Поливиниловый спирт
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена ПВС; Поли(Этенол), Этенол, гомополимер; ПВА; Поливиол; Винол; Алвил; Алкотекс; Ковол; Гельватол; Лемол; Мовиол; Мовифлекс, Алкотекс, Элванол, Гельватол, Лемол, Нелфилкон А, Поливиол и Родовиол | |
| Идентификаторы | |
| ЧЕМБЛ | |
| ХимическийПаук |
|
| Информационная карта ECHA | 100.121.648 |
| номер Е | E1203 (дополнительные химикаты) |
| КЕГГ | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| ( С 2 Н 4 О ) х | |
| Плотность | 1,19–1,31 г/см 3 |
| Температура плавления | 200 ° С (392 ° F; 473 К) |
| войти P | 0.26 [1] |
Показатель преломления ( n D ) | 1,477 @ 632 нм [2] |
| Опасности | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| точка возгорания | 79,44 ° С (174,99 ° F; 352,59 К) |
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |
ЛД 50 ( средняя доза ) | 14700 мг/кг (мышь) |
| Паспорт безопасности (SDS) | Внешний паспорт безопасности материалов |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Поливиниловый спирт ( ПВС , ПВА или ПВАЛ ) представляет синтетический собой водорастворимый полимер . Он имеет идеализированную формулу [CH 2 CH(OH)] n . Он используется в производстве бумаги , проклейке текстильной основы , в качестве загустителя и стабилизатора эмульсии в составах клеев из поливинилацетата (ПВА), в различных покрытиях и 3D-печати . Он бесцветен (белый) и не имеет запаха. Обычно он поставляется в виде гранул или растворов в воде. [3] [4] Без добавленного извне сшивающего агента раствор ПВА можно гелеобразовать путем многократного замораживания-оттаивания, получая очень прочные, сверхчистые, биосовместимые гидрогели , которые используются для различных применений, таких как сосудистые стенты , хрящи , контактные линзы и т. д. [5]
Хотя поливиниловый спирт часто называют аббревиатурой ПВА , в более общем смысле ПВА относится к поливинилацетату , который обычно используется в качестве клея и герметика для древесины.
Использует [ править ]
ПВС используется в различных медицинских целях из-за его биосовместимости, низкой склонности к адгезии белков и низкой токсичности. Конкретные области применения включают замену хрящей, контактные линзы и глазные капли . [6] Поливиниловый спирт используется как вспомогательное средство при суспензионной полимеризации . Его самое большое применение в Китае — это использование в качестве защитного коллоида для изготовления дисперсий ПВА. В Японии его основным применением является производство винилового волокна. [7] Это волокно также производится в Северной Корее из соображений самодостаточности, поскольку нефть для его производства не требуется . Другое применение — фотопленка. [8]
Полимеры на основе ПВС широко используются в аддитивном производстве. Например, 3D-печатные пероральные лекарственные формы демонстрируют большой потенциал в фармацевтической промышленности. Возможно создание таблеток с лекарственным наполнением и модифицированными характеристиками высвобождения лекарственного средства, где в качестве связующего вещества используется ПВС. [9]
на основе ПВА С медицинской точки зрения микрочастицы получили FDA 510(k) одобрение на использование в качестве частиц для эмболизации при периферических гиперваскулярных опухолях. [10] Его также можно использовать в качестве эмболического агента при эмболэктомии миомы матки (ЭФЭ). [11] В биомедицинских инженерных исследованиях ПВА также изучался для хрящей , ортопедии , [12] и потенциальные материалы для сосудистых трансплантатов . [13]
ПВА обычно используется в бытовых губках, которые впитывают больше воды, чем полиуретановые губки.
Поливинилацетали [ править ]
Поливинилацетали ПВА получают обработкой альдегидами . Бутиральдегид и формальдегид образуют поливинилбутираль (ПВБ) и поливинилформаль (ПВФ) соответственно. Производство поливинилбутираля является крупнейшим применением поливинилового спирта в США и Западной Европе.
Подготовка [ править ]
В отличие от большинства виниловых полимеров , ПВС не получают полимеризацией соответствующего мономера , поскольку мономер — виниловый спирт — термодинамически нестабилен по отношению к его таутомеризации до ацетальдегида . Вместо этого ПВА получают гидролизом поливинилацетата. [3] или иногда другие полимеры, полученные из виниловых эфиров, с формиатными или хлорацетатными группами вместо ацетата. Превращение поливиниловых эфиров обычно проводят путем катализируемой основаниями переэтерификации этанолом:
- [CH 2 CH(OAc)] n + C 2 H 5 OH → [CH 2 CH(OH)] n + C 2 H 5 OAc
На свойства полимера влияет степень переэтерификации.
В 2006 году мировое потребление поливинилового спирта превысило один миллион тонн. [7] В число крупных производителей входят компании Kuraray и Sekisui Specialty Chemicals , а в материковом Китае за последнее десятилетие было построено ряд очень крупных производственных предприятий. [ нужны разъяснения ] и в настоящее время на его долю приходится 45% мировых мощностей.
Структура и свойства [ править ]
ПВС — атактический материал, обладающий кристалличностью . Что касается микроструктуры, он состоит в основном из 1,3-диольных связей [-CH 2 -CH(OH)-CH 2 -CH(OH)-], но несколько процентов 1,2-диолов [-CH 2 -CH(OH)-CH(OH)-CH 2 -] возникают в зависимости от условий полимеризации предшественника винилового эфира. [3]
Поливиниловый спирт обладает прекрасными пленкообразующими, эмульгирующими и адгезионными свойствами. Он также устойчив к маслам, жирам и растворителям . Он обладает высокой прочностью на разрыв и гибкостью, а также высокими барьерными свойствами для кислорода и аромата. Однако эти свойства зависят от влажности : вода, поглощенная при более высоких уровнях влажности, действует как пластификатор , который снижает прочность полимера на разрыв, но увеличивает его удлинение и прочность на разрыв.
безопасности и защиты Соображения окружающей среды
Поливиниловый спирт широко используется, поэтому интерес представляют его токсичность и биоразложение. Испытания показали, что рыбам (гуппи) не наносится вред даже при концентрации поливинилового спирта 500 мг/л воды. [3]
Существует несколько различных марок ПВС в зависимости от степени полимеризации и гидролиза, что влияет на их физические и химические свойства, а также на их биоразлагаемость. [3] Водные растворы ПВС разлагаются быстрее, поэтому марки ПВС с высокой растворимостью в воде имеют тенденцию к более быстрому биоразложению. [14] Не все марки ПВС легко биоразлагаемы, но исследования показывают, что марки ПВС с высокой водорастворимостью, такие как те, которые используются в моющих средствах, могут легко биоразлагаться, согласно ОЭСР.условия скринингового тестирования. [15]
Пероральный прием ПВА относительно безвреден. [16] Безопасность : поливинилового спирта основана на некоторых из следующих наблюдений [16]
- Острая пероральная токсичность поливинилового спирта очень низкая: LD(50) находится в диапазоне 15-20 г/кг;
- При пероральном приеме ПВА очень плохо всасывается из желудочно-кишечного тракта ;
- ПВА не накапливается в организме при пероральном приеме;
- Поливиниловый спирт не обладает мутагенными и кластогенными свойствами.
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ «Поли(виниловый спирт)» . Химический институт.
- ^ Шнепф М.Дж., Майер М., Каттнер С. и др. (июль 2017 г.). «Нанорятушки с индивидуальным усилением электрического поля» . Наномасштаб . 9 (27): 9376–9385. дои : 10.1039/C7NR02952G . hdl : 10067/1447970151162165141 . ПМИД 28656183 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Халленслебен М.Л. (2000). «Поливиниловые соединения прочие». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a21_743 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Тан Х, Алави С (2011). «Последние достижения в области полимерных смесей на основе крахмала, поливинилового спирта, нанокомпозитов и их биоразлагаемости». Углеводные полимеры . 85 : 7–16. дои : 10.1016/j.carbpol.2011.01.030 .
- ^ Адельния, Оссейн; Энсандост, Реза; Шеббрин Мунши, Шехзади; и др. (05.02.2022). «Замораживание/размораживание гидрогелей поливинилового спирта: настоящее, прошлое и будущее» . Европейский журнал полимеров . 164 : 110974. doi : 10.1016/j.eurpolymj.2021.110974 . hdl : 10072/417476 . ISSN 0014-3057 . S2CID 245576810 .
- ^ Бейкер М.И., Уолш С.П., Шварц З., Боян Б.Д. (июль 2012 г.). «Обзор поливинилового спирта и его использования в хрящевых и ортопедических целях». Журнал исследований биомедицинских материалов. Часть B: Прикладные биоматериалы . 100 (5): 1451–7. дои : 10.1002/jbm.b.32694 . ПМИД 22514196 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Отчет SRI Consulting CEH «Поливиниловый спирт» , опубликован в марте 2007 г., реферат получен 30 июля 2008 г.
- ^ Лэмпман, Стив, изд. (2003). «Влияние состава, обработки и структуры на свойства инженерных пластиков». Характеристика и анализ отказов пластмасс . АСМ Интернешнл. п. 29. дои : 10.31399/asm.tb.cfap.t69780028 . ISBN 978-0-87170-789-5 .
- ^ Сюй X, Чжао Дж, Ван М и др. (август 2019 г.). «Таблетки из поливинилового спирта, напечатанные на 3D-принтере, с несколькими профилями высвобождения» . Научные отчеты . 9 (1): 12487. Бибкод : 2019NatSR...912487X . дои : 10.1038/s41598-019-48921-8 . ПМЦ 6713737 . ПМИД 31462744 .
- ^ «Контур™ – Краткое содержание» . www.bostonscientific.com . Проверено 11 августа 2023 г.
- ^ Чиж ГП. Чо К.Дж. (ред.). «Эмболизация и визуализация миомы матки» . Медскейп . ООО «ВебМД». Архивировано из оригинала 4 марта 2015 г.
- ^ Бейкер, Марибель И.; Уолш, Стивен П.; Шварц, Цви; Боян, Барбара Д. (июль 2012 г.). «Обзор поливинилового спирта и его использования в хрящевых и ортопедических целях» . Журнал исследований биомедицинских материалов. Часть B: Прикладные биоматериалы . 100Б (5): 1451–1457. дои : 10.1002/jbm.b.32694 . ПМИД 22514196 .
- ^ Шауа, Марк; Ле Визаж, Кэтрин; Байль, Уилмс Э.; Эскубе, Бриджит; Шобе, Фредерик; Матееску, Мирча Александру; Летурнер, Дидье (9 октября 2008 г.). «Новый сшитый поливиниловый спирт (ПВА) для сосудистых трансплантатов» . Передовые функциональные материалы . 18 (19): 2855–2861. дои : 10.1002/adfm.200701261 . S2CID 42332293 .
- ^ Каваи Ф, Ху X (август 2009 г.). «Биохимия микробной деградации поливинилового спирта». Прикладная микробиология и биотехнология . 84 (2): 227–37. дои : 10.1007/s00253-009-2113-6 . ПМИД 19590867 . S2CID 25068302 .
- ^ Бирн, Доминик, Бойе, Герт, Крофт, Ян, Хюттманн, Герд, Луикс, Жерар, Мейер, Франк, Парулекар, Яш и Стийнтджес, Джерард. «Биоразлагаемость пленки на основе поливинилового спирта, используемой для капсул с жидкими моющими средствами: Биоразлагаемость пленки на основе поливинилового спирта, используемой для капсул с жидкими моющими средствами». Моющие средства с тензидными поверхностно-активными веществами, том. 58, № 2, 2021, стр. 88-96. https://doi.org/10.1515/tsd-2020-2326
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б ДеМерлис, CC; Шонекер, Д.Р. (март 2003 г.). «Обзор пероральной токсичности поливинилового спирта (ПВС)» . Пищевая и химическая токсикология . 41 (3): 319–326. дои : 10.1016/s0278-6915(02)00258-2 . ISSN 0278-6915 . ПМИД 12504164 . Проверено 17 января 2024 г.
Внешние ссылки [ править ]
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|