Polyvinylacetát

Polyvinylacetát (PVA^[1], PVAc^[2]) je syntetický termoplastický polymer, který patří mezi vinylové polymery. Připravuje se polymerací vinylacetátu (VAM). Částečnou nebo úplnou hydrolýzou polymeru se připravuje polyvinylalkohol.

Polyvinylacetát
Identifikace
Registrační číslo CAS	9003-20-7
Vlastnosti
Molární hmotnost	86,09 g/mol
Hustota	1,19 g/cm3 (25 °C)
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Emulze PVA ve vodě se používá jako lepidlo na porézní materiály, jako jsou např. dřevo, papír a látky; velmi často se používá jako lepidlo na dřevo, například Herkules. Často se také využívá v knihařství, protože na rozdíl od jiných polymerů není kyselý.

Běžně se také používá jako součást kopolymerních vinylakrylátů. Také může být použit jako ochrana sýrů před plísněmi a vlhkostí.

V alkalickém prostředí se pomalu rozkládá za tvorby kyseliny octové.

Objevení

Byl objeven v Německu v roce 1912, syntetizoval ho Fritz Klatte a jeho asistent James Michael Fairholm.^[3]

Vlastnosti

PVAc je bezbarvý, křehký, nezapáchající a netoxický termoplast s Tg kolem 28°C a Tm mezi 60 a 80°C. Je amorfní a díky přenosovým reakcím může obsahovat i dlouhé vedlejší větve. Při zahřátí nad 130°C se rozkládá na kyselinu octovou a netěkavé uhlovodíky. Je odolný vůči olejům, esterům a petrolejům. Je nerozpustný ve vodě. Je naopak rozpustný v alkoholech, ketonech a aromatických rozpouštědlech. Při nízkých průměrných molárních hmotnostech dokáže absorbovat až 20 % vody.^[2][4][5][6]

Výroba

PVAc se vyrábí radikálovou polymerací z vinylacetátu, a to buď emulzně nebo v roztoku, ale nejvýznamnější je emulzní polymerace. Výsledek této polymerace je latex, který je již určen k přímému použití, nebo k izolaci polymeru.^[2][4] Pro stabilizaci latexu PVAc se používají polymery ve vodě rozpustné (polyvinylalkohol, škrob). Při jejich použití mají latexové částice velikost 1-10 μm. Pro zvýšení mrazuvzdornosti se přidává malé množství glycerolu nebo alkoholu.^[2][5]

V průmyslu se vyrábí diskontinuálně v míchaných reaktorech za normálního tlaku. Reaktory jsou nerezové zpravidla o objemu 30m³. Vlastnosti výsledného produktu jsou ovlivněny reakčním teplem, rychlostí míchání a rychlostí přidávání monomeru.^[2]

V Čechách se tento polymer vyrábí v chemickém závodě v Sokolově. Celosvětově se vyrobí cca 2 miliony tun, z toho se na latexy využívá 58 – 74 %.^[2]

Polymeranalogická reakce

Dále se používá jako vstupní surovina pro polymeranalogické reakce pro výrobu polyvinylalkoholu. PVAc se polymeruje v roztoku nebo v suspenzni. Jako rozpouštědlo se používá terc. butyalkohol nebo methanol. Je možné připravit polyvinylalkohol do vysoké konverze. Z celosvětové produkce PVAc se na výrobu polyvinylalkoholu využívá 11-19%.^[2][4]

Použití

Používá se k výrobě disperzních lepidel a roztokových nátěrových hmot. Tato lepidla se používají například na dřevo, syntetické polymery v papírenském průmyslu na vázání knih nebo na výrobu tapet.^[7]

Lepidla

Homopolymerní lepidlo PVAc ve formě emulze má specifickou přilnavost. Je netoxické, nehořlavé a vodou ředitelné. Po aplikaci rychle vytvrdne, což se velmi důležité pro aplikace. Emulze PVAc lze sušit na prášek, což je výhodnější pro skladování. Po opětovném smíchání s vodou dostaneme opět emulzi se srovnatelnými vlastnostmi.^[5]

Kopolymerní lepidlo na bázi vinylacetátu a ethylenu (VAE) je v některých vlastnostech lepší než homopolymerní lepidlo z PVAc. VAE je taktéž stabilní emulzní lepidlo s dobrou adhezí k materiálům, například lepence, polymerní fólii, kovu nebo betonu. VAE se vyrábí radikálovou polymerací vinylacetátu a ethylenu. Výhodou tohoto kopolymeru je schopnost vytvářet tenký odolný film se silnými vazbami.^[5][8]

Barvy

Latexové nátěry obsahují základní latex, pigment, plnivo, ochranný koloid, disperganiční činidlo, změkčovadlo, koalescenční činidlo, fungicidní a inhibitory koroze. Nátěry jsou velmi oblíbené díky své dobré odolnosti proti vodě a nepropustnosti pro vodní páry, a to zejména pro dřevo, omítky, betony. Negativně na nátěry působí zásaditost podkladu.^[2]

Obchodní názvy

Mezi starší obchodní názvy pro PVA patří Mowilith (NSR), Vinnopas (NSR), Bakelite (USA). Značky vodných disperzí byly: Akronex, Duvilax, Dispercol (ČSSR).^[9]

Termínem Akronex je často označována umělecká technika, kdy je dispersí PVA něco pojeno. Akronex používali umělci jako náhražku dnešního akrylu,^[10] pojili s ním různé pigmenty, využíván byl hojně v českém informelním umění.