Polivinil alkohol (juga disebut PVOH, PVA, atau PVAl) adalah polimer sintetis yang larut dalam air. Ia memiliki rumus ideal [CH2CH(OH)]n. Ia digunakan dalam pembuatan kertas, ukuran benang lusi tekstil, sebagai pengental dan penstabil emulsi dalam formulasi perekat polivinil asetat (PVAc), dalam berbagai pelapis, dan percetakan 3D. Ia tidak berwarna dan tidak berbau. Umumnya dipasok dalam bentuk butiran atau larutan dalam air.[2][3] Tanpa agen pengikat silang yang ditambahkan secara eksternal, larutan PVA dapat digelkan melalui pembekuan-pencairan berulang, menghasilkan hidrogel yang sangat kuat, sangat murni, dan biokompatibel yang telah digunakan untuk berbagai penggunaan seperti stent pembuluh darah, tulang rawan, lensa kontak, dll.[4]
Meskipun polivinil alkohol sering disebut dengan akronim PVA, secara umum PVA merujuk pada polivinil asetat, yang umumnya digunakan sebagai perekat dan penyegel kayu.
Kegunaan
PVA digunakan dalam berbagai penggunaan medis karena biokompatibilitasnya, kecenderungan rendah untuk adhesi protein, dan toksisitas rendah. Penggunaan spesifik meliputi pengganti tulang rawan, lensa kontak, deterjen cucian, dan obat tetes mata.[5] Polivinil alkohol digunakan sebagai bantuan dalam polimerisasi suspensi. Aplikasi terbesarnya di Cina adalah penggunaannya sebagai koloid pelindung untuk membuat dispersi PVAc. Di Jepang, penggunaan utamanya adalah produksi serat Vinylon.[6] Serat ini juga diproduksi di Korea Utara karena alasan swasembada, karena tidak diperlukan minyak untuk memproduksinya. Penggunaan lainnya adalah film fotografi.[7]
Polimer berbasis PVA banyak digunakan dalam manufaktur aditif. Misalnya, bentuk sediaan oral yang dicetak 3D menunjukkan potensi besar dalam industri farmasi. Dimungkinkan untuk membuat tablet bermuatan obat dengan karakteristik pelepasan obat yang dimodifikasi di mana PVA digunakan sebagai zat pengikat.[8]
Secara medis, mikropartikel berbasis PVA telah menerima persetujuan FDA 510(k) untuk digunakan sebagai partikel embolisasi untuk tumor hipervaskular perifer.[9] Ia juga dapat digunakan sebagai agen emboli dalam Embolektomi Fibroid Uterus (UFE).[10] Dalam penelitian teknik biomedis, PVA juga telah dipelajari untuk tulang rawan, penggunaan ortopedi,[11] dan bahan potensial untuk cangkok pembuluh darah.[12]
PVA dapat digunakan sebagai perekat selama persiapan sampel tinja untuk pemeriksaan mikroskopis dalam patologi.[13]
Polivinil asetal
Polivinil asetal dibuat dengan memperlakukan PVA dengan aldehida. Butiraldehida dan formaldehida menghasilkan polivinil butiral (PVB) dan polivinil formal (PVF). Pembuatan polivinil butiral adalah penggunaan terbesar polivinil alkohol di AS dan Eropa Barat.
Preparasi
Tidak seperti kebanyakan polimer vinil, PVA tidak dibuat dengan polimerisasimonomer yang sesuai; karena monomer, vinil alkohol, secara termodinamis tidak stabil terhadap tautomerisasinya menjadi asetaldehida. Sebaliknya, PVA dibuat dengan hidrolisis polivinil asetat,[2] atau terkadang polimer turunan ester vinil lainnya dengan gugus format atau kloroasetat sebagai pengganti asetat. Konversi ester polivinil biasanya dilakukan dengan transesterifikasi yang dikatalisis basa dengan etanol:
[CH2CH(OAc)]n + C2H5OH → [CH2CH(OH)]n + C2H5OAc
Sifat-sifat polimer dipengaruhi oleh derajat transesterifikasi.
Konsumsi polivinil alkohol di seluruh dunia mencapai lebih dari satu juta metrik ton pada tahun 2006.[6]
Struktur dan properti
PVA adalah material ataktik yang menunjukkan kristalinitas. Dari segi mikrostruktur, PVA terutama terdiri dari ikatan 1,3-diol [−CH2−CH(OH)−CH2−CH(OH)−], tetapi beberapa persen ikatan 1,2-diol [−CH2−CH(OH)−CH(OH)−CH2−] terjadi, tergantung pada kondisi polimerisasi prekursor vinil ester.[2]
Polivinil alkohol memiliki sifat pembentuk film, pengemulsi, dan peng-adhesi yang sangat baik. Ia juga tahan terhadap minyak, lemak, dan pelarut. Ia memiliki kekuatan tarik dan fleksibilitas yang tinggi, serta sifat penghalang oksigen dan aroma yang tinggi. Namun, sifat-sifat ini bergantung pada kelembapan: air yang diserap pada tingkat kelembapan yang lebih tinggi bertindak sebagai pemlastis, yang mengurangi kekuatan tarik polimer, tetapi meningkatkan elongasi dan kekuatan sobeknya.
Pertimbangan keamanan dan lingkungan
Polivinil alkohol banyak digunakan, sehingga toksisitas dan biodegradasinya menjadi perhatian. Uji coba menunjukkan bahwa ikan guppy tidak dirugikan, bahkan pada konsentrasi polivinil alkohol 500 mg/L air.[2]
Biodegradabilitas PVA dipengaruhi oleh berat molekul sampel.[2] Larutan PVA dalam air terdegradasi lebih cepat, itulah sebabnya jenis PVA yang sangat larut dalam air cenderung memiliki biodegradasi yang lebih cepat.[14] Tidak semua jenis PVA mudah terdegradasi secara biologis, tetapi penelitian menunjukkan bahwa jenis PVA yang sangat larut dalam air seperti yang digunakan dalam deterjen dapat dengan mudah terdegradasi secara biologis sesuai dengan kondisi uji penyaringan OECD.[15]
PVA yang diberikan secara oral relatif tidak berbahaya. Keamanan polivinil alkohol didasarkan pada beberapa pengamatan berikut:[16]
Toksisitas oral akut polivinil alkohol sangat rendah, dengan LD50 dalam kisaran 15-20 g/kg;
PVA yang diberikan secara oral sangat sedikit diserap dari saluran pencernaan;
PVA tidak terakumulasi dalam tubuh manusia ketika diberikan secara oral;
↑Tang X, Alavi S (2011). "Recent Advances in Starch, Polyvinyl Alcohol Based Polymer Blends, Nanocomposites and Their Biodegradability". Carbohydrate Polymers. 85: 7–16. doi:10.1016/j.carbpol.2011.01.030.
↑Baker MI, Walsh SP, Schwartz Z, Boyan BD (Juli 2012). "A review of polyvinyl alcohol and its uses in cartilage and orthopedic applications". Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 100 (5): 1451–7. doi:10.1002/jbm.b.32694. PMID22514196.
↑Lampman, Steve, ed. (2003). "Effects of Composition, Processing, and Structure on Properties of Engineering Plastics". Characterization and Failure Analysis of Plastics. ASM International. hlm.29. doi:10.31399/asm.tb.cfap.t69780028. ISBN978-0-87170-789-5.
