Свойства и применение поливинилового спирта

Поливиниловый спирт – материал, обладающий специфическими свойствами и используемый в различных промышленных направлениях. Ввиду его популярности и активного применения, считаем необходимым поговорить о нем более детально. Поэтому в данной статье расскажем, что он собой представляет, какими свойствами обладает, а также где применяется и, собственно, где продается в Украине на выгодных условиях. Если вам интересна такая информация в подробностях, читайте далее.

Что такое поливиниловый спирт и каковы его свойства?

Поливиниловый спирт, или сокращенно ПВС (PVOH, PVA, PVAL) – это твердое вещество органической этимологии, принадлежащее к группе термопластов (полимерных материалов, которые могут обратимо становиться при нагревании высокоэластичными или вязкотекучими). Выглядит как белая (иногда – светло-желтая или кремовая) порошкообразная либо гранулированная масса, сформированная, соответственно, белыми, желтоватыми или бесцветными частицами. Ароматических характеристик и вкусовых параметров лишена.

Физические и химические свойства

Этот термопластичный полимер отлично растворяется в воде, а еще в таких средах, как ациклические двухатомные спирты, пропантриол-1,2,3, водные растворы карбамида, ДМФА и ДМСО. Проявляет стойкость к преимущественному количеству универсальных органических растворителей, масел, бензина, керосина и прочих углеводородов, к разбавленным кислотам, окислителям и щелочным растворам. Не разрушается под влиянием солнечного излучения и микроорганизмов. Имеет высокие клеящие качества, выступает превосходным эмульгатором, пленкообразователем и адгезионным полимером. Токсичного воздействия не осуществляет.

Стоит учитывать гигроскопичность ПВС и постоянное вхождение в его состав около 5 % воды, в некой степени пластифицирующей его. При этом вода беспрепятственно и оперативно испаряется, а поэтому есть потребность в задействовании иных пластификаторов, каковыми в данном случае могут выступать 1,2-диоксиэтан, 1,3-бутандиол, фосфорная кислота и глицерин.

Хотя, в целом, данному материалу характерны высокие прочностные параметры на разрыв и гибкость, на прочность может влиять окружающая влажность. Когда он впитывает влагу, становится более эластичным, но не таким прочным, как до этого. Гранулированный продукт в присутствии влаги и под давлением сбивается в комки.

ПВС – горючее вещество. При разложении в ходе нагрева образует воду, углекислоту, монооксид углерода и этановую к-ту. При этом меняется окрас: на смену белому приходит темно-коричневый.

Как многоатомный спирт, это хим. соединение реагирует с кислотами, образуя сложные эфиры (реакция этерификации), и с альдегидами (ацеталирование). Сочетание с йодом приводит к появлению синих комплексов (качественная реакция на ПВС).

Плотность – 1,19-1,31 г/см³, вязкость – 5 мПа•с, степень гидролиза – 88 моль%, степень полимеризации – 500-5000, кристалличность – 30-70 % (зависит от производственных аспектов). Термосвойства: t плавления – 225 °C, t разложения – 230 °C, t стеклования – 85 °C.

Хим. формула: (C₂H₄O)_x, где x оповещает о степени полимеризации.

Важно! Поливиниловый спирт выпускается под разными марками. Различные виды маркированных средств могут отличаться составом и рядом физ.-хим. параметров. Варьируется уровень полимеризации и гидролиза. Разные водные р-воры проявляют различные физические и химические свойства. Если рассматривать название той или иной марки, первая цифра будет говорить о вязкости 4 % водного р-вора при t 20 °C, вторая – о степени гидролиза. При значении последнего 86,5-96 моль% ПВС омыленный частично, при 98 моль% – полностью.

Преимущества

Подытоживая все вышеописанные характеристики указанного вещества, хотим выделить отдельно каждую из них, которая является неоспоримым плюсом:

- отсутствие запаха;

- образование не имеющих окраса, прочных и эластичных покрытий;

- оперативное схватывание после реакции;

- повышенные прочностные параметры, прочность к разрыву и сопротивление к истиранию ПВС материалов, по сравнению с прочими продуктами;

- уменьшенное влагопоглощение, если проводить аналогию с растворимыми в воде смолами (акриловой и т.д.);

- высокая адгезия, прежде всего к синтетическим волокнам;

- высокопрочность и абразивостойкость покрытий;

- инертность к действию масел, жиров и всяческих растворителей;

- сравнительная однородность хим. структуры (лучше, чем у декстринов и казеина);

- значительные адгезивные качества при малом количестве сырья;

- хорошая защита пряжи + уменьшение вероятности повреждения нитей в производственном процессе до 50 %.

Получение. Если принимать во внимание большинство полимеров, то отличие от них у поливинилового спирта заключается в способе получения. Тогда как те создают путем полимеризации соответствующего мономера, ПВС производят косвенно, преимущественно из ПВА, а не из этенола. То есть поливинилацетат – главное сырье для производства ПВС. Современный пром. синтез этого вещества выглядит как полимераналогичные трансформации (разные варианты омыления ПВА в спиртовой или водной среде при наличии оснований или кислот).

Основные методы получения таковы:

- алкоголиз полимеров сложных виниловых эфиров. Среда – прошедшие осушение низшие ациклические спирты. Дополнительные участники – гидроокиси щелочных металлов. Специфическая особенность – гелеобразование;

- алкоголиз с участием кислот (кислотный алкоголиз). Аналогично дополняется возникновением геля;

- щелочной алкоголиз + сольволиз водой. Среда – совокупность низших ациклических спиртов и иных растворяющих материалов (воды, диоксана, диметилкетона, бензина либо эстеров). Если задействуется вода, почти всегда ее объем не более 10 %, а омыление так же дополняется появлением геля;

- гидролиз при наличии кислотных/щелочных агентов с водой в качестве реакционной среды.

Становится понятным, что гелеобразование – основной негативный технологичный нюанс, с которым нужно как-то справляться. Поэтому производственный процесс предвидит необходимость в спец. аппаратурном оформлении, позволяющем решать эту проблему.

Упаковка, транспортировка, хранение

Упаковывают ПВС, как правило, в бумажные, полимерные или двухслойные (бумага + ПЭ) мешки по 20-25 кг. Перевозка допустима разными видами транспортных средств, за исключением воздушных. И при перевозке, и при хранении важно предотвращать контакт данного полимера с атмосферными осадками, исключать влияние тепловых источников (солнечный свет – не исключение). Хранить поливиниловый спирт следует в упаковке производителя, обеспечивая ее целостность, в закрытых сухих складах с достаточно хорошим проветриванием. Оптимальный температурный режим – комнатная t.

Если соблюдать все указанное, период хранения будет практически неограниченным. Гарантийный срок годности составляет 1 год. Но после этого продукт не становится непригодным. Просто перед тем, как применять ПВС по истечении 12 месяцев со дня изготовления, нужно проверять его свойства.

Техника безопасности

Примечательно, что данный реактив является неопасным, если соблюдать нормальные условия обращения с ним. К тому же, некоторые сорта могут использоваться не только в промышленных целях, но даже в пищепроме и медицине, что также говорит о многом. Вместе с тем, стоит учитывать горючесть этого материала (t воспламенения от стороннего огнеисточника – 205 °С, t самовоспламенения – 344 °С) и способность выделять при нагревании до 180 °С токсический метаналь, угарный газ и пары уксусной кислоты. Из этого следует, что возгораний нельзя допускать, а в случае таковых важно позаботиться о безопасности окружающих и задействовать соответствующие меры по тушению. Что и как необходимо делать в такой ситуации, а также общая информация о безопасности вещества, как правило, подается в инструкции.

Где может применяться ПВС?

Спектр применения у данного соединения – широчайший, начиная с эмульсионной полимеризации, заканчивая созданием связок для растворов красок. Как уже упоминалось, это отличный эмульгатор, адгезионный и образующий пленку полимер.

Основные сферы, в которых задействуют поливиниловый спирт:

√ Химия. Производство ПВС волокон и полимерных пленок, стабилизация водной полимеризации винилового эфира уксусной к-ты, адгезия и загущение клеевой и латексной продукции. Кроме того, это популярное сырье для создания прочих полимеров (поливиниловых ацеталя и нитрата);

√ Сельское хозяйство. ПВС задействуется как синтетическое удобрение для улучшения плодородности почвы в роли влагоудерживателя и для защиты растений от различных негативных воздействий;

√ Металлургия. Принимает участие в закалке стали;

√ Строительство. Служит защитным средством для стройматериалов, а также выступает арматурным волокном в бетонах;

√ Бумажное и текстильное производства. Помогает склеивать куски бумаги, картона, тканей и кож. Кроме того, используется для крепления товарных бирок, этикеток, почтовых конвертов, пакетных клапанов и т.д.;

√ Приборостроение. Участвует в изготовлении циклографических клише и всяческих печатных плат;

√ Электротехника. Производство керамических компаундов;

√ Пищепром. Известен как добавка к пище под кодом Е1203, выступающая глазирующим агентом, эмульгатором и связкой для воды (влагоудерживателем). Используется при глазировании рыбы и морепродуктов. Является частью пленочных покрытий сыров и колбасной продукции (пленкообразователь), а также ПЭТФ емкостей для жидких пищевых продуктов;

√ Медицина и фармацевтика. Выполняет роль плазмозаменителя при гемотрансфузии. Задействуется в эмболотерапии онкообразований терапевтическими методами (локализирует и блокирует опухоли). Способствует фиксации при сборе образцов (взятии анализов). Служит сырьем для производства медикаментов (например, иодинола – антисептического лекарства для наружного использования, а также глазных капель и жидкостей для контактных линз) и принимает участие в ряде иных не менее значимых медицинских процессов;

√ Косметическое и парфюмерное направления. Входит в состав различной уходовой косметики (шампуней, кремов, бальзамов…) и гигиенических средств, которые разрабатываются не только для взрослых, но и для детей;

√ Микробиология. Необходим для такого важного процесса, как иммобилизация клеток и ферментов;

√ Производство бытовой химии. Задействуется в изготовлении водорастворимых капсул, в частности для стиральных порошков;

√ Живопись. Находит применение в консервации образотворческих старинных экспонатов. С его помощью осуществляют профилактическую заклейку. Также он входит в состав реставрационных грунтов.

Клеевое сырье или клеящая основа многоразового действия, стабилизатор и защитный коллоид дисперсии полимеров, компонент фоточувствительных покрытий, участник гранулирования и микроинкапсуляции, полимеризатор, разделительный агент, загуститель и адгезионный материал, ПАВ для создания капсулированных наночастиц – это лишь малая часть обозначений, которыми можно описывать поливиниловый спирт. Сфер и процессов, для которых он важен, очень и очень много.

Приготовление раствора

Так как в большинстве перечисленных отраслей указанный хим. продукт используется в виде раствора, считаем необходимым рассмотреть его приготовление.

Использовать для этого нужно емкости, которые произведены из материалов, устойчивых к коррозионному воздействию. Они должны быть чистыми, без пленок и отложений.

Как готовить р-вор? В холодную воду нужно, размешивая, засыпать ПВС, а после нагревать состав до полного растворения. Для нагрева можно задействовать водяную баню или водяной пар с t до 90-95 °C. Чтобы не появилась пленка, когда раствор охлаждается, его необходимо перемешивать. Стоит учитывать:

- если повышается t, то растворение происходит с увеличенной скоростью;

- если увеличивается молярная масса, растворение замедляется;

- если осуществляется переход на высокие концентрации, растворение затрудняется.

Из этого следует, что концентрированные растворы, в частности 30 %, нужно готовить при максимальной t – 95 °C.

Когда ПВС раствор перемешивается или перемещается по трубопроводу, может появляться пена. Чтобы этого избежать, нужно использовать мешалку специальной формы (анкерную низкоскоростную) или не допускать участков падения. Если понадобится пеногаситель, так как предотвратить образование пены не удалось, можно задействовать n-октанол, трибутиловый эфир фосфорной кислоты или другие материалы с аналогичным действием в объеме 0,003-0,10 % от общей массы.

Длительное хранение р-вора приводит к увеличению вязкости, но это не страшно. Чтобы восстановить начальные вязкостные параметры, нужно выполнить нагревание и перемешивание рассматриваемого материала.

Для ускорения сушки клея можно использовать спирты или прибегать к дисперсии. Лучшая t сушки – максимально низкая и не более 130 °C. В ином случае будет ухудшена активация высохшего слоя.

Не забывайте и такое: если пластификатором выступает вода, прочность PVAL значительно уменьшается. В воде реализуются распад и мгновенное растворение.

Где купить поливиниловый спирт в Украине на выгодных условиях?

Если вам понадобился рассмотренный продукт и вы хотите купить его в Украине по хорошей цене и с гарантией высоких качественных параметров, обращайтесь в компанию «Система Оптимум». Наше предприятие не единственное, кто реализует PVOH, но уж точно одно из тех, которые предлагают самые выгодные условия приобретения. Работаем по всей Украине. Заявки принимаем онлайн, в телефонном режиме и через электронную почту. Высокое качество продукта подтверждено сертификатом. Цена на любые объемы – невысокая. Плюс при крупных оптовых заказах возможны скидки в индивидуальном порядке. Каждая партия товара доставляется своевременно, благодаря его постоянному наличию на складах и собственному автопарку нашей компании. Полный комплекс выгод сотрудничества гарантируем каждому заказчику!

Покупайте поливиниловый спирт у ЧП «Система Оптимум» – останетесь довольны выбором по максимуму!