Поливиниловый спирт (ПВС) частично гидролизованный серии 88

Основой свойств поливинилового спирта (ПВС) является степень его гидролиза. Частично гидролизованный ПВС серии 88 (обычно около 87,0–89,0 мол.%) отличается от полностью гидролизованного ПВС серии 99 большей гибкостью, межфазной активностью и регулируемой растворимостью в воде.

При частичном гидролизе ПВС в молекулярной цепи сохраняется около 11–13% винилацетатных групп (-OAc). Благодаря этим гидрофобным группам ПВС серии 88, в отличие от серии 99, действует как амфифильное вещество с высокой межфазной активностью. Благодаря этому он хорошо подходит в качестве защитного коллоида в эмульсионной полимеризации и в качестве гибкой основы для прочных клеев и покрытий со специфическими функциями.

1. Молекулярная структура определяет функцию: амфифильность и защитный коллоидный механизм

1.1 Амфифильность, обусловленная гидрофобно-гидрофильным балансом

Частично гидролизованные молекулярные цепи ПВС серии 88 содержат две функциональные группы с существенно разной полярностью:

• Гидрофильные группы: Большое количество гидроксильных групп (-ОН).
• Гидрофобные группы: Небольшое количество равномерно распределенных винилацетатных групп (-OAc).

Такая структура делает поливиниловый спирт (ПВС) высокоэффективным высокомолекулярным поверхностно-активным веществом (ПАВ) или защитным коллоидом. При растворении в воде молекулярные цепи адсорбируются на границе раздела вода-масло (мономер), при этом гидрофобные группы стремятся встроиться в масляную фазу, а гидрофильные группы распространяются в сторону водной фазы. Эта уникальная структура образует устойчивый высокомолекулярный физический барьер (т.е. защитный стерический барьер) вокруг частиц масляной фазы, эффективно предотвращая агрегацию частиц эмульсии во время полимеризации, хранения или механического сдвига, и является основным механизмом обеспечения стабильности эмульсии.

1.2 Снижение кристалличности и улучшение растворимости в воде

В отличие от высокорегулярной структуры серии 99, нерегулярное распределение винилацетатных групп в молекулярной цепи нарушает регулярную упаковку молекул ПВС, что приводит к:

• Пониженная кристалличность: Доля кристаллических областей уменьшается, что ослабляет сеть водородных связей.
• Улучшенная растворимость в холодной воде: Более низкая кристалличность позволяет молекулам воды легче проникать в аморфную область и разрушать её. Поэтому поливиниловый спирт серии 88 может быстро или даже полностью растворяться при более низких температурах (обычно от 40 до 60 °C), что значительно упрощает процессы растворения в процессе разработки и производства.

2. Влияние степени полимеризации на реологические свойства и стабильность

Учитывая постоянный уровень частичного гидролиза, основные различия между различными марками ПВС заключаются главным образом в средней степени полимеризации (СП) или молекулярной массе (ММ). СП напрямую влияет на вязкость раствора ПВС, толщину стерического барьерного слоя и конечные свойства эмульсии.

Усовершенствованное позиционирование марок серии 88 компании ElephChem:

• Высокая степень полимеризации (Поливиниловый спирт 2688 / Поливиниловый спирт 2488): Длинные молекулярные цепи создают более сильные стерические препятствия. В эмульсионной полимеризации длинные цепи способствуют распределению и стабилизации капель мономера и частиц полимера, что необходимо для эмульсий с высоким содержанием твердых частиц и высокой вязкостью.
• Сверхнизкая степень полимеризации (Поливиниловый спирт 0488 / Поливиниловый спирт 0588): Эти стабилизаторы действуют аналогично низкомолекулярным эмульгаторам, но обеспечивают улучшенную адгезию полимеров. Низкая вязкость позволяет использовать их в покрытиях и суспензионных системах с высоким содержанием твердых частиц, не влияя на реологические свойства конечного продукта.

3. Анализ основных промышленных применений частично гидролизованного ПВС серии 88

Межфазная активность и контролируемая растворимость в воде поливиниловых спиртов серии 88 обеспечивают им конкурентоспособность в секторах тонкой химии, клеев и специальных материалов:

3.1. Эмульсионная полимеризация: стабилизаторы и защитные коллоиды

Это основное и незаменимое применение поливиниловых спиртов серии 88. Он широко используется в полимеризации мономеров, таких как винилацетат (ВА), акрилаты и стиролакрилаты, и является ключевой добавкой при производстве ПВА, ВАЭ и акрилатных эмульсий.

• Механизм: Поливиниловый спирт серии 88 действует как защитный коллоид, не только стабилизируя эмульсию на начальном этапе полимеризации, но, что более важно, определяя устойчивость к замораживанию-оттаиванию, механическую устойчивость к сдвигу и повторную смачиваемость конечной эмульсии.
• Приложения: Архитектурные эмульсии для покрытий (например, латексная краска для внутренних стен), клеи для дерева (белый латекс), текстильные нетканые клеи, клеи для ковров и т. д.

3.2 Водорастворимость и функциональные пленки/волокна

Низкая кристалличность частично гидролизованного ПВС позволяет ему быстро растворяться в холодной воде, что делает его предпочтительным экологически чистым упаковочным материалом.

• Водорастворимая упаковочная пленка: Используется для упаковки таких продуктов, как пестициды, красители, моющие средства и гранулы для стирального порошка. При контакте с водой пленка быстро растворяется, высвобождая содержимое, что обеспечивает удобство и экологичность.
• Водорастворимая клетчатка: Используется в текстильной промышленности в качестве временной поддерживающей нити или «жертвенной» нити. После изготовления ткани волокна ПВС растворяются в тёплой воде, оставляя после себя ткань с особым ажурным или структурным эффектом.

3.3 Системы клея и покрытия

• Клеи: Благодаря сохранению гидрофобных групп в молекулярной цепи, ПВА серии 88 обладает лучшим сродством и адгезией к некоторым гидрофобным поверхностям и органическим материалам, чем ПВА серии 99. Он широко используется в специальных клеях для бумаги и повторно смачиваемых клеях (например, клеях для почтовых марок).
• Специальные покрытия: Сверхнизкомолекулярные марки (например, 0488) могут использоваться в качестве добавок к покрытиям, принимающим чернила, для бумаги для струйной печати, обеспечивая превосходное связывание пигментов и быстрое высыхание без существенного увеличения вязкости покрытия.

3.4 Другие области применения тонкой химии

• Диспергатор для суспензионной полимеризации: Применяемый при суспензионной полимеризации ПВХ-смол, он помогает контролировать размер, пористость и плотность частиц ПВХ, что имеет решающее значение для технологических свойств ПВХ-смол.
• Керамическое связующее: Используется как временное связующее вещество для склеивания керамики перед формованием и спеканием. После спекания полностью сжигается и испаряется, не оставляя следов.

4. Заключение: Непрерывные инновации в области частично гидролизованного ПВС серии 88

Частично гидролизованный ПВА серии 88 компании ElephChem в полной мере использует как гидрофильные, так и гидрофобные элементы своей молекулярной структуры. Это позволяет точно контролировать процесс эмульсионной полимеризации и влияет на адгезию и растворимость ПВА в воде. Если серия 99 – это «арматура» конструкционных материалов, то серия 88 – «стабилизатор» и «регулятор гибкости» тонких химических систем. Частично гидролизованный ПВА серии 88 по-прежнему играет ключевую роль в развитии современной тонкой химии и устойчивых материалов. Это обусловлено продолжающимся расширением рынков, таких как рынки экологичных покрытий на водной основе, качественных эмульсий и биоразлагаемой упаковки, а также особыми межфазными химическими свойствами и системой классификации ПВА.

Веб-сайт: www.elephchem.com

Вотсап: (+)86 13851435272

Электронная почта: admin@elephchem.com