спирт випадає з розчину у вигляді порошку, пластівців, ниток або плівки. У міру омилення полівінілацетату зменшується розчинність полімеру в спирті та підвищується водорозчинність.
Полівініловий спирт є кристалічним полімером. Полівініловий спирт, що містить менше 5% ацетатних груп, не розчиняється у холодній воді, але легко розчиняється у воді, нагрітій до 65°С. При 4О/про ацетатних груп полівініловий спирт розчиняється у воді при кімнатній температурі, але випадає з розчину при підвищенні температури до 35-40°С. При 50% ацетатних груп полівініловий спирт втрачає здатність розчинятися в холодній та гарячій воді, але розчиняється в одному метиловому спирті.
Плівки полівінілового спирту, отримані з водних розчинів, прозорі, характеризуються високою міцністю, стійкістю до стирання та високою газопроникністю.
Особливо цінною властивістю полівінілового спирту є його виняткова стійкість до дії олій, жирів та більшості органічних розчинників. Під впливом тепла полівініловий спирт починає суттєво змінюватися лише з температури 150-160°С. Найбільш цікавою та широко застосовуваною у техніці реакцією полівінілового спирту є реакція конденсації його з альдегідами. Внаслідок цієї реакції утворюються полівінілацеталі.
Розчинність полівінілового спирту у воді є цінною властивістю, але у ряді випадків потрібний нерозчинний у воді полівініловий спирт. Водонерозчинність спирту досягається різними способами: нагріванням його вище 220°С, введенням фосфорної кислоти, обробкою формальдегідом, зшивкою за допомогою органічних речовин і т.д.
Полівініловий спирт має такі показники: щільність 1200-1300 кг/м3, показник заломлення 1,49-1,53, межа міцності при розтягуванні 60-120 МПа, температуру склування 85 ° С, теплостійкість по Віка 120 ° С, коефіцієнт лінійного розширення (7-12)10~6, високий опір стирання (у 10 разів більше, ніж у гуми), низьку газопроникність (у 20 разів менше, ніж у гуми).
Основні галузі застосування полівінілового спирту --- виготовлення бензино- та бензолостійких шлангів, прокладок та листів; він служить емульгатором у процесах полімеризації; застосовується як напівпродукт для виробництва полівінілацеталей, волокон, плівок та клеїв. У будівельній техніці цей цінний полімер ще не знайшов великого застосування, але його слід віднести до дуже перспективних полімерів через різноманітність його властивостей, багато з яких - міцність; щільність, стійкість до органічних розчинників - можуть бути широко використані й у будівництві.
Полівінілацеталі одержують дією на водний розчин полівінілового спирту альдегідами (двохвагший спосіб) або поєднанням омилення полівінілацетату з ацеталюванням утворюється полівінілового спирту (одновлений спосіб). Як каталізатори ацетилювання застосовують сірчану, соляну або фосфорну кислоту. Зазвичай ацетилювання протікає в повному обсязі, і поливинилацетали містять вільні гидроксильные і ацетильні групи.
Фізико-механічні властивості полівінілацеталей (при однаковому ступені заміщення) залежать від альдегіду, використаного для ацетилювання. Зі збільшенням молекулярної маси альдегіду зростає водостійкість, морозостійкість та еластичність полівінілацеталі, але знижуються температура розм'якшення, твердість та міцність. Властивості поливу ілацеталів змінюються в залежності від ступеня заміщення гідроксильних груп. З підвищенням її зменшується твердість та температура розм'якшення, зростають водостійкість та еластичність. Полівінілацеталі з низьким ступенем заміщення розчиняються тільки в спиртах, при середньому ступені заміщення - у сумішах спирту з неполярними
розчинниками ароматичного характеру, високозаміщені полівінілацеталі - в ароматичних розчинниках, за винятком полівінілформалю, в якому мають погану розчинність. Всі полівінілацетал нижчих альдегідів мають високі адгезійні властивості до різних матеріалів, у тому числі і багатьох будівельних матеріалів. Вони мають високу хімічну стійкість, прозорість і світлостійкість.
Полівінілбутираль (бутвар) містить 55-75 мол.% бутиральних груп, температура склування його приблизно 55°С. Зазвичай використовують полившшлбутираль, що містить 15-35% (за масою) пластифікатора (дибутілсебаціанат, діоктилфталат та ін). Полівінілбутираль застосовують як адгезійний шар при виготовленні безосколочого скла - триплексу. Методом екструзії з нього можна виробляти труби, шланги. У поєднанні з фенольними полімерами полівінілбутираль використовують для приготування універсальних клеїв, наприклад, широко відомого марки БФ.
Полівініловий спирт є синтетичний водорозчинний і при цьому термопластичний полімер. Синтезується дана речовина завдяки обмінній реакції алкоголізу та лужного гідролізу. Вперше полівініловий спирт було відкрито 1924 року. Створена речовина була німецькими хіміками Вольфрамом Гонелем та Віллі Германом.
Полівініловий спирт: отримання
На відміну від багатьох вінілових полімерів, ця речовина утворюється не в результаті полімеризації відповідних компонентів. Мономер цього продукту зустрічається лише як таутомерной форми ацетальдегідів. Полівініловий спирт отримують шляхом повного або часткового гідролізу такої речовини, як полівінілацетат. Цей спосіб дозволяє видалити з кінцевого спирту етилацетатові групи.
Щодо промислового виробництва полівінілового продукту, то тут існує кілька способів. В даному випадку відбувається омилення речовини в спиртовому середовищі або у водній у присутності основ і кислоти.
Під керівництвом А. А. Кузнєцова 2002 року розробили ефективніший спосіб отримання продукту. У разі його виготовляли безгелевим методом. Цей спосіб має безліч переваг у порівнянні з попередніми. Насамперед слід виділити відносно низьку вартість, короткочасний синтез та високу продуктивність.
Якими властивостями володіє речовина
Полівініловий спирт широко застосовується у багатьох областях. Пояснити це можна його основними властивостями. Ця речовина має склеювальні, емульгуючі та плівкоутворюючі властивості.
Крім цього, ПВС (полівініловий спирт) чудово переносить вплив розчинників, жирів та олій. Речовина не має запаху і зовсім нетоксична. Полімер має високу міцність при розтягуванні та гнучкості. У складі полівінілового спирту дуже багато кисню.
Однак варто врахувати, що дані властивості продукту залежать від деяких факторів, серед яких вологість. При підвищенні цього показника речовина починає вбирати воду. Вона діє на полімер як пластифікатор. Внаслідок цього полівініловий спирт втрачає свою міцність. У деяких випадках речовина повністю розпадається, а потім розчиняється у воді.
Основні властивості
Що ж це за речовина – полівініловий спирт? Застосування його досить широке. Отже, що потрібно знати про продукт:
- Молекулярна формула - С2Н4Ох.
- Температура, за якої речовина закипає: 228°С.
- Щільність - 1,19 - 1,31 г/см3.
- Температура, за якої речовина плавиться - 200°С.
Застосування речовини для отримання полімерів
Найчастіше полівініловий спирт використовують для отримання інших полімерів, наприклад:
- Ацеталь полівініловий. Ця речовина утворюється внаслідок взаємодії полівінілового спирту з альдегідами.
- Нітрат полівініловий являє собою ефір з полівінілового спирту та азотної кислоти.
В якості чого використовують і де
Завдяки своїм властивостям полівініловий спирт використовують як модифікатор і загусник у складі полівінілацетатних клеїв. У Китаї цю речовину застосовують як стабілізатор емульсійної полімеризації, а також як захисний колоїд у процесі виготовлення полівінілацетатних дисперсій.
Найчастіше продукт використовують і текстильної промисловості. У Північній Кореї та Японії полівініловий спирт набув широкого поширення під час виробництва волокон.
В яких галузях речовина застосовується
Полівініловий спирт вже давно застосовується в різних сферах і галузях. З нього виготовляються:
- Покриття паперове для лайнерів.
- Бар'єрний шар у поліетилентерефталатових ємностях для діоксиду вуглецю.
- Водорозчинна плівка для пральних порошків у спеціальних капсулах.
- Мастило для твердих контактних лінз, він додається в краплі для очей.
- Фіксатор, необхідний збору зразків.
- Волокна для армуючих елементів у бетонному розчині.
- Агент емболізації під час проведення медичних процедур.
- Адгезійна речовина та згущувач при виробництві різноманітних шампунів, а також латексу.
- Емульгатор у багатьох галузях харчової промисловості.
- Амболізуючий агент при лікуванні онкологічних захворювань без хірургічного втручання.
Медична та харчова промисловість
Полівініловий спирт є фізіологічно нейтральною речовиною. Саме тому його часто використовують не лише у медичній, а й харчовій промисловості. Як правило, цей продукт використовують як глазурующую, вологоутримуючу і плівкоутворювальну добавку. Їй було присвоєно міжнародну назву – Е1203.
Завдяки полівініловому спирту після всіляких обробок у продуктах вдається зберегти вологу в потрібній кількості. Варто зазначити, що добавку Е1203 часто використовують для виготовлення глазурі, якою покриваються багато морепродуктів.
Реферат на тему:
Полівініловий спирт
План:
Вступ
- 1 Історія 2 Синтез та отримання
- 2.1 Лужний алкоголіз складних вінілових ефірів 2.2 Лужний алкоголіз в неспиртових середовищах 2.3 Омилення за механізмом амінолізу 2.4 Кислотний алкоголіз складних вінілових ефірів 2.5 Розробка спеціального апаратурного оформлення процесів омилення
- 3.1 Безгелевий спосіб одержання полівінілового спирту
- 4.1 Хімічна структура 4.2 Фізичні властивості 4.3 Хімічні властивості
Джерела
Вступ
http://*****/3_-9722.wpic" width="300" height="103 src=">
Кето-інольна таутомерія вінілового спирту
1. Історія
Полівініловий спирт вперше був отриманий в 1924 хіміками Германом (Willi Herrmann) і Гонелем (Wolfram Haehnel) реакцією омилення при омиленні розчину полівінілового ефіру стехіометричною кількістю гідроксиду калію KOH. Дослідження в галузі отримання ПВС на початку минулого століття проводили вчені Гонель, Германн (Hermmann) та Херберт Берг (Berg). Класичний спосіб омилення проводився в середовищі абсолютизованого (осушеного) етилового спирту при співвідношенні 0,8 моль омиляючого агента на 1,0 моль ПВА, при цьому відбувалося практично повне омилення ПВА. Було знайдено, що полівініловий спирт може бути отриманий реакцією переетерифікації полівінілацетату (ПВА) у присутності каталітичних кількостей лугу. Ця реакція є класичним прикладом - полімераналогічного перетворення. За 80 років досліджень накопичено досить великий експериментальний матеріал із проблеми отримання ПВС. Детальний огляд літератури присвяченої ПВС представлений у монографіях С. Н Ушакова (1960 р.), А. Фінча (1973, 1992 рр.), М. Е Розенберга (1983 р.) та Т. Сакуради (1985 р.).
2. Синтез та отримання
В даний час промисловий синтез ПВС здійснюють шляхом полімераналогічних перетворень, зокрема, з використанням як вихідні полімери простих і складних полівінілових ефірів, таких як ПВА. До основних способів отримання ПВС можна віднести різні варіанти омилення ПВА у середовищі спиртів або у воді у присутності основ та кислот. Залежно від використовуваного середовища та типу каталізатора, процеси омилення ПВА можна представити наступною загальною схемою:
Ацетон "ацетон, бензин або складні ефіри). При використанні сумішей, компонентом яких є вода, практично у всіх випадках її концентрація не перевищує 10% і омилення супроводжується освітою. гелю Одержання ПВС за механізмом реакції гідролізу в присутності кислотних або лужних агентів, де в якості реакційного середовища виступає вода Розробка спеціального апаратурного оформлення, що дозволяє вирішити технологічні проблеми, пов'язані з гелеутворенням в процесі омилення ПВА.
Основним і головним недоліком використовуваних технологій є утворення жорсткого гелю в повному обсязі реакційного апарату при досягненні конверсії близько 50% і неповний рівень гідролізу ПВА. Технологічне вирішення цієї проблеми полягає у розведенні реакційної системи або використанні потокової схеми отримання ПВС, збільшення часу синтезу, нагрівання. Однак це призводить до підвищеного споживання розчинника і, відповідно, необхідності його регенерації після синтезу, а нагрівання в присутності омиляючого агента до деструкції полімеру. Іншим способом є використання мішалок спеціальної конструкції (обладнаних лезами) для подрібнення гелю, однак це використання спеціальних реакторів або мішалок дорожчає кінцеву собівартість ПВС. Крім того, вищевказані методи використовуються для отримання широкого спектру кополімерів полівінілацетат-полівінілового спирту.
2.1. Лужний алкоголіз складних вінілових ефірів
Найбільш поширеним є алкоголіз складних вінілових ефірів серед осушених нижчих аліфатичних спиртів (C1-C3), зокрема метанолу, у присутності гідроксидів лужних металів. Як лужні агенти найбільшого поширення набули гідроксид, метилат, етилат і пропілат натрію і калію. Вважається, що обов'язковою умовою проведення алкоголізу є ретельна осушка спирту.
Дисперсія дисперсії ПВА) вихідної системи. Процес лужного алкоголізу, супроводжується гелеутворенням. Відомий спосіб омилення водних дисперсій ПВА водними розчинами лугів, які можна провести в одну стадію. гідроліз дисперсії ПВА з молекулярною масою 1106 - 2106 в цьому випадку проводять при температурі 0 - 20°С протягом 2 - 5 годин.
2.2. Лужний алкоголіз у неспиртових середовищах
У зв'язку з тим, що гелеутворення ускладнює проведення процесу омилення ПВА, робилися спроби вирішити цю проблему шляхом зміни умов процесу. Так, з метою зменшення щільності гелеподібної маси, в реакційне середовище вводять: «…органічна сполука, яка має меншу, порівняно з метанолом, термодинамічний спорідненість до ПВС» . Як осадники сополімерів ВС і ВА запропоновані ефіри багатоатомних спиртів і жирних кислот, метилацетат (MeAc), аліфатичні вуглеводні. Введення в реакційне середовище до 40% метилацетату дає можливість знизити ступінь омилення ПВА в момент фазового переходу з 60% до 35%. Зниження в'язкості реакційної маси в момент гелеутворення може бути досягнуто також введенням ПАР, наприклад: ОП-7, ОП-10 або проксанолів. У літературі є відомості про те, що як реакційне середовище можуть бути використані не тільки спирти, але також суміші з діоксаном і тетрагідрофураном (ТГФ), які є хорошими розчинниками для складних полівінілових ефірів. В роботі описаний процес омилення, який дозволяє отримувати високомолекулярний ПВС з низьким вмістом залишкових ацетатних груп при використанні як середовище ТГФ. Даний винахід було застосовано для омилення полівінілпівалату з метою отримання синдіотактичного ПВС. При цьому в прикладах не наводиться вказівок про можливе омилення ПВА. Є вказівки використання як реакційної середовища діоксану.
2.3. Омилення за механізмом амінолізу
Необхідно відзначити роботи російських дослідників, зокрема, із співробітниками, присвячені розробці нових способів отримання ПВС. Запропоновано спосіб омилення ПВА в середовищі моноетаноламіну, етанолу або суміші етанол-моноетаноламін під дією моноетаноламіну, що застосовується як агент, що омиляє. Отриманий даним способом ПВС містить менше 1% залишкових ацетатних груп і утворюється у вигляді тонкодисперсного порошку. Аналогічно, у заявці пропонується проводити гетерогенне омилення бісерного ПВА в метанолі під дією суміші моно-, ді-, триетаноламінів або аміаку з утворенням дисперсії ПВС.
2.4. Кислотний алкоголіз складних вінілових ефірів
ПВА та інші складні полівінілові ефіри можуть бути омилені за механізмом алкоголізу в присутності кислот.
disc"> Висока продуктивність Низькі енерговитрати Малий час синтезу Відсутність гелеутворення Можливість проведення процесу у висококонцентрованих системах Отримано вперше аморфізовані зразки ПВС зі ступенем кристалічності не більше 5% Спосіб придатний для омилення високомолекулярного ПВА без різкого зниження молекулярної маси полімеру
В основі способу відкритого лежить аналіз діаграм фазового стану для вихідного, проміжного і кінцевого продукту в системі «Спирт-Вода». На підставі фазових діаграм (аналогічних діаграм для омилення в системі «Бензин-Метанол») були підібрані умови для проведення синтезу не тільки в безгелевому режимі (отримання товарного полімеру у вигляді порошку), але також у гомогенному режимі (отримання готового прядильного розчину). Головною відмінністю цього процесу є проведення синтезу в області спинодального розпаду (класичні методики засновані на проведенні синтезу в галузі бінодального розпаду). При такому режимі швидкість зростання частинок, що утворилися, нової полімерної фази перевищує швидкість утворення нових частинок, що призводить, у свою чергу, до утворення в реакційному обсязі не просторової сітки з вузлами в частинках (центри кристалізації), а одиничних частинок. Розчинник, що використовується в синтезі, служить так само і пластифікатором для ПВС, що утворюється. Ступінь кристалічності такого ПВС може штучно змінюватись від 5 до 75%. Цей спосіб безумовно є новим та революційним.
4. Структура та властивості
4.1. Хімічна структура
У зв'язку з тим, що вихідний полімер (полівінілацетат) для отримання полівінілового спирту отримують реакцією полімеризації на кшталт «голова до хвоста», і отриманий ПВС має подібну будову. Загальна кількість мономерних ланок приєднаних за типом «голова до голови» знаходиться на рівні 1-2% і повністю залежить від їх вмісту в полівінілацетаті. Ланки приєднані на кшталт «голова до голови» надають велике значення фізичні властивості полімеру, і навіть з його розчинність у питній воді. Як правило, ПВС є слаборозгалуженим полімером. Розгалуженість обумовлена реакцією передачі ланцюга на стадії одержання полівінілацетату. Центри розгалуженості є найслабшими місцями полімерного ланцюга і саме з них відбувається розрив ланцюга при реакції омилення і, як наслідок, зменшення молекулярної маси полімеру. Ступінь полімеризації ПВС становить 500-2500 і не збігається зі ступенем полімеризації вихідного ПВА.
Ступінь гідролізу ПВС залежить від майбутнього його застосування і лежить в ділянці 70 – 100-моль%. Залежно від умов і типу часткового омилення залишкові ацетатні групи можуть бути розташовані по ланцюгу полімеру статистично або у вигляді блоків. Розподіл залишкових ацетатних груп впливає такі важливі характеристики полімеру як температура плавлення, поверхневе натяг водних розчинів або захисних колоїдів і температура склування.
Полівініловий спирт, отриманий із полівінілацетату, є тактичним полімером. Кристалічність ПВС зумовлена наявністю великої кількості гідроксильних груп у полімері. На кристалічність полімеру впливають передісторія отримання полімеру, розгалуженість, ступінь гідролізу і тип розподілу залишкових ацетатних груп. Чим вище ступінь гідролізу, тим вище кристалічність зразка ПВС. При термічній обробці повністю омиленого продукту його кристалічність підвищується і призводить до зниження розчинності у воді. Чим вище кількість залишкових ацетатних груп ПВС, тим менше утворення кристалічних зон. Винятком для розчинності є ПВС отриманий за методикою Бойко малої вихідної кристалічності, полімер (незалежно від молекулярної маси) чудово розчиняється у воді.
4.2. Фізичні властивості
Полівініловий спирт є чудовим емульгувальним, адгезійним і плівкоутворюючим полімером. Він має високу міцність на розрив і гнучкість. Ці властивості залежить від вологості повітря, оскільки полімер адсорбує вологу. Вода діє полімер як пластифікатор. При велику вологість у ПВС зменшується міцність на розрив, але збільшується еластичність. Температура плавлення знаходиться в області 230 ° C (в середовищі азоту), а температура склування 85 ° C для повністю гідролізованої форми. На повітрі при 220 °C ПВС нерозлучно розкладається з виділенням СO, CO2, оцтової кислоти та зміною кольору полімеру з білого на темно-коричневий. Температура склування та температура плавлення залежать від молекулярної маси полімеру та його тактовності. Так, для синдіотактичного ПВС температура плавлення лежить в області 280 °C, а температура склування для сополімеру ПВС-ПВА з вмістом ланок ПВА 50-моль% знаходиться нижче 20 °C. Аморфізований ПВС отриманий за методикою не має характерної ендотермічної області відповідальної за плавлення кристалічної фази, однак його термічне розкладання ідентично ПВС отриманому класичним способом .
4.3. Хімічні властивості
Полівініловий спирт стабільний щодо масел, жирів та органічних розчинників.
5. Застосування
- Згущувач і адгезійний матеріал у шампунях, клеях, латексах Бар'єрний шар для СО2 у пляшках ПЕТФ (поліетилентерефталат) Складова частина продуктів гігієни для жінок та догляду за дітьми Продукт для створення захисного шару процесі виготовлення пакувальних матеріалів Іммобілізація клітин та ензимів у мікробіології Виробництво полівінілбутиралей У розчинах для очних крапель та контактних лінз як лубрикант При нехірургічному лікуванні онкологічних захворювань - як емболізуючий агент Як сурфактант для отримання капсульованих наночастинок
Торгові марки полівінілового спирту Alcotex, Elvanol, Gelvatol, Gohsenol, Lemol, Mowiol, Rhodoviol und Polyviol.
