Қазақша рефераттар

Поливинил спирті

Поливинил спирті (ПВС) — кристалды құрылымы бар полимер. Оның физика-химиялық қасиеттері негізінен молекулалық массасына және құрамында гидролизденбей қалған ацетатты топтардың мөлшеріне байланысты.

Физика-химиялық қасиеттері

Құрылымы және реакцияға түсуі

ПВС молекуласында екіншілік спирттік топтар бар, сондықтан ол осы топтарға тән реакцияларға қатысады. Соның ішінде альдегидтермен әрекеттесіп ацетальдық өнімдер түзеді.

Эфирлік топтарды ыдырату (гидролиз/алкоголиз)

Құрамындағы ацетатты (күрделі эфир) топтарды әртүрлі әдістермен ыдыратуға болады. Әдетте бұл процесс сусыз ортада, катализатор ретінде аз мөлшерде қышқыл немесе сілті қатысында жүргізіледі:

  • Сілтімен әрекеттестіру (стехиометриялық мөлшерде).
  • Қышқылдармен өңдеу (гидролиз).
  • Спирттермен әрекеттестіру (алкоголиз).

Суда ерігіштігі

ПВС-тің суда ерігіштігі көбіне гидролизденбей қалған ацетатты топтардың үлесіне тәуелді:

≥ 5% ацетат тобы

Суда ерімейді, бірақ 60–70°C температурада ерітіндіге оңай өтеді.

≈ 20% ацетат тобы

Суда 35–40°C қыздырғанда ериді.

Практикалық қорытынды

Құрам мен температура өзгерсе, ерігіштік те айқын өзгереді — бұл ПВС таңдауда негізгі критерийлердің бірі.

Суда ерімейтін ету тәсілдері

Кейбір қолданбаларда ПВС-тің суда еру қасиетін төмендету немесе толық жою қажет болады. Мұны келесі жолдармен жүзеге асыруға болады:

  1. Термиялық өңдеу және құрылымдау: молекулаішілік немесе молекулааралық этерификациямен қатар жүретін өңдеу.
  2. Альдегидтермен өңдеу (әсіресе формальдегидпен).
  3. Бейорганикалық реагенттермен өңдеу: ерімейтін комплекстер түзетін заттар (бура, хром қышқылының тұздары, мыс-аминді негіздер және т.б.).
  4. Органикалық заттармен тігу: мысалы, дикарбон қышқылдары арқылы.

Талшықтарға қайнаған суға төзімділік беру

ПВС талшықтарының қайнаған суға тұрақтылығын арттыру үшін әдетте екі сатылы өңдеу қолданылады:

  • 210–220°C температурадағы термиялық өңдеу.
  • Формальдегидпен өңдеу.

Өндірісі

Поливинил спирті поливинилацетаттан күрделі эфир топтарын ыдырату (гидролиз, «жуу») арқылы алынады. Алынған өнімнің қасиеттері гидролиз дәрежесіне және молекулалық массасына қарай реттеледі.

Химиялық төзімділігі

ПВС майлардың, майлағыш майлардың, көмірсутектердің және көптеген органикалық еріткіштердің әсеріне төзімді. ПВС-тен алынған талшықтар (винол) кейбір қышқылдардың, негіздердің және микроағзалардың әсеріне де салыстырмалы түрде тұрақты.

Қолданылуы

Поливинил спирті кең ауқымды салаларда қолданылады. Ол технологиялық тұрғыдан ыңғайлы, ал биологиялық тұрғыдан салыстырмалы түрде зиянсыз материал ретінде де бағаланады.

Материалдар және өндірістік қолданбалар

  • Синтетикалық талшықтар және техникалық маталар (оның ішінде балық аулау жабдықтары).
  • Суда еритін қабыршақтар және жұқа пленкалар.
  • Ацетальдық туындылар және өңдеуді жақсартуға арналған шлихта материалдары.
  • Кейбір органикалық орталарда жұмыс істеуге арналған жабындар мен пленкалар.

Эмульгатор ретінде

Құрамында 10–15% гидролизденбей қалған ацетатты топтары бар ПВС (кейде «сольвар» деп аталады) сулы ортада жүретін полимерлену процестерінде эмульгатор/тұрақтандырғыш ретінде қолданылады.

Медицина және тұрмыстық химия

  • Хирургияда қолданылатын талшықтар мен материалдар.
  • Шампуньдерде, желімдерде, латекстерде қоюландырғыш және адгезиялық компонент.
  • Әйелдер гигиенасы және балаларға арналған жуындырғыш өнімдер құрамында көмекші компонент.
  • Көз тамшылары мен контактілі линзаға арналған ерітінділерде лубрикант ретінде.

Тамақ өнеркәсібі және биотехнология

  • Тамақ өнеркәсібінде эмульгатор ретінде.
  • Қаптамалық материалдарда суда еритін қабықшалар алу.
  • Микробиологияда жасушалар мен ферменттерді иммобилизациялау.
  • Поливинилбутираль өндірісінде бастапқы материалдардың бірі.
  • Капсулаланған нанобөлшектер алу үшін сурфактант ретінде.