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聚乙烯醇(PVA)
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商品信息

基本信息                  

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中文名称:聚乙烯醇

英文名称:Poly(vinyl alcohol),PVA 

CAS登录号:9002-89-5

化学式:(C2H4O)n

外观:白色粉末


产品特性

由于“乙烯醇”易异构化为乙醛,所以聚乙烯醇(PVA)不能直接用乙烯醇单体聚合而得。工业上应用的PVA是由聚醋酸乙烯酯醇解(或水解)而得,分子主链为碳链,含有大量的-OH基团,可以吸收大量的水分并形成牢固的氢键。PVA是一种亲水性高分子,具有良好的生物相容性、无毒性、化学稳定性,并且具有卓越的成纤性、成膜性等等,也是静电纺丝领域研究最多的高分子之一,同时具有合成方便、安全低毒、产品质量易于控制、价格便宜、使用方便等特点。PVA水溶液经过物理交联可以制备成水凝胶,凝胶的机械性能优良,力学强度随聚合度、醇解度升高而增强。交联的PVA水凝胶在物理性质方面比其它人工合成材料更像活体组织。医用聚乙烯醇是一种具有良好生物相容性的生物材料,不同于化工级别聚乙烯醇,它是一种极安全的高分子有机物,对人体无毒,无副作用,日本、美国等已批准用于医药和食品行业。其PVA薄膜和多孔材料已广泛应用于眼科、伤口敷料、整形手术和血管手术等。同时聚乙烯醇薄膜在药用膜,人工肾膜等方面也有使用。医用聚乙烯醇的一些型号也常被用在化妆品中的面膜、洁面膏、化妆水及乳液中,是一种常用的安全性成膜剂。

PVA的理化性质:相对密度(25℃/4℃)1.27~1.31(固体)、1.02(10%溶液),熔点230 ℃,玻璃化温度75~85℃,在空气中加热至100℃以上慢慢变色、脆化。加热至160~170℃脱水醚化,失去溶解性,加热到200 ℃开始分解。超过250℃变成含有共轭双键的聚合物。折射率1. 49~1. 52,热导率0.2w/(m·K),比热容1~5J/(kg·K),电阻率(3.1~3. 8)×10Ω·cm。


产品分类

聚乙烯醇的物理性质受化学结构、醇解度、聚合度的影响。聚乙烯醇主要分为两种类型:部分醇解型和完全醇解型。部分醇解的醇解度通常为87%~89%,完全醇解的醇解度为98%~100%。常取平均聚合度的千、百位数放在前面,将醇解度的百分数放在后面,如17-88即表聚合度为1700,醇解度为88%。一般来说,聚合度增大,水溶液粘度增大,成膜后的强度和耐溶剂性提高。PVA国内通常普通的型号分99系列和88系列。


产品

型号

外观

级别

PVA

07-18

粉末

试剂级

PVA

07-19

粉末

试剂级

PVA

08-08

粉末

医用级

PVA

08-18

粉末

医用级


产品应用

PVA 是水溶性聚合物,可纺性好,并具有较好的力学性能,和一些水溶性聚合物混合制成电纺膜,这类材料在过滤膜、纳米复合材料、伤口敷料以及人工血管等领域具有许多潜在的用途。Kyung Hwa Hong 报导了 Ag/聚乙烯醇复合纤维的制备过程,将 PVA/AgNO3 水溶液静电纺丝得到包含有银纳米颗粒的 PVA 纤维,经过处理银纳米颗粒大量的迁移到纤维表面(图1),这种 PVA/Ag 纳米纤维显示了很强的抗菌性,可以作为伤口敷料使用[1]。中国科学院成都生物研究所李帮经研究员团队与四川大学张晟教授利用静电纺丝技术将聚乙烯醇和β-环糊精(β-CD)溶液构筑为纳米纤维膜(CD/PVA纳米纤维膜)[2],聚乙烯醇作为纤维滤膜的骨架,主要是因为聚合物的价格便宜、绿色无毒以及其含有大量的羟基官能团,可以有效的与各类空气污染物结合;β-环糊精的加入可以提高空气滤膜的PM2.5移除效率和透气性能(图2);该纳米纤维膜对PM2.5的移除率可以与商业化的空气滤膜相媲美,并且其透气性能远优于商品化滤膜。


image.png

图1 PVA/Ag 纳米纤维用作伤口敷料[1]。


image.png

图2 β-CD/PVA纳米纤维膜用于空气过滤[2]。


使用方法

聚乙烯醇溶于水,为了完全溶解一般需加热到65~75℃。不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。微溶于二甲基亚砜。120~150℃可溶于甘油.但冷至室温时成为胶冻。溶解聚乙烯醇应先将物料在搅拌下加入室温水中.分散均匀后再升温加速溶解,这样可以防止结块,影响溶解速度。具体纺丝工艺参数可见链接[http://www.ucalery.com/html/ASAP/20160723278.html]。

储存场所应保持空气流畅,避免阳光直接照射。存放于通风良好并远离火源的地方,于干燥阴凉处储存至少可保存5年。

若皮肤接触,脱去污染的衣着,用流动清水冲洗;若眼睛接触,提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗,必要时送医院检查及治疗;若吸入,应至空气新鲜处,如呼吸困难,输氧,必要时请就医;若误食,饮足量温水,催吐并就医。


参考文献

[1] Hong, K. H., Park, J. L., Sul, I. H., Youk, J. H., & Kang, T. J. (2006). Preparation of antimicrobial poly(vinyl alcohol) nanofibers containing silver nanoparticles. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, 44(17), 2468–2474. 

[2] Wang, L., Kang, Y., Xing, C.Y., Guo, K., Zhang, X.Q., Ding, L.S., … Li, B.J. (2019). β-Cyclodextrin Based Air Filter for High-Efficiency Filtration of Pollution Sources. Journal of Hazardous Materials. 


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