2.3. Nguyên liệu dùng làm bao bì sinh học
2.3.2.2. Tính chất của PVA
Tính chất vật lý
Tất cả các PVA được alcol phân một phần và hoàn toàn đều có nhiều tính chất thông dụng làm cho polymer có giá trị cho nhiều ngành công nghiệp. Các tính chất quan trọng nhất là khả năng tan trong nước, dễ tạo màng, chịu dầu mỡ và dung môi, độ bền kéo cao, chất lượng kết dính tốt và khả năng hoạt động như một tác nhân phân tán - ổn định (Nguyễn Văn Khôi, 2007).
Độ hòa tan: Độ hòa tan trong nước và độ nhớt phụ thuộc vào mức độ thủy phân và khối lượng phân tử của PVA. PVA thủy phân hoàn toàn chỉ hòa tan trong nước nóng trong khi PVA thủy phân một phần (88 %) hòa tan ở nhiệt độ phòng. PVA với mức độ thủy phân 80 % chỉ hòa tan ở nước có nhiệt độ khoảng 10 – 40 oC. Trên 40 oC,
dung dịch trở nên mờ (vì vậy gọi là điểm mờ) và sau đó PVA kết tủa. Dung dịch PVA có độ phân cực cao giống như nước, dimethyl sulfoxide, các glycol và dimethylformamide… do trong cấu trúc phân tử có chứa nhiều nhóm OH.
Tạo màng: Vì PVA thường được hòa tan trong nước trước khi sử dụng nên khả năng tạo màng của chúng rất quan trọng trong hầu hết các ứng dụng. Màng và lớp phủ PVA không cần chu kỳ đóng rắn, sự tạo màng dễ dàng xảy ra bằng cách cho nước bay hơi khỏi dung dịch. So với các loại nhựa, độ bền kéo của PVA cao và so với các vật liệu tan trong nước khác thì nó khá nổi bật. Độ bền kéo của PVA thay đổi theo một số yếu tố như phần trăm thủy phân, độ trùng hợp, hàm lượng chất dẻo hóa và độ ẩm. Giá trị độ bền kéo giảm khi mức độ alcol phân giảm.
Khả năng chịu dầu và dung môi: PVA không bị ảnh hưởng bởi dầu thực vật, mỡ và hydrocarbon dầu mỏ. Khả năng chịu dung môi tăng theo mức độ thủy phân. Không có sự khác nhau đáng kể trong khả năng chịu dung môi giữa các loại có độ nhớt thấp, trung bình và cao trong một khoảng thủy phân cụ thể.
Tính chất keo dán: Một trong các thuộc tính quan trọng nữa của PVA là tính chất keo dán hay độ bền kết dính của nó. Điều này có thể là do khả năng dễ tạo màng của nó và thu được độ bền kéo cao hơn. Như vậy PVA là một trong những loại nhựa giá trị nhất để sản xuất keo dán và cùng với nhũ tương polyvinyl acetate tạo nên ngành công nghiệp keo dán nhựa tổng hợp.
Khả năng chống thấm khí: PVA có thuộc tính đặc biệt là khả năng chống thấm khí. Các nghiên cứu đối với màng PVA thủy phân hoàn toàn, loại có độ nhớt thấp ở 25 oC, ẩm độ tương đối 0 % không thể hiện sự truyền oxygen và nitrogen. Dưới các điều kiện tương tự, tốc độ truyền khí dioxide carbon là 0,02 g/m2/24 giờ.
(Nguyễn Văn Khôi, 2007) Tính chất hóa học
Theo Mark J. E. (1998), PVA tham gia các phản ứng hóa học giống như một alcohol chứa nhiều nhóm OH.
PVA có thể phản ứng ester hóa tạo hợp chất vòng với acid boric hoặc muối borate, thể hiện tính chất của một ester hữu cơ. PVA cũng tham gia phản ứng ether hóa và acetal hóa với các aldehide hình thành các hợp chất quan trọng trong công nghiệp. Ngoài ra PVA còn có một số tính chất khác như khả năng tạo phức chất với đồng,
phản ứng liên kết ngang mạch nhờ tác dụng của các nhóm OH (Nguyễn Văn Khôi, 2007).
Sự phân hủy của PVA
PVA phân hủy sinh học cho hợp chất dioxide carbon và nước. Có khoảng 55 loài vi sinh vật khác nhau có khả năng phân hủy PVA. Trong đó các vi khuẩn như nấm men và nấm mốc cho hiệu quả phân hủy tốt nhất.
Ứng dụng của PVA
PVA được ứng dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp như keo dán, chất kết dính, hồ và phủ giấy, hồ sợi và hoàn thiện, tác nhân tạo nhũ, màng PVA… (Nguyễn Văn Khôi, 2007).