Apa itu Polivinil alkohol?

Polivinil alkohol, disingkat PVOH, PVA, atau PVAl, adalah polimer sintetis yang tidak berwarna, tidak berbau, dan larut dalam air. Polivinil alkohol biasanya muncul dalam bentuk padatan berwarna putih, bersisik, berbulu halus, atau seperti bubuk. Polivinil alkohol (PVA) memiliki sejarah yang berawal dari awal abad ke-20. Polivinil alkohol pertama kali ditemukan dan disintesis pada tahun 1924 oleh ahli kimia Jerman W.O. Hemnann dan W. Hachnel. Pada saat itu, area aplikasi utama PVA adalah perekat dan bahan pembantu pemrosesan untuk serat selulosa.
Pada tahun 1950-an, PVA mulai diproduksi dalam skala besar secara industri dan secara bertahap diperluas ke berbagai bidang, seperti tekstil, kertas, percetakan, dan konstruksi. Selanjutnya, seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, area penerapannya terus meluas, dan kini digunakan secara luas dalam bidang pangan, obat-obatan, kosmetik, elektronik, perlindungan lingkungan, dan berbagai bidang lainnya.
Khususnya di Tiongkok, penelitian dan pengembangan PVA dimulai pada tahun 1951, dan pada tahun 1970-an, komoditas PVA mulai bermunculan di pasaran. Berkat peningkatan teknologi sintetis yang berkelanjutan dan penurunan harga, penggunaan PVA semakin meluas, dan perkembangannya pun berlangsung pesat.

Apa saja sifat dan klasifikasi Polivinil alkohol?

Sifat: Polivinil alkohol (PVA) adalah polimer serbaguna yang larut dalam air dengan sifat antara plastik dan karet. Polivinil Alkohol adalah padatan yang dapat berbentuk bubuk putih, serpihan, atau flok, dengan suhu transisi gelas 60-85°C. Polivinil alkohol larut dalam air polar karena banyaknya gugus alkohol polar yang dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air. Polivinil alkohol juga larut dalam pelarut panas yang mengandung hidroksil seperti gliserol dan fenol tetapi tidak larut dalam pelarut organik umum seperti metanol, benzena, aseton, dan bensin. Klasifikasi: Derajat polimerisasi menentukan berat molekul, yang dapat diklasifikasikan menjadi empat kategori: derajat polimerisasi ultra-tinggi (250.000-300.000), derajat polimerisasi tinggi (170.000-220.000), derajat polimerisasi sedang (120.000-150.000), dan derajat polimerisasi rendah (25.000-35.000). Derajat alkoholisis umumnya terdiri dari alkoholisis lengkap (derajat alkoholisis 98-100%), alkoholisis parsial (derajat alkoholisis 87-89%), dan derajat alkoholisis 78%. Umumnya, angka seribu atau seratus digit derajat polimerisasi diletakkan di depan, dan derajat alkoholisis diletakkan di belakang tingkatan produk; misalnya, polivinil alkohol 17-99 berarti bahwa derajat polimerisasi adalah 1,7k, dan derajat alkoholisis adalah 99%.

Untuk apa polivinil alkohol digunakan?

Polivinil alkohol (PVA) memiliki beragam aplikasi karena sifatnya yang unik sebagai polimer yang larut dalam air. Berikut adalah beberapa kegunaan utama PVA:
Industri Tekstil: PVA umumnya digunakan sebagai agen perekat dalam industri tekstil. PVA bertindak sebagai pengikat antara benang dan serat lainnya, meningkatkan kekuatan dan ketahanan abrasi. PVA juga membantu kelancaran pengoperasian mesin tenun.
Perekat dan Pengikat: PVA merupakan komponen pengikat dan perekat yang sangat baik dalam berbagai aplikasi. PVA dapat digunakan untuk memproduksi lem, perekat, dan pelapis untuk kertas, kayu, dan bahan lainnya. Sifat adhesifnya yang baik membuatnya cocok untuk laminasi dan perekatan. Kertas dan Pelapis: PVA digunakan sebagai agen pelapis permukaan dalam industri kertas. PVA meningkatkan sifat permukaan kertas, seperti kilap, kemampuan cetak, dan ketahanan air. Pelapis PVA juga dapat diaplikasikan pada bahan lain untuk meningkatkan daya tahan dan penampilannya. Pembentukan Film dan Membran: PVA dapat diproses menjadi film tipis atau membran dengan sifat spesifik. Film-film ini digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk pengemasan, membran pemisahan untuk pengolahan air atau dialisis, dan sebagai substrat untuk komponen elektronik.
Produksi Serat: Serat PVA, yang dikenal sebagai vinil, diproduksi dari larutan PVA. Serat-serat ini memiliki kekuatan tarik yang sangat baik dan ketahanan terhadap bahan kimia, sehingga cocok untuk digunakan dalam pakaian, tali, dan aplikasi industri lainnya.
Emulsi dan Suspensi Polimerisasi: Larutan PVA dapat berfungsi sebagai koloid pelindung dalam reaksi polimerisasi emulsi dan suspensi, menstabilkan partikel terdispersi dan mendorong pembentukan partikel polimer yang seragam.
Cat dan Pelapis: PVA digunakan sebagai pengikat dalam cat dan pelapis berbahan dasar air. PVA membantu meningkatkan daya rekat, daya tahan, dan penampilan pelapis pada berbagai permukaan.
Aplikasi Biomedis: PVA dan turunannya juga telah menemukan aplikasi di bidang biomedis. PVA dapat digunakan untuk memproduksi implan biodegradable, sistem penghantaran obat, dan perancah rekayasa jaringan.
Perlu dicatat bahwa aplikasi spesifik PVA dapat bervariasi tergantung pada berat molekulnya, derajat polimerisasi, dan tingkat alkoholisisnya. Produsen sering menyesuaikan sifat PVA untuk memenuhi persyaratan aplikasi penggunaan akhir tertentu.

Bagaimana Polivinil alkohol diproduksi?

Produksi polivinil alkohol (PVA) melibatkan sejumlah langkah, terutama meliputi persiapan bahan baku, reaksi polimerisasi, pemurnian, dan pemrosesan. Berikut ini adalah proses dasar produksi polivinil alkohol:
Persiapan bahan baku: Bahan baku utama untuk polivinil alkohol adalah etilena. Etilen biasanya merupakan senyawa organik yang diekstraksi dari minyak bumi atau gas alam, baik melalui distilasi fraksional alkana dalam proses penyulingan minyak bumi maupun melalui pemecahan hidrokarbon dalam minyak bumi.
Polimerisasi etilena: Etilen diubah menjadi polietilena melalui reaksi polimerisasi . Tahap ini biasanya dilakukan melalui polimerisasi radikal bebas yang diinisiasi oleh katalis. Dalam reaksi polimerisasi, ikatan rangkap dalam molekul etilena dibuka dan dihubungkan untuk membentuk rantai panjang.
Konversi polietilena: Polietilena dikonversi lebih lanjut menjadi polivinil alkohol. Proses konversi ini dapat dikatalisis oleh asam, basa, atau enzim. Pada langkah ini, beberapa atom hidrogen dalam rantai polietilena digantikan oleh gugus hidroksil (OH) untuk menghasilkan polivinil alkohol. Pemurnian dan pemrosesan: Polivinil alkohol hasil sintesis dimurnikan dan diproses untuk menghilangkan pengotor dan memenuhi persyaratan produk tertentu, termasuk langkah-langkah seperti ekstraksi pelarut, kristalisasi, dan pengeringan. Polivinil alkohol biasanya digunakan dalam bentuk granular. Polivinil alkohol yang telah dikeringkan dimasukkan ke dalam mesin pelet, di mana ia dibuat menjadi pelet melalui ekstrusi dan pemotongan.
Selain langkah-langkah dasar yang dijelaskan di atas, proses produksi polivinil alkohol dapat disesuaikan untuk berbagai bahan baku dan pilihan katalis. Proses produksi domestik untuk polivinil alkohol terutama meliputi kalsium karbida asetilena, etilena petroleum, asetilena gas alam, dan bioetilena, dengan kalsium karbida asetilena merupakan bagian terbesar dari proses produksi.

Bagaimana polivinil alkohol dikemas, disimpan, dan didistribusikan? Kemasan: 20 kg/kantong, 25 kg/kantong, 500 kg/kantong, 1000 kg/kantong. Penyimpanan: Polivinil alkohol harus dikemas dalam kantong anyaman tertutup rapat atau karton yang dilapisi kantong plastik untuk mencegah masuknya kelembapan dan kotoran lainnya. Pengangkutan: Kendaraan yang mengangkut polivinil alkohol harus dilindungi dari kelembapan, matahari, dan hujan agar bagian dalam tetap kering dan bersih untuk mencegah kemungkinan reaksi kimia atau perubahan kualitas polivinil alkohol di lingkungan yang lembap.

Apa saja efek berbahaya dari Polivinil alkohol?

Polivinil alkohol umumnya merupakan bahan yang tidak beracun, tetapi debunya dapat mengiritasi saluran pernapasan. Polivinil alkohol termasuk dalam daftar karsinogen golongan 3 dalam penyusunan awal daftar karsinogen yang diterbitkan oleh Badan Internasional untuk Penelitian Kanker Organisasi Kesehatan Dunia pada tahun 2017. Oleh karena itu, paparan jangka panjang terhadap konsentrasi tinggi polivinil alkohol dapat menimbulkan potensi risiko kesehatan. Staf harus terlindungi dengan baik jika terkena mata dan harus segera membilas dengan air mengalir jika terkena mata dan kulit. Operasi harus dilakukan di lingkungan yang berventilasi baik.