پلی وینیل الکل

پلی وینیل الکل (به انگلیسی: Polyvinyl Alcohol یا به اختصار PVA) یک پلیمر محلول در آب است که از واکنش پلیمریزاسیون وینیل الکل با استفاده از کاتالیزورهای خاص به دست می‌آید. PVA به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردش، به عنوان یک ماده چندمنظوره در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مهم‌ترین ویژگی PVA، حلالیت بالای آن در آب است. این ویژگی باعث می‌شود که PVA به عنوان یک ماده افزودنی در تولید محصولات مختلف مانند چسب، رنگ، پوشش‌دهی، کاغذ، فیلم‌های آغشته به دارو، پوشاک، مواد شوینده و… استفاده شود. همچنین، PVA به دلیل داشتن خواص حاکمیت بر آب، به عنوان یک ماده بسته‌بندی در صنعت غذایی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

مشخصات فنی پلی وینیل الکل

مشخصات فنی پلی وینیل الکل (PVA) شامل ویژگی‌هایی مانند وزن مخصوص، حلالیت در آب، دمای نرم شدن، قابلیت پردازش و… است. برخی از این ویژگی‌ها عبارتند از:

1.وزن مخصوص: وزن مخصوص PVA حدود 1.3 تا 1.5 گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

2.حلالیت در آب: PVA به دلیل واکنش آبی که در فرایند ساخت آن اتفاق می‌افتد، حلالیت بالایی در آب دارد. این ویژگی مهم این پلیمر را به عنوان یک ماده افزودنی در تولید محصولات مختلف مانند چسب، رنگ، پوشش‌دهی، کاغذ، فیلم‌های آغشته به دارو، پوشاک، مواد شوینده و… مورد استفاده قرار می‌دهد.

3.دمای نرم شدن: دمای نرم شدن PVA حدود 175-200 درجه سلسیوس است. این ویژگی به دلیل قابلیت پردازش PVA به صورت حرارتی در تولید محصولات مانند فیلم‌های پلیمری و محصولات نساجی بسیار مهم است.

4.قابلیت پردازش: PVA به دلیل دمای نرم شدن پایین و قابلیت پردازش به صورت حرارتی و فرم‌دهی به شکل‌های مختلف بسیار مهم است. همچنین، PVA به دلیل خواص چسبندگی و قابلیت ایجاد فیلم، به عنوان یک ماده چسبنده و بسته‌بندی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

5.مقاومت شیمیایی: PVA دارای مقاومت شیمیایی متوسطی است و در برابر اسیدها و بازها حساس است. این ویژگی مهم این پلیمر را به عنوان یک ماده بسته‌بندی در صنعت غذایی و دارویی، دارای محدودیت‌هایی می‌کند.

6.قابلیت چاپ: PVA به دلیل ویژگی‌های چاپی خود مانند داشتن خواص براق، شفاف و چسبندگی، به عنوان یک ماده چاپی نیز استفاده می‌شود.

 

در رایج‌ترین انواع PVA شامل PVA معمولی (PVA متوسط وزن مولکولی)، PVA فوق پایین وزن مولکولی (PVA-LMW) و PVA فوق بالا وزن مولکولی (PVA-HMW) هستند. هر کدام از این انواع PVA دارای ویژگی‌های خاص خود هستند که برای کاربردهای مختلف استفاده می‌شوند. به طور کلی، PVA یک ماده چندمنظوره و کاربردی است که در صنایع مختلف به عنوان یک ماده افزودنی، بسته‌بندی، چسبنده، پوشش‌دهی و… استفاده می‌شود.

 

هیدروژل‌های پلی وینیل الکل چگونه تهیه می شوند؟

هیدروژل‌های پلی وینیل الکل (PVA)، از طریق گیرنده‌کننده پلیمری با آب تهیه می‌شوند. در این فرایند، PVA به صورت پودر به آب اضافه می‌شود و به خوبی در آب حل می‌شود. سپس، محلول PVA با استفاده از یک گیرنده‌کننده پلیمری مانند بوراکس یا فرمالدهید تقویت می‌شود که این گیرنده‌ها باعث افزایش شبکه‌های پلیمری در ساختار PVA می‌شوند. این شبکه‌های پلیمری، به دلیل قدرت جذب آب بالایی که دارند، به عنوان یک هیدروژل شناخته می‌شوند.

 

در فرایند دیگری نیز، می‌توان از روش پلیمریزاسیون تحت نور UV برای تهیه هیدروژل PVA استفاده کرد. در این روش، محلول PVA به همراه یک عامل نشتی نوری و کاتالیزور UV، در یک راکتور قرار داده می‌شود. با تابیدن نور UV به محلول PVA، عامل نشتی نوری فعال می‌شود و به دنبال آن، رئاکشن پلیمریزاسیون PVA آغاز می‌شود. در نهایت، هیدروژل PVA تشکیل شده که می‌توان آن را با شستشو و خشک کردن به شکل نهایی درآورد.

 

استفاده از هیدروژل PVA، به دلیل خواص جذب آب بالا، در صنایع مختلف مانند علمی، پزشکی، کشاورزی، محیط زیست و… بسیار رایج است. به عنوان مثال، هیدروژل PVA به عنوان یک ماده جاذب در تولید پوشش‌های دارویی و کشاورزی، مواد جاذب در پوشش‌های آغشته به دارو، محافظت کننده در صنعت الکترونیک، ماده پایدار کننده در محصولات غذایی و… استفاده می‌شود.

 

خواص فیزیکی و شیمیایی پلی وینیل الکل

مشخصات فیزیکی و شیمیایی پلی وینیل الکل (PVA) شامل ویژگی‌هایی مانند وزن مخصوص، حلالیت در آب، دمای نرم شدن، دمای ذوب، مقاومت به شکست، مقاومت در برابر حرارت و… است. برخی از این ویژگی‌ها عبارتند از:

• وزن مخصوص: وزن مخصوص PVA حدود 1.3 تا 1.5 گرم بر سانتی‌متر مکعب است.
• حلالیت در آب: PVA به دلیل واکنش آبی که در فرایند ساخت آن اتفاق می‌افتد، حلالیت بالایی در آب دارد. این ویژگی مهم این پلیمر را به عنوان یک ماده افزودنی در تولید محصولات مختلف مانند چسب، پلی وینیل الکل در رنگ ها ، پوشش‌دهی، کاغذ، فیلم‌های آغشته به دارو، پوشاک، مواد شوینده و… مورد استفاده قرار می‌دهد.
• دمای نرم شدن: دمای نرم شدن PVA حدود 175-200 درجه سلسیوس است. این ویژگی به دلیل قابلیت پردازش PVA به صورت حرارتی در تولید محصولات مانند فیلم‌های پلیمری و محصولات نساجی بسیار مهم است.
• دمای ذوب: دمای ذوب PVA حدود 230-240 درجه سلسیوس است. این ویژگی باعث می‌شود که PVA در فرایند تولید محصولاتی مانند فیلم‌هایپلیمری، قابلیت پردازش به صورت حرارتی داشته باشد.
• مقاومت به شکست: PVA دارای مقاومت به شکست بالایی است که به دلیل ویژگی‌های مکانیکی خود مانند استحکام و سختی، به عنوان یک ماده سازگار با بدن در تولید محصولات پزشکی نیز استفاده می‌شود.
• مقاومت در برابر حرارت: PVA دارای مقاومت به حرارت متوسطی است و در دماهای بالای 200 درجه سلسیوس تجزیه می‌شود.
• خواص الکتریکی: PVA دارای خواص الکتریکی مناسبی است که به عنوان یک ماده الکتریکی در صنعت الکترونیک و نانوتکنولوژی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• مقاومت شیمیایی: PVA دارای مقاومت شیمیایی متوسطی است و در برابر اسیدها و بازها حساس است. این ویژگی مهم این پلیمر را به عنوان یک ماده بسته‌بندی در صنعت غذایی و دارویی، دارای محدودیت‌هایی می‌کند.
• شفافیت: PVA دارای خواص شفاف کنندگی بسیار خوبی است و برای تولید فیلم‌های پلیمری شفاف و بسته‌بندی محصولات الکترونیکی و غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

در کل، PVA یک پلیمر بسیار کاربردی و چندمنظوره است که با توجه به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود، در صنایع مختلف مانند پزشکی، کشاورزی، الکترونیک، غذایی، نساجی و… به عنوان یک ماده افزودنی و یا یک ماده پایدار کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مشخصات	مقدار
جرم مولکولی	44.05 گرم بر مول
رنگ	سفید مایل به کرم، در برخی موارد بی رنگ
بو و طعم	بدون بو و بدون طعم
شکل ظاهری	گرانول یا پودر
محلولیت	در آب قابل حل است و محلول آبی است
pH محلول	خنثی یا اسیدی، 5 تا 8
حل شدن	بسیار آبدوست و تقریباً نامحلول در اتانول
نقطه ذوب	بیش از 200 درجه سلسیوس (در برخی منابع 212 تا 267 درجه سلسیوس)
نقطه جوش	228 درجه سلسیوس
دانسیته	1.19 تا 1.31 گرم بر سانتی‌متر مکعب

 

تولید پلی وینیل الکل

پلی وینیل الکل (PVA) از واکنش پلیمریزاسیون پلی وینیل استات با استفاده از آب به عنوان محلول پلیمریزه کننده به دست می‌آید. در این فرایند، یک گروه استریل که در وینیل استات وجود دارد، با آب واکنش می‌کند و یک گروه الکلی را آزاد می‌کند. این واکنش به صورت زیر اتفاق می‌افتد:

CH2=CHOOCCH3 + nH2O → (CH2CHOH)n + nCH3COOH

 

در این واکنش، مولکول‌های وینیل استات با آب واکنش داده می‌شوند و به جای گروه استر، گروه الکل به مولکول افزوده می‌شود. این فرایند پس از اتمبه اتم در طی زمان تکرار می‌شود تا به تشکیل زنجیره‌ای از مولکول‌های PVA برسیم.

به طور کلی، تولید PVA به دو روش اصلی صنعتی و آزمایشگاهی انجام می‌شود. در روش صنعتی، وینیل استات به عنوان ماده اولیه با آب و با استفاده از کاتالیزورهایی مانند پلی وینیل الکلیوم سولفات یا سدیم بی کربنات و پلی وینیل الکلیوم بورات پلیمریزه می‌شود. سپس با استفاده از روش‌های جداسازی و خشک کردن، PVA به صورت پودری به دست می‌آید.

 

در روش آزمایشگاهی، وینیل استات با استفاده ازفرایند پلیمریزاسیون رادیکالی تولید می‌شود. در این روش، وینیل استات به همراه یک کاتالیزور رادیکالیک مانند پراکسید بنزوئیل و یا آزبوتریسیل در حضور یک منبع نور مانند لامپ UV تحت شرایط دمایی و فشاری خاص پلیمریزه می‌شود. سپس با استفاده از روش‌هایی مانند اسیدزدایی و خشک کردن، PVA به صورت پودری به دست می‌آید.

 

فرمول شیمیایی PVA به صورت (C2H4O)n نمایش داده می‌شود که در آن n تعداد واحدهای مکرر (monomer) وینیل الکل در زنجیره پلیمری است. به عبارت دیگر،PVA یک پلیمر بی‌رنگ و بی‌بو با فرمول شیمیایی (C2H4O)n است که در آن n تعداد واحدهای مکرر وینیل الکل در زنجیره پلیمری است. به طور کلی، فرمول مولکولی PVA به صورت [-CH2CHOH-]n نوشته می‌شود که در آن n تعداد واحدهای مکرر است. این پلیمر به دلیل داشتن گروه الکلی فعال، خواص خوبی مانند آبدوستی، قابلیت جذب آب، خواص چسبندگی و خواص مکانیکی خوبی دارد.

مقاله پیشنهادی ما: آیا پلی وینیل الکل برای محیط زیست خطرناک است؟

کاربردهای پلی وینیل الکل

پلی وینیل الکل (PVA) به دلیل خواص منحصر به فرد خود، در صنایع مختلفی از جمله صنایع غذایی، دارویی، کاغذ، چسب، پوشاک، مهندسی بافت، کشاورزی و … استفاده می‌شود. در زیر به برخی از کاربردهای PVA اشاره می‌کنیم:

1- صنایع غذایی

در صنایع غذایی، PVA به عنوان عامل ضد اسید، پوشش دهنده و تثبیت کننده استفاده می‌شود. این پلیمر در تولید مواد غذایی مانند بستنی، مربا، شیرینی، نان، برنج و … به عنوان عامل پایداری استفاده می‌شود.

2- صنایع دارویی

در صنایع دارویی، PVA به عنوان یک ماده خام مهم در تولید کپسول‌های دارویی، عامل پایداری در فرایند تولید داروها، عامل پایداری در فرایند امولسیون و عامل پایداری در فرآیند کریستالیزاسیون داروها استفاده می‌شود.

3- صنایع کاغذ

PVA به عنوان عامل چسبندگی در تولید کاغذ، کارتن و محصولات مشابه به کار می‌رود.

4- صنایع چسب

PVA به عنوان عامل چسبندگی در تولید انواع چسب‌ها، مانند چسب‌های چوب، چسب‌های کاغذی و چسب‌های الیافی استفاده می‌شود.

5- صنایع پوشاک

PVA به عنوان عامل پایداری در فرایند رنگ‌بری و پرداخت لایه‌ای پارچه‌ها و همچنین به عنوان عامل چسبندگی در تولید پارچه‌های ضدآب و مقاوم به کار می‌رود.

6- صنایع مهندسی بافت

PVA به عنوان یک ماده خام مهم در تولید الیاف مختلف مانند الیاف نساجی، الیاف ضد آب و الیاف پزشکی استفاده می‌شود.

7- صنایع کشاورزی

در صنایع کشاورزی، PVA به عنوان عامل پایداری و افزایش ماندگاری محصولات کشاورزی مانند سبزیجات و میوه‌ها به کار می‌رود.

 

در کل، به دلیل خواص منحصر به فرد خود، پلی وینیل الکل (PVA) در صنایع مختلف کاربردهای مفیدی دارد. این پلیمر به عنوان عامل پایداری، چسبندگی، پوشش دهنده، تثبیت کننده و … در صنایع غذایی، دارویی، کاغذ، چسب، پوشاک، مهندسی بافت، کشاورزی و … استفاده می‌شود. ما را مرور کنید partner-sponsored Glasses, با گزینه های متنوع برای هر سلیقه و بودجه ای که برای خرید آنلاین در دسترس است

 

مزایای پلی وینیل الکل

پلی وینیل الکل (PVA) دارای مزایای بسیاری است که باعث شده است در صنایع مختلف بکار گرفته شود. در زیر به برخی از مزایای این پلیمر اشاره می‌کنیم:

 

1- خواص چسبندگی: PVA دارای خواص چسبندگی بالا و قابلیت چسبیدن به سطوح مختلف است. این خواص باعث می‌شود که PVA به عنوان یک عامل چسبندگی در تولید انواع چسب‌ها، مانند چسب‌های چوب، چسب‌های کاغذی و چسب‌های الیافی استفاده شود.

 

2- خواص آبدوستی: PVA دارای خواص آبدوستی بالا است. این خوااصل باعث می‌شود که PVA به عنوان یک عامل پایداری و تثبیت کننده در تولید مواد غذایی و دارویی مانند بستنی، مربا، شیرینی، کپسول‌های دارویی و … استفاده شود.

 

3- قابلیت جذب آب: PVA دارای خواص جذب آب بالا است و به عنوان یک عامل پایداری در فرایند رنگ‌بری و پرداخت لایه‌ای پارچه‌ها و همچنین به عنوان عامل پایداری در فرآیند کریستالیزاسیون داروها استفاده می‌شود.

 

4- خواص مکانیکی: PVA دارای خواص مکانیکی خوبی است و به عنوان یک ماده خام مهم در تولید الیاف نساجی، الیافضد آب و الیاف پزشکی استفاده می‌شود.

 

5- قابلیت بیوسازگاری: PVA دارای قابلیت بیوسازگاری بالاست و در تولید محصولات پزشکی مانند کپسول‌های دارویی، الیاف پزشکی و مواد پوشش دهنده در دستگاه‌های پزشکی استفاده می‌شود.

 

6- مقرون به صرفه: PVA یک پلیمر قیمتی نیست و هزینه تولید آن در مقایسه با بسیاری از پلیمرهای دیگر پایین‌تر است.

 

7- قابلیت امولسیون: PVA دارای خواص امولسیونی بالاست و به عنوان یک عامل پایداری در فرآیند امولسیون در صنایع دارویی و غذایی استفاده می‌شود.

 

در کل، PVA دارای خواص چسبندگی، آبدوستی، جذب آب، مکانیکی، بیوسازگاری، مقرون به صرفه و امولسیونی بالاست. این خواص باعث می‌شود که این پلیمر در صنایع مختلفی مانند صنایع غذایی، دارویی، کاغذ، چسب، پوشاک، مهندسی بافت، کشاورزی و … کاربردهای مفیدی داشته باشد.

 

MSDS پلی وینیل الکل

پلی وینیل الکل (PVA) یک پلیمر محسوب می‌شود و برای آن MSDS مجموعه‌ای از اطلاعات ایمنی است که در مورد این ماده ارائه می‌شود. در زیر اطلاعاتی از MSDS پلی وینیل الکل آمده است:

 

نام محصول: پلی وینیل الکل (PVA)

شماره CAS: 9002-89-5

شماره ثبت: 61790-12-3

ترکیب شیمیایی: پلیمر پلی وینیل الکل

 

اطلاعات خطر:

– آتش‌سوزی: PVA غیرقابل اشتعال است.

– پوست: تماس با پوست می‌تواند باعث تحریک، خشکی و ترشح شدید شود.

– چشم: تماس با چشم می‌تواند باعث التهاب و تحریک و درد چشم شود.

– نشت: در صورت نشت ممکن است به علت لغزندگی سطح، خطر سقوط و آسیب به سلامتی وجود داشته باشد.

 

اقدامات ایمنی:

– پوشیدن لباس‌های محافظ و دستکش‌های مناسب.

– از تماس مستقیم با پوست و چشم خودداری کرده و در صورت تماس با آب شستشوی کافی انجام داده و در صورت لزوم به پزشک مراجعه کنید.

– در صورت نشت، فضای محیط را تهویه کرده و از محیط خطرناک خارج شوید.

– در صورت بلعیدن ماده، آب شرب کنید و به پزشک مراجعه کنید.

 

نگهداری:

– PVA رادر محیط خشک و خنک نگهداری کنید.

– از تماس با آتش و حرارت بیش از حد خودداری کنید.

– از تماس با مواد شیمیایی قوی، اسیدها و بازها خودداری کنید.

– در هنگام استفاده از PVA، از تهویه مناسب در محیط استفاده کنید.

 

در کل، MSDS پلی وینیل الکل (PVA) مجموعه‌ای از اطلاعات ایمنی است که باید در هنگام استفاده از این ماده رعایت شود. به عنوان مثال، باید از تماس مستقیم با پوست و چشم خودداری کرد، در صورت نشت فضای محیط را تهویه کرد و از تماس با مواد شیمیایی قوی، اسیدها و بازها خودداری کرد. همچنین، PVA را در محیط خشک و خنک و در بستری که از تماس با مواد شیمیایی قوی جلوگیری می‌کند، نگهداری کرد.