Polioctan winylu to termoplastyczny polimer powszechnie stosowany w klejach, farbach i wielu klejach przemysłowych. Polimery to zasadniczo duże cząsteczki połączone ze sobą w taki sposób, że są bardzo mocne i trwałe. Zawiera je większość tworzyw sztucznych i materiałów syntetycznych. Polioctan winylu, który jest również powszechnie określany jako „PVA” lub „PVAc”, jest dość elastyczny i ma silne właściwości wiążące, co jest jednym z głównych powodów, dla których jest tak popularny w produktach takich jak klej. Jest wykonany z octanu winylu i ma wzór chemiczny (C4H6O2)n.
Jak to jest zrobione
PVA jest zwykle wytwarzany poprzez polimeryzację wolnorodnikową octanu winylu, który jest również polimerem. Naukowcy najpierw izolują ten związek, a następnie manipulują nim, aby nieznacznie zmienić jego strukturę. Najczęściej dzieje się to w wodzie. Cząsteczki monomeru octanu winylu zwykle reagują, gdy są zanurzone w wodzie, i zwykle tworzą emulsję o mlecznobiałym kolorze. Płyn emulsyjny można w większości przypadków natychmiast przetworzyć jako polimer polioctanu winylu poprzez usunięcie go z wody i pozostawienie do ustabilizowania się w temperaturze pokojowej.
Właściwości fizyczne
PVA to przede wszystkim polimer żywicy syntetycznej. Ze względu na swoją niepolarną naturę jest zwykle nierozpuszczalny w wodzie, olejach, tłuszczach i benzynie. Dzięki temu jest bardzo wytrzymały. Z drugiej strony jest rozpuszczalny w alkoholach, ketonach i estrach, więc ta trwałość ma swoje granice. Praktycznie rzecz biorąc, oznacza to, że polimer nie eroduje ani nie słabnie, gdy jest mokry, ale prawdopodobnie nie powinien być wystawiany na działanie alkoholu lub pokrewnych chemikaliów, przynajmniej nie przez dłuższy czas.
Związek ma masę molową 86.09 gramów na mol (g/mol). Grupy estrowe w jego sieci strukturalnej powodują, że reaguje z alkaliami i prowadzi do powstania alkoholu poliwinylowego (PVOH, PVA lub PVAL) i kwasu octowego (CH3COOH). Związki boru, takie jak boraks i kwas borowy, również reagują z polimerem w warunkach zasadowych, prowadząc do powstania złożonego osadu boranowo-szlamowego.
Użyj w klejach
Jednym z najczęstszych miejsc, w których można znaleźć PVA, są kleje. Polioctan winylu został po raz pierwszy odkryty przez niemieckiego naukowca dr Fritza Klatte’a w 1912 roku jako środek wiążący i od tego czasu jest używany w różnych ustawieniach z udziałem materiałów porowatych, takich jak drewno i papier. Wiele różnych rodzajów klejów, od zwykłych klejów rzemieślniczych po rozpuszczalniki budowlane, przynajmniej częściowo zależy od tego, czy ten polimer jest tak silny, jak one. Jest również szeroko stosowany do produkcji klejów ogólnych, które są bardziej znane jako klej stolarski lub biały. Dokładne zbadanie listy składników większości klejów do użytku domowego pokaże PVA w jakiejś formie.
Inne typowe zastosowania
PVA jest również stosowany w przemyśle papierniczym i tekstylnym do wytwarzania powłok, które nadają powierzchniom połysk. Jest również powszechnie częścią produkcji farb lateksowych. W tych ustawieniach pomaga w tworzeniu twardej powłoki i filmu podtrzymującego. Mieszanka jest również używana jako ochronna „skorupa” lub osłonka dla sera, aby zabezpieczyć go przed wilgocią i grzybami.
Rola w przemyśle
Producenci i producenci przemysłowi również stosują PVA, ale w takich przypadkach częściej występuje w postaci płynnej emulsji, którą można dodawać do powłok lub powłok maszyn lub jako środek smarny do niektórych czynności mechanicznych. Polimer ma zazwyczaj wysoką odporność na promienie UV i utlenianie, co czyni go dobrym wyborem do wielu zastosowań na zewnątrz iw wysokich temperaturach. Jest to polimer o dobrych właściwościach starzenia, ale w niektórych przypadkach problemem może być jego wrażliwość na wodę. Zwykle dba się o to, formułując go z plastyfikatorami, aby zwiększyć jego niezawodność i stabilność.
Kiedy PVA jest wprowadzany do powłok emulsyjnych i klejów, zwykle jest najpierw przekształcany w polialkohol winylowy, który jest polimerem rozpuszczalnym w wodzie. Odbywa się to za pomocą częściowej hydrolizy. Rezultat jest silniejszy i trwalszy niż gdyby związek został wyizolowany i użyty w swojej surowej postaci.
Zagrożenia i środki ostrożności
Nie ma wielu znanych zagrożeń, gdy polimer jest używany w niewielkich ilościach, jak ma to miejsce w przypadku większości projektów malowania i klejenia. Największe problemy zwykle napotykają osoby pracujące w laboratoriach i magazynach, gdzie mieszanka jest faktycznie produkowana w dużych ilościach. Stała ekspozycja na duże ilości PVA została powiązana z problemami z oddychaniem i wysypką skórną. W większości przypadków objawy ustępują po ustaniu narażenia, ale wiele zależy przede wszystkim od indywidualnej tolerancji i czasu trwania narażenia.