폴리비닐알코올(PVA)의 특성은 중합도(DP{0}}는 분자량에 해당함)와 가수분해도(DH{1}}는 몰%로 표시됨)에 따라 결정됩니다. 상업용 PVA 등급은 일반적으로 이 두 매개변수의 조합으로 지정됩니다. 예를 들어, "PVA 17-88"은 평균 중합도가 약 1,700이고 가수분해도가 88%임을 나타냅니다.
1. 구조 및 분류
중합도(DP): 여러 등급으로 분류됩니다: 낮음(20,000~35,000), 중간(120,000~150,000), 높음(170,000~220,000), 초{12}}높음(250,000~300,000). 중합도가 증가할수록 용액점도, 필름-형성강도, 내용제성은 향상되는 반면, 용해도는 감소합니다.
가수분해도(DH): 일반적인 사양에는 78%, 88%, 98%의 세 가지 주요 수준이 포함됩니다. 가수분해도가 78%에서 89% 사이인 등급은 "부분 가수분해"라고 하며 냉수에 용해됩니다. 98%를 초과하는 등급은 "완전히 가수분해된" 것으로 간주되며 용해하려면 85도 이상의 온도로 가열해야 합니다. 가수분해 정도는 PVA의 적용 성능에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 예를 들어, 높은-가수분해 PVA는 필름과 섬유 제조에 자주 활용됩니다.
2. 물리적 특성
열적 특성: 융점은 약 230도입니다. 100도 이상에서는 PVA가 점차 변색되고 부서지기 쉽습니다. 160도에서 170도 사이에서는 탈수와 에테르화가 일어나 수용성이 손실됩니다. 분해는 200도에서 시작됩니다. 250도 이상에서는 공액 이중 결합을 포함하는 폴리머가 형성됩니다. 최근 연구에서는 마이크로파 조사와 온도가 PVA의 구조적 특성에 미치는 영향도 조사했습니다.
광학적 및 전기적 특성: 굴절률 범위는 1.49~1.52입니다. PVA는 높은 전기 저항률을 나타내며 일반적으로 (3.1–3.8) × 107 Ω·cm 범위에 속합니다. 도핑을 통해 나노복합체를 통합함으로써 PVA의 선형 및 비선형 광학 특성뿐만 아니라 광학 밴드갭도 조정될 수 있어 다양한 광전자 응용 분야에 적합합니다.
용액 특성: PVA 수용액의 특성은 사용되는 특정 등급에 따라 크게 영향을 받습니다. 높은-가수분해 등급(예: PVA 17-99)의 용액은 저온에서 겔화되기 쉽습니다. 또한 PVA 용액은 붕사와 붕산의 존재에 매우 민감합니다. 이러한 물질은 미량이라도 되돌릴 수 없는 겔화를 유발할 수 있습니다.
3. 화학적 성질
폴리비닐 알코올의 분자 사슬에는 수산기가 풍부하여 폴리올의 전형적인 반응성을 나타냅니다. 따라서 에스테르화, 에테르화 및 아세탈화(예: 폴리비닐 부티랄[PVB] 및 폴리비닐 포르말[PVFM]의 제조)과 같은 반응을 겪을 수 있습니다. 예를 들어, 카르복실- 변형 PVA의 제조에는 비닐 아세테이트와 아크릴산의 공중합과 알코올 분해가 포함되어 높은 알코올 분해도를 나타내지만 결정성은 낮고 수용해도는 높은 PVA 제품을 생성합니다. PVA는 내광성이 우수하고 노화가 발생하지 않습니다. 가연성이며 연소 시 특유의 냄새를 냅니다.