Álcool polivinílico (PVA) é um material popular de membrana polimérica que absorve água. É amplamente utilizado em embalagens de alimentos, pervaporação e tratamento de águas residuais, pois é quimicamente estável, resiste a ácidos e bases, forma filmes facilmente e é seguro de usar. Seus muitos grupos hidroxila lhe conferem boas características de absorção de água e antiincrustantes. Ainda assim, esses mesmos grupos causam dois problemas principais: não é muito resistente e não se mantém bem na água. Isso significa que pode inchar ou até mesmo se dissolver em água, o que limita suas possibilidades de uso.
Para resolver esses problemas, os cientistas tentaram alterar as membranas de PVA misturando-as com outros materiais, formando nanocompósitos, aquecendo-as, reticulando-as quimicamente ou usando uma mistura dessas maneiras.
1. Modificação física: aumento da função e da força
Métodos de modificação física, como misturas e nanocompósitos, são populares porque são simples e fáceis de ampliar para produção industrial.
1.1 Modificação de mistura
Combinar elementos para transformar filmes de PVA envolve misturar materiais que funcionam bem e se misturam bem com o PVA para criar os filmes. A quitosana (CS), por exemplo, é frequentemente usada. A melhor parte é que ela confere aos filmes de PVA boas propriedades de eliminação de germes, interrompendo ou até mesmo eliminando Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Isso ajuda Filme de álcool polivinílico (filme de PVA) ser usado em curativos hemostáticos, por exemplo. No entanto, a adição de materiais de mistura pode, às vezes, enfraquecer as propriedades mecânicas originais do filme de PVA, tornando o equilíbrio entre funcionalidade e resistência mecânica um desafio fundamental nessa abordagem.
1.2 Modificação de nanocompósitos
A modificação de nanocompósitos utiliza os efeitos únicos de superfície e interface de cargas nanométricas (como nanofolhas, nanobastões e nanotubos) para influenciar a estrutura interna de filmes de PVA em nível molecular. Mesmo com uma pequena quantidade de carga, pode-se melhorar significativamente a resistência mecânica e a resistência à água dos filmes de PVA, além de expandir sua condutividade elétrica, condutividade térmica e propriedades antimicrobianas.
2. Abordagens Químicas e Termodinâmicas: Construindo uma Estrutura Estável
2.1 Modificação de reticulação química
A modificação por reticulação química utiliza os numerosos grupos hidroxila nas cadeias laterais do PVA para reagir com reticulantes (como ácidos dibásicos/polibásicos ou anidridos) para formar uma rede de reticulação de ligação química estável (ligação éster) entre as cadeias poliméricas. Este método pode melhorar de forma mais consistente as propriedades mecânicas e a resistência à água do filme de PVA, reduzindo significativamente sua solubilidade em água e o inchaço causado pela água. Por exemplo, o uso de ácido glutárico como reticulante pode melhorar simultaneamente a resistência à tração e o alongamento na ruptura do filme de PVA.
2.2 Modificação do tratamento térmico
O tratamento térmico controla o movimento das cadeias moleculares de PVA ajustando a temperatura e o tempo, otimizando a estrutura interna e aumentando a cristalinidade.
3. Modificação sinérgica: rumo a um futuro de alto desempenho
Um único método de modificação frequentemente falha em atender totalmente aos complexos requisitos de desempenho do filme de PVA em aplicações práticas. É difícil aumentar a resistência e a tenacidade ao mesmo tempo. Portanto, uma abordagem fundamental é usar dois nanoenchimentos ou métodos que funcionem bem juntos. Isso ajuda a criar filmes de PVA com bom desempenho em todas as áreas. Por exemplo, combinar reticulação química com nanocompósitos é atualmente uma das estratégias mais promissoras. Pesquisas demonstraram que a modificação sinérgica de filmes de PVA usando ácido succínico (SuA) como reticulante e nanofissores de celulose bacteriana (BCNW) como enchimento de reforço melhora significativamente a resistência à tração e a resistência à água, compensando efetivamente as deficiências dos métodos de modificação única.
4. Conclusão e Perspectivas
Progressos notáveis foram alcançados na modificação de filmes de álcool polivinílico (PVA). Por meio da aplicação combinada de diversas estratégias, incluindo tratamentos físicos, químicos e térmicos, as propriedades mecânicas, a resistência à água e a multifuncionalidade dos filmes de PVA foram significativamente aprimoradas. Isso impulsionou significativamente a aplicação prática de membranas de PVA modificadas em áreas como tratamento de água, embalagens de alimentos, dispositivos optoeletrônicos e células de combustível.
Olhando para o futuro, a pesquisa sobre membranas de PVA modificadas (como PVA 728F modificado) se concentrará nos seguintes aspectos:
Com base nas vantagens naturais do PVA e no uso de processos avançados de modificação, os filmes de álcool polivinílico provavelmente se tornarão ainda mais amplamente utilizados no campo de materiais poliméricos de alto desempenho.
Site: www.elephchem.com
Whatsapp: (+)86 13851435272
E-mail: admin@elephchem.com
Rede IPv6 suportada
