كحول البولي فينيل

كحول البولي فينيل ( PVOH أو PVA أو PVAl ) هو بوليمر صناعي قابل للذوبان في الماء . صيغته الكيميائية المثالية هي [ _CH₂CH (OH)] _ₙ . يُستخدم في صناعة الورق ، وتجهيز خيوط النسيج ، وكمُكثِّف ومُثبِّت للمستحلبات في تركيبات لاصقة من أسيتات البولي فينيل (PVAc)، وفي العديد من الطلاءات، والطباعة ثلاثية الأبعاد . وهو عديم اللون (أبيض) والرائحة. يُورَّد عادةً على شكل حبيبات أو محاليل في الماء. ^{[ 2 ] [ 3 ]} بدون إضافة عامل ربط خارجي، يمكن تحويل محلول PVA إلى هلام من خلال التجميد والذوبان المتكررين، مما ينتج عنه هيدروجيلات فائقة القوة والنقاء ومتوافقة حيوياً ، والتي استُخدمت في تطبيقات متنوعة، مثل الدعامات الوعائية ، والغضاريف ، والعدسات اللاصقة ، وغيرها. ^{[ 4 ]}

على الرغم من أن كحول البولي فينيل يشار إليه غالبًا بالاختصار PVA ، إلا أن PVA يشير بشكل عام إلى أسيتات البولي فينيل ، والذي يستخدم عادة كمادة لاصقة ومانعة للتسرب للخشب.

يُستخدم كحول البولي فينيل (PVA) في العديد من التطبيقات الطبية نظرًا لتوافقه الحيوي، وانخفاض ميله لالتصاق البروتينات، وانخفاض سميته. تشمل استخداماته المحددة بدائل الغضاريف ، والعدسات اللاصقة ، وكبسولات منظفات الغسيل، وقطرات العين . ^{[ 5 ]} يُستخدم كحول البولي فينيل كعامل مساعد في بلمرة المعلقات . ويُعدّ استخدامه كغرواني واقٍ في تحضير معلقات أسيتات البولي فينيل (PVAc) الاستخدام الأبرز له في الصين. أما في اليابان، فيُستخدم بشكل رئيسي في إنتاج ألياف الفينيلون . ^{[ 6 ]} كما تُصنّع هذه الألياف في كوريا الشمالية لتحقيق الاكتفاء الذاتي، إذ لا يتطلب إنتاجها استخدام النفط . ومن استخداماته الأخرى أفلام التصوير الفوتوغرافي. ^{[ 7 ]}

تُستخدم البوليمرات القائمة على بولي فينيل الكحول (PVA) على نطاق واسع في التصنيع الإضافي. فعلى سبيل المثال، تُظهر أشكال الجرعات الفموية المطبوعة ثلاثية الأبعاد إمكانات كبيرة في صناعة الأدوية. ومن الممكن إنتاج أقراص محملة بالأدوية ذات خصائص معدلة لإطلاق الدواء، حيث يُستخدم بولي فينيل الكحول كمادة رابطة. ^{[ 8 ]}

من الناحية الطبية، حصلت الجسيمات الدقيقة المصنوعة من بولي فينيل الكحول (PVA) على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA 510(k)) لاستخدامها كجسيمات انصمامية لعلاج الأورام الوعائية المفرطة في الأطراف. ^{[ 9 ]} كما يمكن استخدامها كعامل انصمامي في عملية استئصال انصمام الأورام الليفية الرحمية (UFE). ^{[ 10 ]} وفي أبحاث الهندسة الطبية الحيوية، دُرست مادة PVA أيضًا لتطبيقاتها في الغضاريف وجراحة العظام ، ^{[ 11 ]} وكمواد محتملة لترقيع الأوعية الدموية . ^{[ 12 ]}

يُستخدم البولي فينيل الكحول (PVA) بشكل شائع في الإسفنج المنزلي الذي يمتص كمية أكبر من الماء مقارنة بالإسفنج المصنوع من البولي يوريثان .

يمكن استخدام PVA كمادة لاصقة أثناء تحضير عينات البراز للفحص المجهري في علم الأمراض . ^{[ 13 ]}

على عكس معظم بوليمرات الفينيل ، لا يُحضّر بولي فينيل الكحول (PVA) عن طريق بلمرة المونومر المقابل ، لأن المونومر، وهو كحول الفينيل ، غير مستقر ديناميكيًا حراريًا تجاه تحوله التوتوميري إلى أسيتالدهيد . بدلًا من ذلك، يُحضّر PVA عن طريق التحلل المائي لأسيتات البولي فينيل، ^{[ 2 ]} أو أحيانًا بوليمرات أخرى مشتقة من إسترات الفينيل تحتوي على مجموعات فورمات أو كلورو أسيتات بدلًا من الأسيتات. عادةً ما يتم تحويل إسترات البولي فينيل عن طريق تفاعل تبادل الإسترات المحفز قاعديًا باستخدام الإيثانول.

[ _CH₂CH (OAc) _] ⁿ _{+ C₂H₅OH} → _[ CH₂CH ( _OH ) ] _ⁿ + _C₂H₅OAc

تتأثر خصائص البوليمر بدرجة عملية التبادل الإستري.

بلغ الاستهلاك العالمي من كحول البولي فينيل أكثر من مليون طن متري في عام 2006. ^{[ 6 ]}

البولي فينيل الكحول (PVA) مادة غير منتظمة تُظهر بلورية . من حيث البنية المجهرية، يتكون بشكل أساسي من روابط 1،3-ديول [−CH₂ ₋ CH(OH)−CH₂ ₋ CH(OH)−]، ولكن توجد نسبة قليلة من 1،2-ديول [−CH₂ _{− CH} (OH)−CH(OH)−CH₂− ]، وذلك تبعًا لظروف بلمرة طليعة إستر الفينيل. ^{[ 2 ]}

يتميز كحول البولي فينيل بخصائص ممتازة في تكوين الأغشية، والاستحلاب، والالتصاق . كما أنه مقاوم للزيوت والشحوم والمذيبات . يتمتع بقوة شد عالية ومرونة فائقة، بالإضافة إلى خصائص حاجزية عالية للأكسجين والروائح. مع ذلك، تعتمد هذه الخصائص على الرطوبة : فالماء الممتص عند مستويات الرطوبة العالية يعمل كملدّن ، مما يقلل من قوة شد البوليمر، ولكنه يزيد من استطالته ومقاومته للتمزق.

يُستخدم كحول البولي فينيل على نطاق واسع، ولذلك فإن سميته وتحلله البيولوجي محل اهتمام. وقد أظهرت الاختبارات أن الأسماك (أسماك الجوبي) لا تتضرر، حتى عند تركيز كحول البولي فينيل البالغ 500 ملغم/لتر من الماء. ^{[ 2 ]}

تتأثر قابلية تحلل بولي فينيل الكحول (PVA) بيولوجيًا بالوزن الجزيئي للعينة. ^{[ 2 ]} تتحلل محاليل PVA المائية بشكل أسرع، ولهذا السبب تميل أنواع PVA عالية الذوبان في الماء إلى التحلل البيولوجي بشكل أسرع. ^{[ 14 ]} لا تتحلل جميع أنواع PVA بيولوجيًا بسهولة، ولكن تشير الدراسات إلى أن أنواع PVA عالية الذوبان في الماء، مثل تلك المستخدمة في المنظفات، يمكن أن تتحلل بيولوجيًا بسهولة وفقًا لشروط اختبار الفحص لمنظمة التعاون الاقتصادي والتنمية (OECD). ^{[ 15 ]}

يُعدّ تناول كحول البولي فينيل عن طريق الفم ^آمناً نسبياً. ^{[ 16 ]} وتستند سلامة كحول البولي فينيل إلى بعض الملاحظات التالية : ^{[ 16} ]

• إن السمية الفموية الحادة لكحول البولي فينيل منخفضة للغاية، حيث تتراوح الجرعة المميتة 50 (LD50) بين 15-20 جم/كجم؛
• يتم امتصاص مادة PVA التي يتم تناولها عن طريق الفم بشكل ضعيف للغاية من الجهاز الهضمي ؛
• لا يتراكم البولي فينيل الكحول في الجسم عند تناوله عن طريق الفم؛
• لا يُعد كحول البولي فينيل مادة مطفرة أو مُسببة لتكسير الكروموسومات.

• نترات البولي فينيل
• أسيتات الفينيل

• بيانات سلامة المواد
• وصفة "سلايم"
• تشكيل طبقات PVA في زجاجات PET