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:

1. Молекулярна формула - С2Н4Ох.
2. Температура, за якої речовина закипає: 228°С.
3. Щільність - 1,19 - 1,31 г/см3.
4. Температура, за якої речовина плавиться - 200°С.

Застосування речовини для отримання полімерів

Найчастіше полівініловий спирт використовують для отримання інших полімерів, наприклад:

1. Ацеталь полівініловий. Ця речовина утворюється внаслідок взаємодії полівінілового спирту з альдегідами.
2. 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:

1. Покриття паперове для лайнерів.
2. Бар'єрний шар у поліетилентерефталатових ємностях для діоксиду вуглецю.
3. Водорозчинна плівка для пральних порошків у спеціальних капсулах.
4. Мастило для твердих контактних лінз, він додається в краплі для очей.
5. Фіксатор, необхідний збору зразків.
6. Волокна для армуючих елементів у бетонному розчині.
7. Агент емболізації під час проведення медичних процедур.
8. Адгезійна речовина та згущувач при виробництві різноманітних шампунів, а також латексу.
9. Емульгатор у багатьох галузях харчової промисловості.
10. 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 плівкоутворюючу 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.

Вогнетривка фарба створюється в процесі змішування сполучного, пігменту та наповнювача. В результаті з'являється плівка, яка не тільки служить гарним захистом від вогню, але й виконуються декоративні функції. Важливим компонентом вогнетривкої фарби є полівініловий спирт.

Спосіб застосування вогнетривкої фарби

Процес полягає в змішуванні сухої суміші зі сполучною стійкою температури (наприклад, скло рідкої консистенції, щільність якого 1,3-1,4 г/смз, і кремнійорганічну фарбу типу ВН-30). Відбувається ця дія прямо на місці фарбувальних робіт. Потрібно відзначити, що в будь-якому випадку фарба залишається життєстійкою після змішування протягом 6-12 годин.

Такий тип матеріалу доречний для фарбування різноманітних типів двигуна (наприклад, реактивних), теплообмінних конструкцій, глушників автомобіля, колекторів, різних видів трубовідведення, пристроїв для опалення приміщень, а також печей різного призначення.

У чому ж полягають переваги фарби, що розглядається?

У світі існує велика кількість засобів для забарвлення з наявністю функції захисту від вогню. Але вогнетривка фарба виділяється серед інших у міру величезної кількості переваг:

Полівініловий спирт у вогнезахисних фарбах

Полівініловий спирт - полівінілалкоголь найпростішого складу, який створюється в процесі омилення полівініл ацетату в певному типі середовища (має місце лужне або кисле). В даному випадку процеси деструкції проходять у трохи пригніченому ступені, так, вага молекул IIBC практично не відрізняється від ваги молекул полівінілацетату (20-100 тисяч).

Полівініловий спирт формула:

Слід зазначити, основні продукти промислового виробництва IIBC використовуються створення винолу, волокна синтетичного походження. У процесі виготовлення фарб та лаків полівініловий спирт виконує функції захисного колоїду, а також плівкоутворюючого елемента для фарб на водній основі. Останній спосіб застосування пов'язаний з наявністю у наведеного спирту певних фізичних і механічних характеристик нолівінілспиртових плівок, крім того, є залежність від здатності перетворення таких плівок тривимірним способом внаслідок найвищого процвітання активних процесів гідроксильних груп полівінілового спирту в таких реакціях, як заміщення, етерифікація відновлення, і навіть освіту комплексів.

Процеси перетворення полівінілового спирту:

• Нев'язкі розчини полівінілового спирту виходять внаслідок дій з ПВС, вага молекул якого мала, а pH становить 6-7 одиниць. При цьому концентрація таких розчинів визначається в межах 10-13% (за межею 15% рівень в'язкості різко стає вищим). Якщо має місце вміст ацетатних груп осадового характеру< 5 мол. %, то реакция в воде (растворение) проходит при определенной температуре, которая нередко достигает 60-70 градусов. Сольвары, вещества, имеющие способность неполного омыления поливинилацетата и содержащие группы ацетата 13-20%, воздействуют с водой в ходе растворения при комнатном режиме температуры.

• Якщо полівініловий спирт окислюється з броматом, перманганатом або біхроматом калію (мають місце та інші окислювачі), виникає процес деструкції, внаслідок чого створюються нові групи з вмістом кисню. Серед них альдегідні та карбоксильні, що розташовуються на кінцях ланцюга. У самій структурі мають місце кетонні групи.
• Є можливість формування структури, пошитої тривимірним способом. Відбувається це внаслідок зневоднення продукту деструкції полівінілового спирту (реакція окисного характеру). Ефект посилюється в процесі впливу сірчаної кислоти, яка є водовіднімною частинкою. Цей тип структури досягається завдяки створенню поперечних ацетальних або складноефірних типів зв'язків.
• У процесі окислення полівінілового спирту в розчині води за допомогою похідних мають місце два способи перетворення (це залежить від реакції, властивої середовищі). Один з них полягає в тому, що іони організують зшивання додаткового рівня, в результаті чого разом з гідроксильними та кетонними групами окисленого полівінілового спирту вони створюють сполуки комплексного характеру. Важливо, що даний варіант є кращим.

Таким чином, в результаті розглянутих процесів перетворення були сформовані та випущені у виробництво водорозбавлювані фарби сухої консистенції, а також шпаклювальні структури для будівництва різноманітних об'єктів. Полівініловий спирт може бути заміщений сольваром, а біхромат замінюється хромовим ангідридом.

Сам процес створення фарб сухої консистенції полягає у зміщенні складових у млині кульового характеру роботи або на бігунах. Матеріали для фарбування розводяться водою або кислотою (у розбавленому вигляді). Проводиться ця дія ніде інакше, як на об'єкті будівництва. Наносяться вони з використанням стандартних методів без застосування шпаклівки по підкладках із слабовираженими лужними або нейтральними властивостями. Серед таких цегла, бетон або застаріла штукатурка. Нанесення може проводитися на підкладки з яскраво вираженими лужними властивостями за умови, що вони загрунтовані. Такий вид фарб використовується для покриттів, що виконують свої функції усередині приміщення.

Таблиця. Розподіл марок полівінілового спирту згідно з сферою застосування.

Марка	Застосовність
	Як сокомпонент світлочутливих копіювальних розчинів для виготовлення цинкографських кліше відлікових друкованих форм і друкованих плат
	Як сокомпонент світлочутливих розчинів для виготовлення багатошарових друкованих плат методами попарного пресування та наскрізною металізацією отворів, для двосторонніх друкованих плат комбінованим позитивним методом
	Просочувальний матеріал при виготовленні маслостійкого міцного напівпрозорого паперу
6/1, 8/1, 16/1, 20/1	Сполучний матеріал при виготовленні тонких формувальних порошків для кераміки та стрижневих сумішей для лиття
16/1, 18/11, 20/1	Для шліхтування волокон та пряжі з натуральних, штучних, синтетичних волокон Як емульгатор для приготування емульсій при перекисному відбілюванні бавовняних швейних ниток
6/1, 8/1, 11/2, 16/1, 20/1, 40/2	Для синтезу полівінілацеталів як емульгатор і стабілізатор при емульсійній полімеризації вінілацетату та інших мономерів
	Як стабілізатор при суспензійній полімеризації стиролу та при виготовленні кополімерної дисперсії на основі вінілацетату
6/1, 8/1, 11/2, 16/1, 5/9	У виробництві клеїв, у чистому вигляді та в суміші з наповнювачем для склеювання шкіри, тканини, паперу, для наклеювання етикеток
40/2 вищий сорт	При виготовленні поляроїдів
	Як добавка в крейдяну суспензію

Таблиця. Полівініловий спирт - вплив на показники білизни

Спосіб	Ступінь полімеризації	Ступінь гідролізації	Час нагріву (хв) та рівень білизни (%)
	-	-	0	30	45	60	90	105	120	135	150
З 1	2400	98,5	91,8	89,6	28,4	0	-	-	-	-	-
C2	500	98,5	92,6	89,6	43,1	0	-	-	-	-	-
C3	2400	88	91,9	89,0	77,7	61,2	22,2	0	-	-	-
E1	500	88	92,5	92,0	89,5	87,2	84,8	83,1	75,5	27,8	0,0
Е2	500	75	92,3	92,9	89,5	87,1	82,8	61,4	0,0	-	-
Е3	300	88	92,0	90,2	89,3	88,6	83,7	83,1	74,1	56,2	00
Е4	300	80	92,7	90,4	89,9	88,8	84,0	83,4	71,5	0,0	-
Е5	300	75	91,9	91,0	89,3	88,7	84,4	84,1	69,9	0,0	-

Полівінілхлорид – застосування в вогнезахисних фарбах

Матеріал ПВХ має широке застосування у виробництві вогнезахисних фарб і для того, щоб переконатися в цьому, доцільним буде розглянути основні характеристики полівінілхлориду.

Порошок білого кольору – саме такий зовнішній вигляд має ПВХ. Існує класифікація матеріалу, що розглядається.

Види полівінілхлориду:

1. Пластифікований (доречне застосування пластифікатора);
2. Чи не пластифікований.

До хімічного складу полівінілхлориду входять три основні речовини: водень, вуглець та хлор. ПВХ має надмірну стійкість до дії багатьох реагентів хімічного походження.

Даний елемент має безпосереднє відношення до групи полімерів, які використовують не тільки нафту як основний продукт виробництва. Сировиною у разі цілком можуть бути такі речовини, як етилен (43%), що видобувається з нафти, і хлор (57 %), який видобувається під час переробки кухонної солі.

Серед сфер застосування полівінілхлориду слід виділити чимало пунктів:

Насамкінець важливо відзначити, що ПВХ має широкий спектр застосування в різних галузях виробництва: будівництво, автомобільна галузь, виробництво медичних матеріалів, а також споживчих товарів. Це говорить про те, що ПВХ користується величезною популярністю у суспільстві та з часом стає практично незамінним матеріалом.

матеріали на тему

Все частіше люди турбуються про необхідність захисту своїх жител, робітників та виробничих приміщень тощо. від спалахів. Вогнезахист матеріалів та конструкцій став актуальною темою. Все більш серйозний підхід виявляють замовники під час перевірки застосування вогнезахисту в будівельних конструкціях з різних матеріалів і навіть металу. Найбільш ретельно перевіряються фарби, що використовуються в будівництві і є нібито «не займисті». Але, на жаль, більшість будівельних матеріалів має стійкість до вогню лише на папері. Насправді все зовсім інакше.

За словами виробників HybridRED, він здатний захистити поїзди та вагони метро від вогню та диму.

Фінська компанія Finnester Coatings заявляє, що їхнє нове покриття здатне захистити поїзди та вагони метро від пошкоджень внаслідок вогню та диму, тим самим відповідаючи новим європейським стандартам пожежної безпеки.

Хімічна формула полівінілового спирту - (C2H4O)x де x - відповідає за ступінь полімеризації. Ця речовина представлена ​​у вигляді білого або світло-кремового порошку.

Полівініловий спирт не має специфічного запаху та смаку. Його вважають термопластичним полімером, тому він добре розчиняється у різних рідинах: гліцерині, воді, сечовині, диметилформальдегіді. Закипає ПВС за нормальної температури 228°C, але починає плавитися вже за 200°C.

На полівініловий спирт не діють агресивні речовини:

• . олії,
• . бензин,
• . розчини лугів,
• . гас і т.д.

Крім того, ця речовина не виділяє токсинів. У своєму складі цей порошок містить близько 5% води. Такий компонент робить спирт пластичнішим. Також для підвищення пластифікуючих властивостей до складу полівінілового спирту додають:

• . гліцерин,
• . бутиленгліколь,
• . фосфорну кислоту.

У промислових масштабах цей порошок одержують у результаті полімераналогічних реакцій. У них беруть участь як прості, так і складні сполуки полівінілових ефірів. Насправді цей процес відбувається за рахунок омилення полівінілацетату в спиртовому середовищі. Також ПВА може вступати в реакції з основами та кислотами, що знаходяться у воді.

Існує кілька марок полівінілового спирту, вони поділяються на: повністю гідролізовані та частково гідролізовані. Однією з найпопулярніших марок у текстильній промисловості вважається 16 марка. Полівініловий спирт має 16 білий колір, вироблятися у вигляді гранул. Його використовують під час обробки тканин та шкіри.

Властивості ПВС

Властивості полівінілхлориду досить різноманітні, тому що на нього може впливати вологість повітря. При підвищеній вологості він починає втрачати густину. При нормальних кліматичних показниках ця речовина має високу еластичність та міцність. Цей спирт здатний надавати сировині склеювальні властивості.

ПВС має також плівкоутворюючі властивості, але при цьому, він не здатний до розчинення в кислотах, лугах і розчинниках. Якщо на сухий порошок ПВС потрапить вода, цей матеріал повністю в ній розчинитися.

Клей на основі полівінілового спирту відрізняється високою щільністю та в'язкістю. Його застосовують у процесі виробництва тари, пошиття одягу. Він стійкий до бензину, олій та кислот.

Застосування ПВС

Цей порошок бере участь у процесі виготовлення інших полімерних сполук. З його допомогою одержують:

• . полівініловий нітрат,
• . полівініловий ацеталь,
• . полівінілацетатні дисперсії.

У країнах Азії ПВС бере участь у виробництві текстильних волокон та тканин. Якщо розглядати цей матеріал з погляду універсальності, він застосовується практично у всіх сферах людської діяльності.

У сфері аграрного господарства його додають до складів до синтетичних добрив, вони якісно покращують склад ґрунту.

У металургійній сфері ПВС застосовують для загартування сталевого металу.

Полівініловий спирт є незамінним компонентом у процесі виробництва будівельних матеріалів. Він допомагає захищати покриття багатьох матеріалів.

Цей матеріал можна знайти у складах парфумерної та косметичної продукції.

Розчин полівінілового спирту у складі клею допомагає склеювати різні тканини, шкіру, папір та інші матеріали. З його допомогою приклеюють бирки та етикетки.

У західних країнах ця речовина знайшла своє застосування у сфері живопису. З його допомогою виробляють консервацію образотворчих старовинних експонатів.
Виробництво полівінілового спирту допомагає медикам проводити переливання крові, робити фіксацію при збиранні зразків.

Низькомолекулярний ПВС застосовують у процесі виробництва продуктів харчування. Його вводять до складу продуктів як глазурующего агента. Ним обробляють рибу, морепродукти, ковбасні вироби.

Також варто зазначити, що цей порошок вводять до складу:

• . очних крапель,
• . змивок для контактних лінз,
• . будівельної арматури,
• . пакувальних водорозчинних матеріалів,
• . шампунів, гелів та бальзамів.

Деякі інтернет-ресурси стверджують, що раніше полівініловий спирт можна було знайти у будь-якій аптеці. На даний момент цей полімер заборонено використовувати у харчовій галузі на території Російської Федерації. У світі можуть маркувати як харчову добавку Е1203.

Виробники та вартість

Головними світовими виробниками полівінілового спирту вважаються країни:

• . Китай,
• . Корея,
• . США.
• . Японія,
• . Іспанія

У Російській Федерації цей матеріал виробляють компанії:

• . ТОВ ОдіХім,
• . ТОВ ВітаХім,
• . ТОВ Економкемікал,
• . ТОВ Статус.

Середня ціна на полівініловий спирт становить 2,5-3,5 $. Фасування ПВС проводитися в мішки масою від 20 кг. Зберігати цей матеріал необхідно в сухих та добре вентильованих приміщеннях. Температура повітря має бути кімнатною.

На складах із ПВС категорично заборонено підвищену вологість повітря. Складати полівініловий спирт можна штабельним способом. Якщо будуть витримані всі вимоги щодо зберігання цього матеріалу, він може зберігати свої властивості необмежено довго.

Полівініловий спирт - штучний водорозчинний синтетичний термопластичний полімер. Синтезом полівінілового спирту є обмінна реакція лужного гідролізу чи алкоголізу.

Першовідкривачами полівінілового спирту були німецькі хіміки Віллі Герман та Вольфрам Гонель у 1924 році.

На відміну від багатьох вінілових полімерів, одержання полівінілового спирту не відбувається шляхом полімеризації відповідних мономерів. Мономер полівінілового спирту існує виключно у вигляді таутомерної форми стійких ацетальдегіду. Одержання полівінілового спирту відбувається шляхом часткового або повного гідролізу полівінілацетату для видалення етилацетатових груп.

Промисловими способами одержання полівінілового спирту є різні варіанти омилення полівінілового спирту у водному або спиртовому середовищі в присутності кислот і основ.

2002 року під керівництвом Кузнєцова А. А. лабораторією термостійких термопластів ІСПМ ім. Єніколопова у Москві розробили безгелевий спосіб отримання поливинилового спирту, має ряд переваг проти іншими способами, такі як низька вартість, висока продуктивність і короткочасний синтез.

Властивості полівінілового спирту

Плівкоутворювальні, емульгуючі та склеювальні властивості полівінілового спирту дозволяють використовувати його в різних галузях та сферах. Полівініловий спирт стійкий до дії масел, жирів та розчинників. Він не має запаху і нетоксичний, має високу міцність на розтягування та гнучкість, а також має високий вміст кисню.

Однак ці властивості полівінілового спирту знаходяться у прямій залежності від вологості, при підвищенні якої він вбирає воду. Вода, що діє як пластифікатор, зменшує міцність полівінілового спирту. Він повністю розпадається і швидко розчиняється у ній.

Молекулярна формула полівінілового спирту – C2H4Ox, густина – від 1,19 до 1,31 г/см³, температура плавлення – 200°C, температура кипіння – 228°C.

Застосування полівінілового спирту

Полівініловий спирт є сировиною для виготовлення інших полімерів, таких як:

• Полівініловий нітрат – це ефір із азотної кислоти та полівінілового спирту;
• Полівініловий ацеталь – його одержують шляхом взаємодії альдегідів з полівініловим спиртом.

Також відомо застосування полівінілового спирту як загусник і модифікатор в полівінілацетатні клеї.

У Китаї широко поширене застосування полівінілового спирту як стабілізатора емульсійної полімеризації та захисного колоїду для виробництва полівінілацетатних дисперсій.

У текстильній промисловості Японії та Північної Кореї застосування полівінілового спирту поширене у виробництві волокна.

Полівініловий спирт знайшов застосування в різних галузях і сферах як:

• Паперове покриття для лайнерів;
• Водорозчинної плівки для пакування прального порошку в таблетках, що розчиняються;
• бар'єрного шару для діоксиду вуглецю в поліетилентерефталатових пляшках;
• Мастила в очні краплі та тверді контактні лінзи;
• Волокон для арматури у бетоні;
• Поверхнево-активної речовини для утворення полімеру інкапсульованих наночастинок;
• Фіксатора для збирання зразків;
• Агента емболізації у медичних процедурах;
• Згущувача та адгезійного матеріалу для виробництва шампунів та латексу;
• Емульгатора у харчовій промисловості;
• Емболізуючого агента при нехірургічному лікуванні онкологічних захворювань.