Поливиниловый спирт (ПВС, международное PVOH, PVA или POVAL) — искусственный, водорастворимый, термопластичный полимер.
Формула поливинилового спирта:
 |
n+m - степень полимеризации
n/(n+m) x 100 - степень гидролиза |
ПВС впервые был получен в 1924 году химиками Германом (Willi Herrmann) и Гонелем (Wolfram Haehnel) реакцией омыления при омылении раствора поливинилового эфира стехиометрическим количеством гидроксида калия KOH.
В настоящее время синтез ПВС осуществляется реакцией щелочного/-кислотного гидролиза или алкоголиза сложных поливиниловых эфиров. Основным сырьем для получения ПВС служит поливинилацетат (ПВА). В отличие от большинства полимеров на основе виниловых мономеров, ПВС не может быть получен непосредственно из соответствующего мономера - винилового спирта (ВС). Некоторые реакции, от которых можно было бы ожидать получения мономерного ВС, например присоединение воды к ацетилену, гидролиз монохлорэтилена, реакция этиленмонохлоргидрида с NaOH, приводят к образованию не винилового спирта, а ацетальдегида. Ацетальдегид и ВС представляют собой кето- и енольную таутомерные формы одного и того же соединения, из которых кето-форма (ацетальдегид) является намного более устойчивой, поэтому синтез ПВС из мономера ВС — невозможен.
Процесс полимеризации:
Во время процесса полимеризации винилацетат образует несколько цепей в метанольном растворителе и преобразуется в поливинилацетат (ПВА). Этот процесс контролирует длину молекулярных цепей винилацетата (степень полимеризации). Прочность мембраны ПВС, вязкость водного раствора ПВС сильно зависят от степени полимеризации. Также на этой стадии можно контролировать другие свойства поливинилового спирта при помощи добавления других мономеров для сополимеризации винилацетата.
Процесс гидролиза:
Во ввремя процесса гидролиза в метанольный раствор поливинилацетата добавлют щелочной катализатор для замены ацетатных групп на гидроксильные и преобразования ПВА в ПВС. Растворимость и водостойкость ПВС сильно отличаются в зависимости от степени гидролиза.
Процесс рецикла:
Неиспользованный поливинилацетат, растворитель и другие побочные продукты возвращаются в производственный цикл после отделения от конечного продукта на стадии очистки.
Основные свойства ПВС
Водорастворимость
J-POVAL это водорастворимый полимер и может раствряться в воде пр нужной пропорции. Водные растворы J-POVAL обладают подходящей вязкостью и образуют на поверхности предметов плёнку после высыхания. Это свойство применяется в металлургии для защиты поверхности металла при транспортировке.
Стойкость к растворителям
J-POVAL растворяется в некоторых растворителях как диметилсульфоксид, но прекрасно переносит воздействие органических растворителей, животных и растительных жиров и масел.
Сила адгезии
J-POVAL содержит гидроксильные группы, поэтому демонстрирует прекрасную адгезию к гидрофильным поверхностям. Например, к бумаге или древесине.
Реакционная способность
Гидрокисльные группы J-POVAL позволяют вступать в реакции ацетилизации и реагировать с борной кислотой или бурой и другими химическими реактивами.
Плёнкообразование
Плёнки из J-POVAL обладают отличными характеристиками прочности, прозрачности, газонепроницаемости, не мутнеют и имеют антистатические свойства.
Поверхностная активность
J-POVAL содержит как гидрофильные гидроксильные группы, так и гидрофобные ацетатные группы. Поэтому применяется в качестве поверхностно-активного вещества, эмульгирующего и диспергирующего агента.
Стабильность
J-POVAL это стабильный полимер, который долго сохраняет свои свойства при нормальных условиях.
Влияние степени полимеризации и степени гидролиза
Влияние степени полимеризации и степени гидролиза
Отношение между температурой и вязкостью водных растворов ПВС при разных температурах
Полностью гидролизованные марки
Частично гидролизованные марки
Стабильность водных растворов
Поверхностное натяжение водных растворов
Поверхностное натяжение J-POVAL
Свойства плёнок J-POVAL