Polyvinyl alcohol

Poly (vinyl alcohol) (thường được gọi là PVOH, PVA, hoặc PVAl) là một loại polymer tổng hợp có khả năng hòa tan trong nước với công thức hóa học đơn giản [CH ₂ CH (OH)] _n. Chất này được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp giấy, làm keo, tăng độ đặc và ổn định nhũ tương trong các hỗn hợp kết dính PVAc, cũng như trong nhiều loại sơn phủ và in 3D. Chất này không màu (trắng) và không có mùi, thường được chế biến dưới dạng hạt hoặc dung dịch nước.

PVA được ưa chuộng trong y học nhờ tính tương thích sinh học cao, khả năng ít kết dính với protein và độc tính thấp. Nó được sử dụng trong các ứng dụng cụ thể như thay thế sụn, sản xuất kính áp tròng và thuốc nhỏ mắt. Rượu polyvinyl cũng là chất hỗ trợ trong quá trình trùng hợp huyền phù. Ở Trung Quốc, PVA chủ yếu được dùng làm keo bảo vệ để hỗ trợ sự phân tán của polyvinyl axetat, trong khi ở Nhật Bản, nó được sử dụng chính trong sản xuất sợi Vinylon. Sợi này cũng được sản xuất ở Triều Tiên do không cần dầu trong quá trình chế tạo. PVA còn có ứng dụng trong phim chụp ảnh.

Hiện nay, các polymer dựa trên PVA đang được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất phụ gia, với tiềm năng lớn trong ngành dược phẩm thông qua việc in 3D các dạng bào chế uống được. Việc này cho phép tạo ra viên nén chứa thuốc với khả năng giải phóng thuốc tùy chỉnh, trong đó PVA đóng vai trò quan trọng như chất kết dính.

Trong lĩnh vực y học, PVA cũng có thể được sử dụng như một tác nhân chặn mạch trong phẫu thuật cắt bỏ u xơ tử cung (UFE).

Polyvinyl axetal

Polyvinyl axetal được tạo ra bằng cách xử lý PVA với các andehit tương ứng. Chẳng hạn, butyraldehyde phản ứng với formaldehyde để tạo ra polyvinyl butyral (PVB) và polyvinyl formal (PVF). Ở Mỹ và Tây Âu, việc chế tạo polyvinyl butyral tiêu tốn lượng lớn rượu polyvinyl.

Chế tạo

Khác với hầu hết các polymer vinyl, PVA không được tạo ra qua phản ứng trùng hợp monome tương ứng vì monome rượu vinyl không bền do phản ứng đồng phân hóa thành acetaldehyde. PVA được chế tạo bằng cách thủy phân polyvinyl axetat, hoặc các polymer khác có nguồn gốc từ vinyl este với các nhóm fomat hoặc cloroaxetat thay vì axetat. Quá trình chuyển đổi polyvinyl este thường được thực hiện thông qua phản ứng transester hóa với etanol dưới tác dụng của bazơ.

[CH ₂ CH (OAc)] _n + C ₂ H ₅ OH → [CH ₂ CH (OH)] _n + C ₂ H ₅ OAc

Tính chất của polymer bị ảnh hưởng bởi mức độ chuyển ester.

Tổng mức tiêu thụ rượu polyvinyl trên toàn cầu đã vượt qua một triệu tấn vào năm 2006. Các công ty lớn trong ngành bao gồm Kuraray (Nhật Bản, Châu Âu và Hoa Kỳ) và Sekisui Specialty Chemicals (Hoa Kỳ). Trung Quốc cũng đã xây dựng nhiều nhà máy sản xuất trong thập kỷ qua và hiện đang cung cấp 45% sản lượng toàn cầu.

Cấu trúc và đặc điểm

PVA là một polymer không có cấu trúc lặp lại đồng nhất và thể hiện tính chất tinh thể. Về cấu trúc vi mô, PVA chủ yếu bao gồm các liên kết 1,3-diol [−CH ₂ −CH (OH) −CH ₂ −CH (OH) -], với một lượng nhỏ liên kết 1,2-diol [−CH ₂ −CH (OH) −CH (OH) −CH ₂ -], phụ thuộc vào điều kiện phản ứng trùng hợp của tiền chất vinyl este.

Polyvinyl alcohol có khả năng tạo màng, nhũ hóa và kết dính tốt. Nó cũng chống lại dầu, mỡ và dung môi, có độ chịu kéo cao và tính mềm dẻo tốt, cùng với khả năng chống ôxy và mùi hiệu quả. Tuy nhiên, những đặc tính này thay đổi theo độ ẩm: nước hấp thụ ở độ ẩm cao hơn hoạt động như một chất hóa dẻo, làm giảm độ chịu kéo của polymer nhưng làm tăng độ giãn nở và độ chịu xé của nó.

Đánh giá về an toàn và bảo vệ môi trường

Do sự phổ biến của PVA, vấn đề độc tính và khả năng phân hủy của nó trong môi trường trở nên quan trọng. Dung dịch chứa đến 5% PVA không gây độc cho cá. PVA phân hủy chậm trong tự nhiên.

• Polyvinyl axetat
• Vinyl axetat
• Quá trình trùng hợp
• Polyvinyl nitrat

Tham khảo

Tài nguyên bên ngoài

• MSDS
• Công thức chế tạo 'Slime'
• Quá trình hình thành lớp PVA trong chai PET

1. ^ “Poly(vinyl alcohol)_msds”.
2. ^ Schnepf MJ, Mayer M, Kuttner C, Tebbe M, Wolf D, Dulle M, và cộng sự (tháng 7 năm 2017). “Nanorattles with tailored electric field enhancement”. Nanoscale. 9 (27): 9376–9385. doi:10.1039/C7NR02952G. PMID 28656183.
3. ^ Tang X, Alavi S (2011). “Những tiến bộ gần đây trong các hỗn hợp polymer dựa trên tinh bột và polyvinyl alcohol, nanocomposite và khả năng phân hủy sinh học của chúng”. Carbohydrate Polymers. 85: 7–16. doi:10.1016/j.carbpol.2011.01.030.
4. ^ Baker MI, Walsh SP, Schwartz Z, Boyan BD (tháng 7 năm 2012). “Tổng quan về polyvinyl alcohol và ứng dụng của nó trong sụn và các ứng dụng chỉnh hình”. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 100 (5): 1451–7. doi:10.1002/jbm.b.32694. PMID 22514196.
5. ^ Báo cáo của SRI Consulting CEH về Polyvinyl Alcohol, công bố tháng 3 năm 2007, tóm tắt được lấy vào ngày 30 tháng 7 năm 2008.
6. ^ Lampman, Steve (2003). Phân tích và đánh giá các loại nhựa. ASM International. tr. 29.
7. ^ Xu X, Zhao J, Wang M, Wang L, Yang J (tháng 8 năm 2019). “Viên nén Polyvinyl Alcohol in 3D với nhiều hồ sơ giải phóng”. Scientific Reports. 9 (1): 12487. doi:10.1038/s41598-019-48921-8. PMC 6713737. PMID 31462744.
8. ^ “Tắc mạch u xơ tử cung (Leiomyoma) và hình ảnh”. WebMD LLC. 16 tháng 11 năm 2018.
9. ^ Bách khoa toàn thư Ullmann về Hóa chất công nghiệp, Weinheim: Wiley-VCH, 2005
10. ^ Hallensleben, Manfred L. (2005), “Các hợp chất polyvinyl và các loại khác”, Bách khoa toàn thư Ullmann về Hóa chất công nghiệp, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002/14356007.a21_743