پلی وینیل الکل

پلی وینیل الکل یا PVA

پلی وینیل الکل به انگلیسی Polyvinyl alcohol معروف به (PVOH، PVA یا PVAl) یک پلیمر مصنوعی محلول در آب است.

پلی وینیل الکل دارای فرمول شیمیایی (C2H4O)x و بی رنگ و بی بو می باشد.

پلی وینیل الکل معمولاً به صورت مهره یا محلول در آب عرضه می شود.

کاربردهای پلی وینیل الکل

پلی وینیل الکل در کاغذسازی، اندازه تار نساجی، به عنوان ضخیم کننده و تثبیت کننده امولسیون در فرمول های چسب پلی وینیل استات (PVAc)، در انواع پوشش ها و چاپ سه بعدی استفاده می شود.

پلی وینیل الکل بدون یک عامل اتصال عرضی خارجی اضافه شده، محلول PVA را می توان از طریق انجماد و ذوب مکرر ژل کرد و هیدروژل های بسیار قوی، فوق خالص و زیست سازگار را تولید کرد که برای کاربردهای مختلفی مانند استنت های عروقی، غضروف ها، لنزهای تماسی و غیره استفاده شده است.

PVA یا پلی وینیل الکل به دلیل زیست سازگاری، تمایل کم به چسبندگی پروتئین و سمیت کم در کاربردهای مختلف پزشکی استفاده می شود. کاربردهای خاص شامل جایگزینی غضروف، لنزهای تماسی و قطره های چشمی است.

پلی وینیل الکل به عنوان کمکی در پلیمریزاسیون سوسپانسیون استفاده می شود. بزرگترین کاربرد آن در چین استفاده از آن به عنوان یک کلوئید محافظ برای ساخت پراکندگی PVAc است. در ژاپن کاربرد عمده آن تولید الیاف وینیلون است.

این الیاف نیز به دلایل خودکفایی در کره شمالی تولید می شود، زیرا برای تولید آن نیازی به روغن نیست.

کاربرد دیگر پلی وینیل الکل فیلم عکاسی است.

پلیمرهای مبتنی بر PVA به طور گسترده در تولید افزودنی استفاده می شود. به عنوان مثال، فرم های دوز خوراکی پرینت سه بعدی پتانسیل زیادی در صنعت داروسازی نشان می دهد.

امکان ایجاد قرص‌های حاوی دارو با ویژگی‌های اصلاح‌شده رهایش دارو وجود دارد که در آن PVA به‌عنوان ماده چسبنده استفاده می‌شود.

از نظر پزشکی، همچنین ممکن است به عنوان عامل آمبولیک در آمبولکتومی فیبروم رحمی (UFE) استفاده شود.

پلی وینیل الکل معمولاً در اسفنج های خانگی استفاده می شود که آب بیشتری نسبت به اسفنج های پلی اورتان جذب می کنند. چسب PVA معمولا برای چسباندن مواد متخلخل مانند چوب، کاغذ و پارچه استفاده می شود.

پلی وینیل استال ها

پلی وینیل استال ها با تیمار PVA با آلدئیدها تهیه می شوند. بوتیرآلدئید و فرمالدئید به ترتیب پلی وینیل بوتیرال (PVB) و پلی وینیل فرمال (PVF) دارند

 تهیه پلی وینیل بوتیرال بزرگترین کاربرد پلی وینیل الکل در ایالات متحده و اروپای غربی است.

تهیه پلی وینیل الکل

برخلاف بسیاری از پلیمرهای وینیل، PVA با پلیمریزاسیون مونومر مربوطه تهیه نمی شود، زیرا مونومر، وینیل الکل، از نظر ترمودینامیکی نسبت به توتومریزاسیون آن به استالدئید ناپایدار است. در عوض، PVA با هیدرولیز پلی وینیل استات،  یا برخی اوقات دیگر پلیمرهای مشتق شده از وینیل استر با گروه های فرمت یا کلرواستات به جای استات تهیه می شود.

 تبدیل پلی وینیل استرها معمولاً با ترانس استری کاتالیزور پایه با اتانول انجام می شود:

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

خواص پلیمر تحت تأثیر درجه ترانس استریفیکاسیون است.

مصرف جهانی پلی وینیل الکل در سال 2006 بیش از یک میلیون تن متریک بود.

تولیدکنندگان بزرگ عبارتند از Kuraray و Sekisui Specialty Chemicals، در حالی که سرزمین اصلی چین تعدادی از تأسیسات تولید بسیار بزرگ را در دهه گذشته نصب کرده است و در حال حاضر 45٪ از ظرفیت جهان را تشکیل می دهد.

ساختار و خواص پلی وینیل الکل

PVA یک ماده آتاکتیک است که بلورینگی را نشان می دهد. از نظر ریزساختار، عمدتاً از پیوندهای 1،3-دیول [-CH2-CH(OH)-CH2-CH(OH)-] تشکیل شده است، اما چند درصد از 1،2-دیول [-CH2-CH( بسته به شرایط پلیمریزاسیون پیش ساز وینیل استر، OH)-CH(OH)-CH2-] رخ می دهد.

پلی وینیل الکل دارای خواص فیلم سازی، امولسیون کننده و چسبندگی عالی است. همچنین در برابر روغن، گریس و حلال ها مقاوم است. دارای استحکام کششی و انعطاف پذیری بالا و همچنین خاصیت مانع اکسیژن و عطر بالا است. با این حال، این خواص به رطوبت بستگی دارد: آب جذب شده در سطوح رطوبت بالاتر به عنوان یک نرم کننده عمل می کند، که استحکام کششی پلیمر را کاهش می دهد، اما ازدیاد طول و قدرت پارگی آن را افزایش می دهد.

ملاحظات ایمنی

PVA به طور گسترده استفاده می شود، بنابراین سمیت و تجزیه زیستی آن مورد توجه است. محلول های حاوی بیش از 5٪ PVA برای ماهی سمی هستند. به آرامی تجزیه می شود.

پلی وینیل الکل مرک کد 114266

Polyvinyl alcohol114266  Merck

نام ماده : Poly(vinyl alcohol)

کد محصول مرک : 114266

cas number : 9002-89-5

فرمول شیمیایی : CH₂CHOH)n)

دانسیته: 1.19 g/cm³

نقطه ذوب: 200 °C