Polivinil alkol nedir?

Polivinil alkol, PVOH, PVA veya PVAI olarak kısaltılır ve renksiz, kokusuz ve suda çözünür sentetik bir polimerdir. Genellikle beyaz, pullu, kabarık veya toz halinde katıların oluşumunda görülür. Polivinil alkolün (PVA) geçmişi 20. yüzyılın başlarına kadar uzanır. İlk olarak 1924 yılında Alman kimyagerler W.O. Hemnann ve W. Hachnel tarafından keşfedilmiş ve sentezlenmiştir. O dönemde PVA'nın ana uygulama alanları yapıştırıcılar ve selüloz lifleri için işleme yardımcılarıydı.
1950'lerde PVA endüstriyel olarak büyük ölçekte üretilmeye başlandı ve tekstil, kağıt, baskı ve inşaat gibi birçok alana yayıldı. Daha sonra, bilim ve teknolojinin ilerlemesiyle birlikte uygulama alanları genişlemeye devam etti ve günümüzde gıda, ilaç, kozmetik, elektronik, çevre koruma ve diğer birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Özellikle Çin'de PVA'nın araştırma ve geliştirme çalışmaları 1951'de başlamış ve 1970'lerde PVA ürünleri piyasada görülmeye başlanmıştır. Sentetik teknolojinin sürekli gelişmesi ve fiyatların düşmesi sonucunda PVA kullanımı giderek yaygınlaşmakta ve geliştirme çalışmaları hızla ilerlemektedir.

Polivinil alkolün özellikleri ve sınıflandırmaları nelerdir?

Özellikler: Polivinil alkol (PVA), plastik ve kauçuğun özellikleri arasında özelliklere sahip çok yönlü, suda çözünür bir polimerdir. Polivinil Alkol, beyaz toz, pul veya flok formunda olabilen ve camsı geçiş sıcaklığı 60-85°C olan bir katıdır. Polivinil alkol, suyla hidrojen bağı oluşturabilen birçok polar alkol grubu nedeniyle polar suda çözünür. Ayrıca gliserol ve fenol gibi sıcak hidroksil içeren çözücülerde çözünür, ancak metanol, benzen, aseton ve benzin gibi genel organik çözücülerde çözünmez. Sınıflandırma: Polimerizasyon derecesi, moleküler ağırlığı belirler ve dört kategoriye ayrılabilir: ultra yüksek polimerizasyon derecesi (250.000-300.000), yüksek polimerizasyon derecesi (170.000-220.000), orta polimerizasyon derecesi (120.000-150.000) ve düşük polimerizasyon derecesi (25.000-35.000). Alkoliz derecesi genellikle tam alkoliz (alkoliz derecesi %98-100), kısmi alkoliz (alkoliz derecesi %87-89) ve %78 alkoliz derecesi içerir. Genellikle, polimerizasyon derecesinin bin veya yüz hanesi ürünün önüne, alkoliz derecesi ise ürünün arkasına yazılır; örneğin, polivinil alkol 17-99, polimerizasyon derecesinin 1,7k ve alkoliz derecesinin %99 olduğu anlamına gelir.

Polivinil alkol ne için kullanılır?

Polivinil alkol (PVA), suda çözünür bir polimer olarak benzersiz özellikleri sayesinde geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. PVA'nın başlıca kullanım alanlarından bazıları şunlardır:
Tekstil Endüstrisi: PVA, tekstil endüstrisinde yaygın olarak haşıl maddesi olarak kullanılır. İplik ve diğer lifler arasında bağlayıcı görevi görerek mukavemetlerini ve aşınma dirençlerini artırır. Ayrıca dokuma makinelerinin sorunsuz çalışmasına da yardımcı olur.
Yapıştırıcılar ve Bağlayıcılar: PVA, çeşitli uygulamalarda mükemmel bir bağlayıcı ve yapıştırıcı bileşenidir. Kağıt, ahşap ve diğer malzemeler için tutkal, yapıştırıcı ve kaplama üretiminde kullanılabilir. İyi yapışma özellikleri, laminasyon ve yapıştırma işleri için uygun hale getirir. Kağıt ve Kaplamalar: PVA, kağıt endüstrisinde yüzey kaplama maddesi olarak kullanılır. Kağıdın parlaklık, baskı yapılabilirlik ve su direnci gibi yüzey özelliklerini iyileştirir. PVA kaplamalar ayrıca dayanıklılıklarını ve görünümlerini artırmak için diğer malzemelere de uygulanabilir. Film ve Membran Oluşumu: PVA, belirli özelliklere sahip ince filmler veya membranlar halinde işlenebilir. Bu filmler, paketleme, su arıtımı veya diyaliz için ayırma membranları ve elektronik bileşenler için alt tabaka olarak çeşitli uygulamalarda kullanılır.
Elyaf Üretimi: Vinil olarak da bilinen PVA lifleri, PVA çözeltilerinden üretilir. Bu lifler, mükemmel çekme mukavemetine ve kimyasallara karşı dayanıklılığa sahiptir ve bu da onları giyim, halat ve diğer endüstriyel uygulamalarda kullanıma uygun hale getirir.
Emülsiyon ve Süspansiyon Polimerizasyon: PVA çözeltileri, emülsiyon ve süspansiyon polimerizasyon reaksiyonlarında koruyucu kolloidler olarak işlev görebilir, dağılmış parçacıkları stabilize edebilir ve homojen polimer parçacıklarının oluşumunu destekleyebilir.
Boyalar ve Kaplamalar: PVA, su bazlı boyalarda ve kaplamalarda bağlayıcı olarak kullanılır. Çeşitli yüzeylerdeki kaplamaların yapışmasını, dayanıklılığını ve görünümünü iyileştirmeye yardımcı olur.
Biyomedikal Uygulamalar: PVA ve türevleri biyomedikal alanda da uygulama bulmuştur. Biyolojik olarak parçalanabilir implantlar, ilaç taşıyıcı sistemler ve doku mühendisliği iskeleleri üretmek için kullanılabilirler.
PVA'nın belirli uygulamalarının moleküler ağırlığına, polimerizasyon derecesine ve alkoliz seviyesine bağlı olarak değişebileceğini belirtmekte fayda var. Üreticiler genellikle PVA'nın özelliklerini belirli son kullanım uygulamalarının gereksinimlerini karşılayacak şekilde uyarlar.

Polivinil alkol nasıl üretilir?

Polivinil alkol (PVA) üretimi, temel olarak hammadde hazırlama, polimerizasyon, reaksiyon, saflaştırma ve işleme olmak üzere bir dizi adımdan oluşur. Polivinil alkol üretiminin temel süreci aşağıdaki gibidir:
Hammadde hazırlama: Polivinil alkolün ana hammaddesi etilendir. Etilen, genellikle petrol veya doğal gazdan, petrol rafinasyon sürecinde alkanların fraksiyonel damıtılması veya petroldeki hidrokarbonların parçalanması yoluyla elde edilen organik bir bileşiktir.
Etilenin polimerizasyonu: Etilen, bir polimerizasyon reaksiyonuyla polietilene dönüştürülür. Bu adım genellikle katalizörle başlatılan serbest radikal polimerizasyonuyla gerçekleştirilir. Polimerizasyon reaksiyonunda, etilen molekülündeki çift bağlar açılır ve uzun zincirler oluşturmak üzere birleşir.
Polietilen dönüşümü: Polietilen, polivinil alkole dönüştürülür. Bu dönüşüm süreci asit katalizli, baz katalizli veya enzim katalizli olabilir. Bu adımda, polietilen zincirindeki bazı hidrojen atomları, polivinil alkol üretmek için hidroksil grupları (OH) ile değiştirilir. Saflaştırma ve işleme: Sentezlenen polivinil alkol, safsızlıkları gidermek ve çözücü ekstraksiyonu, kristalizasyon ve kurutma gibi adımlar dahil olmak üzere belirli ürün gereksinimlerini karşılamak için saflaştırılır ve işlenir. Polivinil alkol genellikle granül formda kullanılır. Kurutulmuş polivinil alkol, ekstrüzyon ve kesme yoluyla pelet haline getirildiği bir peletleme makinesine beslenir.
Yukarıda açıklanan temel adımlara ek olarak, polivinil alkol üretim süreci farklı hammadde ve katalizör seçimlerine göre ince ayar yapılabilir. Polivinil alkol için yurt içi üretim süreçleri temel olarak kalsiyum karbür asetilen, petrol etileni, doğal gaz asetileni ve biyo-etileni içerir ve kalsiyum karbür asetilen üretim süreçlerinin en büyük payını oluşturur.

Polivinil alkol nasıl paketlenir, depolanır ve dağıtılır? Paketler: 20 kg/torba, 25 kg/torba, 500 kg/torba, 1000 kg/torba. Depolama: Polivinil alkol, nem ve diğer yabancı maddelerin içeri girmesini önlemek için ağzı kapalı dokuma torbalarda veya plastik torbalarla kaplı kartonlarda paketlenmelidir. Taşıma: Polivinil alkol taşıyan araçlar, nemli bir ortamda polivinil alkolün olası kimyasal reaksiyonlarını veya kalite değişikliklerini önlemek için iç kısmı kuru ve temiz tutmak amacıyla nemden, güneşten ve yağmurdan korunmalıdır.

Polivinil alkolün zararlı etkileri nelerdir?

Polivinil alkol genellikle toksik olmayan bir maddedir, ancak tozu solunum yollarını tahriş edebilir. Polivinil alkol, Dünya Sağlık Örgütü'nün Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı tarafından 2017 yılında yayınlanan kanserojenler listesinin ön derlemesinde 3. grup kanserojenler listesine dahil edilmiştir. Bu nedenle, yüksek konsantrasyonlarda polivinil alkole uzun süre maruz kalmak potansiyel bir sağlık riski oluşturabilir. Personel, temas halinde iyi korunmalı ve gözlerine ve cildine temas etmesi halinde derhal akan suyla yıkanmalıdır. Ameliyatlar iyi havalandırılan bir ortamda yapılmalıdır.