聚乙烯醇树脂(遇水即溶的塑料?PVA聚乙烯醇的应用)

聚乙烯醇树脂
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生物降解材料研究院报道可能有不少网友看到过这样的视频——一个看起来十分结实的塑料包装遇水即溶,慢慢变成絮状物,最终完全成为液体,不见踪影。或是在超市货架上发现了一款据称去污效果是普通洗衣液六倍的洗衣凝珠——外层为可溶性高分子包裹,内部是大量去污专用的表面活性剂。

其实它们都是同一种物质——聚乙烯醇PVA。PVA是唯一可被细菌作为碳源和能源利用的乙烯基聚合物,在细菌和酶的作用下,46天可降解75%,属于一种生物可降解高分子材料。其性能介于塑料和橡胶之间的树脂高分子,被视为具有重大发展潜力的环保材料之一。
网络上PVA用于3D打印材料的水溶支撑时,能够迅速被水溶解,二图即PVA在水中分散,变成凝胶的过程。
去除效果的前后对比图,去除结果十分干净。
PVA(聚乙烯醇)为什么能够被水溶解?
PVA 在水中的溶解性能完全取决于醇解度和聚合度 ,尤其以醇解度影响最大。聚乙烯醇在醇解过程中 ,分子内的疏水基醋酸乙烯酯基(CH3COO-)减少 , 而亲水性的羟基(HO-) 增加 , 因而部分醇解的PVA显示出了水溶性。
随着醇解度增大,亲水性羟基增多 ,羟基间的氢键缔合也增加,水分难以浸入的结晶部分也相应增大。反之 ,当醇解度较低时 , 由于分子中非极性基团占的比例加大, PVA 就变得难溶于水。PVA的生产
聚乙烯醇工业化常用的生产方法是由醋酸乙烯聚合为聚醋酸乙烯 ,然后再进行醇解。
乙炔与醋酸合成为醋酸乙烯,再由醋酸乙烯聚合生成聚醋酸乙烯。

聚醋酸乙烯通过醇解制造聚乙烯醇,在这个过程中疏水基——醋酸根醋酸乙烯酯基(CH3COO – )减少,亲水基——羟基(HO-) 增加,部分醇解的PVA就具有了亲水性(能够与水任意比互溶的乙醇即含有亲水基羟基)。PVA的应用
尽管PVA因它较强的水溶性而出圈,但用作薄膜、包装只是PVA应用中不起眼的一部分。粘合剂和建筑用胶才是PVA的应用大头,由于PVA具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性而被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品加工剂、乳化剂、分散剂、建筑用胶。
在建筑用胶体领域,PVA在该行业的应用主要包括腻子胶、涂料粘合剂基料,用量占总量的40%以上,是名副其实的第一大应用领域。

在知网上搜索PVA关键词,一共能搜索到3万多篇相关文献,其中大部分为PVA做粘合剂或固定剂的应用。

水溶性PVA薄膜的应用
水溶性 PVA 薄膜是由醇解度在 88 %左右的部分醇解PVA 树脂加工而成的 , 其水溶性比醇解度更高或者更低的PVA 都好 , 其薄膜也表现出优良的水溶性。
水溶性 PVA 农药环保包装袋
长期以来, 农药包装存在3大缺点:(1)液体农药 使用玻璃瓶包装 ,玻璃瓶破损率高;(2)使用普通农药包装袋极易产生大量的包装残留物,造成浪费 ;(3)废弃的带有大量残留物的农药包装袋容易丢弃在江河、 溪流 、田间 、地头等地方, 污染土壤和水源。日积月累就会成为毒害人类和污染环境的无形杀手。
    PVA农药包装袋

近年来,日本、美国等先进国家采用了水溶性农药 包装新技术。其主要原理是采用一种新型的环保水溶性PVA 薄膜作为包装材料 , 将大包装产品分装成水溶性薄膜小包装。由于水溶性 PVA 塑料薄膜具有独 特的性能及环保特性, 因此受到世界上发达国家广泛重视。
水溶性 PVA 农药环保包装袋具有以下优点: 1.水溶性 ,水溶速度可设计选择 ,无毒无污染, 冷水可溶 。2.可以大大减少农药、工业化学品这些有毒或刺 激性物质对人体和环境的影响。3.可有效解决因玻璃瓶较重而增加生产和运输 成本问题 ,以及瓶塞封口不严, 易泄漏、难回收而造成的浪费问题。
水溶性 PVA 医用包装洗衣袋
水溶性环保医用包装袋是近年来欧美等发达国家发展起来的新型环保产品。其目的在于避免污染以及医护人员和病人的交叉感染。
PVA洗衣袋水溶性PVA 环保医用包装洗衣袋具有如下优点: (1)一旦包装好后,内容物自搬运、清洗到干燥过程不会接触外界,完全隔离。(2)包装袋薄膜完全溶解于水, 没有残留物,水质不受污染。(3)由于水溶医用包装袋具有阻隔性高, 确保医护人员在搬运过程中不受病菌和病毒感染。
洗衣凝珠

传统洗衣液为液体成分,其中能够起到清洁作用的表面活性剂分子易随重力作用,下沉至杯底,在洗衣液液体内部分布并不均匀。
而洗衣凝珠,采用水溶性PVA薄膜包裹洗衣液液体,每个独立小包内均包含大量的活性剂分子,可以直接与衣服一起放进洗衣机。PVA薄膜在水中充分溶解后,将释放出包裹内包含的大量有效洗涤成分,帮助衣服洁净。
PVA具有水和生物两种降解特性,是名符其实的绿色高新环保包装材料,在欧美、日本,水溶性PVA薄膜已广泛用于各种产品的包装。而我国的水溶性PVA薄膜的发展还处于起步阶段,工业性研发在近5年间才真正有所展开。
在当前白色污染泛滥的困境中,PVA或许能够作为绿色环保材料,在未来环保市场发挥出更大的作用。
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图片来自网络,文字内容参考:[1]王婧,苑会林,马沛岚,李军.聚乙烯醇薄膜的生产及应用现状与展望[J].塑料,2005(02):12-17.[1]吴李国,章悦庭,胡绍华.聚乙烯醇水凝胶的制备及应用进展[J].东华大学学报(自然科学版),2001(06):114-118.

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