Поливинилацетат

Клей, используемый для пористых материалов

Химическое соединение

Поливинилацетат ( ПВА , ПВАц , поли(этенилэтаноат) ), широко известный как столярный клей (термин, который может также относиться к другим типам клея ), клей ПВА , белый клей , столярный клей , школьный клей или клей Элмера в США, является широко доступным клеем, используемым для пористых материалов, таких как дерево, бумага и ткань. Алифатический каучукоподобный синтетический полимер с формулой (C ₄ H ₆ O ₂ ) _n , он принадлежит к семейству поливиниловых эфиров с общей формулой −[RCOOCHCH ₂ ]−. Это тип термопластика . ^[1]

Характеристики

Степень полимеризации поливинилацетата обычно составляет от 100 до 5000, при этом его сложноэфирные группы чувствительны к щелочному гидролизу и медленно превращают ПВА в поливиниловый спирт и уксусную кислоту .

Температура стеклования поливинилацетата составляет от 30 до 45 °C в зависимости от молекулярной массы.

Дисперсии ПВА, такие как Elmer's Glue-All, содержат поливиниловый спирт в качестве защитного коллоида . В щелочных условиях соединения бора, такие как борная кислота или бура, вызывают сшивание поливинилового спирта , образуя липкие осадки или игрушки, такие как слайм и флабер .

Ряд микроорганизмов могут разрушать поливинилацетат. Чаще всего повреждения вызываются нитчатыми грибами ; однако, водоросли , дрожжи , лишайники и бактерии также могут разрушать поливинилацетат. ^[2]

Открытие

Поливинилацетат был открыт в Германии в 1912 году Фрицем Клатте . ^[3]

Мономер, винилацетат , впервые был получен в промышленных масштабах путем добавления уксусной кислоты к ацетилену с солью ртути(I) ^[4] , но в настоящее время его в основном производят путем катализируемого палладием окислительного присоединения уксусной кислоты к этилену .

Подготовка

ПВА — виниловый полимер . Поливинилацетат получают путем полимеризации мономера винилацетата ( свободнорадикальная виниловая полимеризация мономера винилацетата ).

Приложения

В виде дисперсии в воде (обычно эмульсии) препараты ПВА используются в качестве клея для пористых материалов, в частности для дерева , бумаги и ткани , а также в качестве закрепителя для пористого строительного камня, в частности песчаника . ^[5] ПВА считается безопасным для пищевых продуктов материалом, ^[6] и поэтому часто используется в таких областях применения (например, в качестве упаковочного материала для пищевых продуктов).

Применение:

• Как столярный клей , ПВА известен как «белый клей», а желтый — как «столярный клей».
• В качестве бумажного клея при переработке бумажной упаковки.
• В переплетном деле и книжном искусстве, благодаря своей гибкой прочной связи и некислотной природе (в отличие от многих других полимеров). Использование ПВА на Палимпсесте Архимеда в 20 веке значительно затруднило задачу расплетания книги, а также сохранения и отображения страниц в начале 21 века, отчасти потому, что клей был прочнее пергамента, который он скреплял. ^[7]
• В ремеслах .
• В качестве клея для конвертов .
• В качестве клея для обоев .
• В качестве грунтовки для гипсокартона и других оснований.
• В качестве основы для жевательной резинки . ^[8]
• В качестве водорастворимого вспомогательного материала для 3D-печати , обычно для метода изготовления методом сплавления нитей . ^[9]
• В качестве клея для сигаретной бумаги . ^[10]
• В качестве покрытия на сыре Гауда . ^[11]

Жесткий гомополимер ПВА, но в основном более мягкий сополимер , комбинация винилацетата и этилена, винилацетат-этилен (ВАЭ), также используется в покрытиях для бумаги , красках и других промышленных покрытиях, в качестве связующего в нетканых материалах из стекловолокна , гигиенических салфетках , фильтровальной бумаге и в текстильной отделке .

Поливинилацетат также является сырьем для производства других полимеров, таких как:

• Поливиниловый спирт −[HOCHCH ₂ ]−: Поливинилацетат частично или полностью гидролизуется с образованием поливинилового спирта. Эта обратимая реакция омыления и этерификации была сильным намеком для Германа Штаудингера при формулировании его теории макромолекул . ^[12]
• Поливинилацетатфталат (ПВАП): поливинилацетат частично гидролизуется, а затем этерифицируется фталевой кислотой .

Смотрите также

• Этиленвинилацетат
• Международный Кляйн Блю
• Продукция Элмера

Ссылки

1. Мюррей, Г.Т. (1997), Справочник по выбору материалов для инженерных приложений, CRC Press, стр. 242, ISBN 978-0-8247-9910-6.
2. Франческа Каппителли; Клаудия Сорлини (2008). «Микроорганизмы атакуют синтетические полимеры в предметах, представляющих наше культурное наследие». Прикладная и экологическая микробиология . 74 (3): 564–569. Bibcode : 2008ApEnM..74..564C. doi : 10.1128/AEM.01768-07. PMC 2227722. PMID  18065627 . 
3. См.:
   • Немецкий имперский патент № 281687 (4 июля 1913 г.), Журнал Общества химической промышленности (Лондон) , т. 34, стр. 623 (1915 г.);
   • Немецкий рейхспатен №. 281688 (2 апреля 1914 г.);
   • Британский патент № 15271 (25 июня 1914 г.);
   • Фриц Клатте и Адольф Роллетт, «Пластиковый состав и процесс его производства». Архивировано 10 мая 2017 г. в Wayback Machine , патент США 1 241 738 (подан: 3 июля 1914 г.; выдан: 2 октября 1917 г.), реферат которого опубликован в журнале Journal of the Society of Chemical Industry (Лондон) , том 36, стр. 1185 (1917).
4. Резерфорд Джон Геттенс и Джордж Лесли Стаут, Материалы для живописи: краткая энциклопедия (Принстон, Нью-Джерси: Д. Ван Ностранд, 1942), стр. 74.
5. Young, ME; Murray, M.; Cordiner, P. (1999). «Укрепители камня и химическая обработка в Шотландии». Университет Роберта Гордона , Научно-исследовательский институт строительства и историческая Шотландия. Архивировано из оригинала 17.11.2016 . Получено 30.07.2009 .
6. "CFR - Свод федеральных правил, раздел 21". www.accessdata.fda.gov . МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНЫХ СЛУЖБ. 22 марта 2024 г. Получено 25 сентября 2024 г.
7. «Сохранение палимпсеста Архимеда». Художественный музей Уолтерса . 2011. Получено 22 февраля 2018 г.
8. Аманн, Манфред; Минге, Оливер (2012). «Биоразлагаемость поливинилацетата и родственных полимеров». Достижения в области полимерной науки . 245 : 137–172. doi :10.1007/12_2011_153. ISBN 978-3-642-27153-3.
9. «Полное руководство по материалам — Советы по 3D-печати с использованием ПВА».
10. Coggins, Christopher RE; Jerome, Ann M.; Lilly, Patrick D.; McKinney, Willie J.; Oldham, Michael J. (2013). «Комплексная токсикологическая оценка трех клеев с использованием экспериментальных сигарет». Inhalation Toxicology . 25 Suppl 2: 6–18. Bibcode : 2013InhTx..25S...6C. doi : 10.3109/08958378.2013.854430. ISSN  1091-7691. PMID  24341843. S2CID  6414435.
11. Ван ден Берг, Г. (2002-01-01), «Сыры голландского типа», в Рогински, Хуберт (ред.), Энциклопедия молочных наук , Оксфорд: Elsevier, стр. 371–378, ISBN 978-0-12-227235-6, получено 2021-12-10
12. Х. Штаудингер, К. Фрей, В. Старк, Бер. Втор. хим. Гес. 1927, 60, 1782.