ALCOOL POLYVINYLIQUE: STRUCTURE, PROPRIÉTÉS, UTILISATIONS, RISQUES - CHIMIE

L' alcool polyvinylique est un polymère d'alcool vinylique de formule moléculaire (C ₂ H ₃ OR) n, où R représente H ou COCH ₃. En raison d'une instabilité de l'alcool vinylique, il est synthétisé en utilisant l'acétate de vinyle comme monomère, qui polymérise pour former de l'acétate de polyvinyle.

Par la suite, il y a hydrolyse des esters d'acétate de polyvinyle, en présence d'hydroxyde de sodium, l'acétate étant remplacé par le groupement oxyhydryle (OH), formant ainsi l'alcool polyvinylique. Celui-ci est principalement composé de 1 à 3 liaisons diol.

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Cet alcool peut former des films à pouvoir émulsifiant et adhésif, qui peuvent résister à de fortes sollicitations. En plus d'être un matériau souple, l'alcool polyvinylique est hygroscopique et très soluble dans l'eau, ses propriétés étant affectées par le degré d'hydratation.

Initialement, il a été préparé par Hermann et Haehnel en 1924, hydrolysant l'acétate de polyvinyle avec de l'hydroxyde de potassium en présence d'éthanol.

L'alcool polyvinylique peut être utilisé dans la fabrication de feuilles ou de films qui sont des barrières à l'oxygène et aux arômes. Cela lui a permis d'être utilisé dans les emballages alimentaires, c'est son utilisation principale, puisque plus de 30% de sa production est utilisée à cet effet.

Structure

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L'image du haut illustre un petit segment d'une chaîne polymère d'alcool polyvinylique. Les atomes entre parenthèses sont répétés n fois jusqu'à atteindre les extrémités méthyle, CH ₃. Ainsi, sa structure est constituée d'une série de répétitions des groupes –CH ₂ -CH (OH) -.

Notez que toutes les liaisons sont simples et donc les carbones et l'oxygène ont une hybridation sp ³. Que signifie? Que les chaînes d'alcool polyvinylique ne sont pas droites, mais en zigzag et avec les atomes H alternant sur les côtés de ceux-ci. Il en va de même pour les groupes hydroxyle OH.

C'est-à-dire que les OH peuvent faire face à un côté de la chaîne ou à l'autre, de sorte que le caractère polaire de la structure est uniformément conservé dans toute celle-ci.

De plus, l'ordre d'apparition des OH peut être alterné. Par exemple, les liaisons -CH ₂ -CH (OH) -CH ₂ de l'image ne sont pas le seul motif répétitif: il en est de même pour CH ₂ -CH (OH) -CH (OH). Dans le deuxième motif, il y a une augmentation du caractère polaire, en raison du fait que deux groupes OH se trouvent sur les carbones adjacents.

L'alcool polyvinylique peut avoir une structure polymère simple, mais dynamique et polaire, qui a une affinité particulière pour les molécules d'eau et d'autres solvants avec lesquels il peut interagir par des liaisons hydrogène: CH (OH) - OH ₂.

Propriétés

Description physique

Crème, granulés ou poudre blanche inodore.

Odeur

Toilette.

Point d'ébullition

644 ° F à 760 mmHg (environ).

Point de fusion

442 ° F (subit une décomposition).

point d'allumage

Verre ouvert à 175 ° F (79 ° C).

Solubilité dans l'eau

Il est soluble, la solubilité augmentant en diminuant le poids moléculaire du polymère.

Solubilité

Il est soluble dans l'éthanol, mais insoluble dans d'autres solvants organiques. Il est insoluble dans les solvants du pétrole. Pratiquement insoluble dans les huiles végétales et animales, dans les hydrocarbures aromatiques, les esters, les éthers et l'acétone.

Densité

1,19 à 1,31 g / cm ³.

La pression de vapeur

Presque inexistant.

Stabilité

Il est stable si les conditions de stockage sont recommandées.

Décomposition

Lorsqu'il est chauffé à plus de 200 ° C, il se décompose, émettant une fumée âcre et irritante.

Viscosité

Entre 4,8 et 5,8 mPa (solution à 4% à 20 ° C correspondant à un poids moléculaire moyen de 26 000 à 30 000 g / mol).

L'alcool polyvinylique a différents grades en fonction de sa viscosité: très élevé (poids moléculaire 250 000 - 300 000 g / mol), haute viscosité (poids moléculaire 170 000 - 220 000 g / mol, viscosité moyenne (poids moléculaire 120 000 - 150 000 g / mol) et viscosité faible (poids moléculaire 25 000-35 000 g / mol).

Il existe une relation proportionnelle directe entre la viscosité de l'alcool polyvinylique et son poids moléculaire.

pH

5,0 à 6,5 (solution à 4%).

Applications

Synthétiques

-Il s'agit d'un matériau pour la synthèse d'autres polymères tels que le nitrate de polyvinyle, un ester d'acide nitrique et l'alcool polyvinylique. Le nitrate de polyvinyle est utilisé dans certains propulseurs et explosifs coulables.

Fibres et feuilles

-Les fibres d'alcool polyvinylique ont une capacité d'absorption d'eau 30% plus élevée que les autres fibres. Cela lui permet de remplacer le coton dans les utilisations où la fibre est en contact avec le corps. La sensation tactile du tissu à base d'alcool polyvinylique peut varier de celle ressentie avant la laine à celle similaire au lin.

-Les feuilles d'alcool polyvinylique sont utilisées dans les emballages alimentaires, car elles ont la capacité de servir de barrière à l'oxygène et aux arômes. Cela empêche les aliments de s'oxyder et de perdre leur saveur. De plus, il empêche les odeurs extérieures d'interférer avec le goût original des aliments.

Divers

-Il est utilisé pour épaissir et modifier la colle d'acétate de polyvinyle. Il est utilisé dans les sachets fabriqués avec des feuilles d'alcool polyvinylique dans les blanchisseries pour mesurer le dégagement de détergents.

-Les serviettes pour l'hygiène féminine, ainsi que pour l'incontinence urinaire, sont conditionnées dans des sacs constitués d'un film d'alcool polyvinylique biodégradable. Il est utilisé comme fixateur pour la collecte d'échantillons biologiques, en particulier ceux de matières fécales.

-Utilisé dans les gouttes oculaires, telles que les larmes artificielles, pour traiter les yeux secs et comme lubrifiant pour l'utilisation de lentilles de contact.

-Un film ou une feuille d'alcool polyvinylique est utilisé dans le processus de transfert d'eau lors de l'impression. De plus, ses fibres sont utilisées pour renforcer le béton. Les gants pour travailler avec des acides forts ont un revêtement en alcool polyvinylique.

-Ils sont utilisés dans la fabrication de gélules pouvant être utilisées pour fournir des médicaments. L'alcool polyvinylique de bas poids moléculaire est utilisé comme composant de produits contraceptifs conçus pour l'administration intravaginale.

Des risques

Inhalation

Lorsque l'alcool polyvinylique est chauffé au-dessus de 200 ° C, il dégage une fumée irritante pour les yeux, le nez et la gorge. Les symptômes oculaires comprennent des larmoiements, des démangeaisons et des rougeurs. Pendant ce temps, dans le nez et la gorge, il y a une douleur brûlante.

Ingestion

Il ne devrait pas être nocif.

Contact avec la peau