Polyvinylalkohol

Polyvinylalkohol (Kurzzeichen PVOH, PVA, oder PVAL) ist ein wasserlösliches synthetisches Polymer (Kunststoff). Polyvinylalkohole sind Polymere des Vinylalkohols, der nicht als freies Monomer existiert. Deshalb werden Polyvinylalkohole indirekt durch Verseifung von Polyvinylacetat (PVAC) hergestellt. Charakteristisch für Polyvinylalkohole ist die Vinylalkohol-Einheit.

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Herstellung

Im Gegensatz zu den meisten Vinylpolymeren kann PVOH nicht durch einfache Polymerisation hergestellt werden, da das Vinylalkohol-Monomer in der Regel in seiner tautomeren Form als Acetaldehyd existiert. Zur Herstellung von Polyvinylalkohol wird zunächst Vinylacetat zu Polyvinylacetat (PVAC) umgesetzt, üblicherweise durch radikalische Polymerisation in Methanol. Dann wird das PVAC mit Natriumhydroxid verseift beziehungsweise hydrolisiert. Letztere Reaktion ist eine typische polymeranaloge Umsetzung an Polymer-Seitengruppen. Das heißt, das Produkt (PVA) hat nach der Umsetzung den gleichen mittleren Polymerisationsgrad wie das Edukt (PVAC). Als Nebenprodukt entsteht bei der Verseifung Natriumacetat, das abgetrennt wird. PVA enthalten Vinylalkohol- und Vinylacetat-Einheiten, der Hydrolysegrad beschreibt das Verhältnis von Vinylalkohol- zu Vinylacetat-Einheiten. Mit steigendem Hydroylsegrad nimmt die Zahl der Vinylacetat-Einheiten ab.

Eigenschaften

Polyvinylalkohol hat hervorragende schichtbildende, emulgierende und adhäsive Eigenschaften. Es ist beständig gegenüber Ölen, Fetten und Lösungsmitteln. PVOH ist ein ataktischer Kunststoff, bildet aber dennoch über die Hydroxylgruppen kristalline Bereiche aus. Es besitzt eine hohe Zugfestigkeit und Flexibilität. Diese Eigenschaften zeigen allerdings eine Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit, da der Kunststoff in der Lage ist, Wasser zu absorbieren. Wasser fungiert dann als Weichmacher, so dass PVOH bei hoher Luftfeuchtigkeit an Zugfestigkeit verliert, allerdings an Elastizität gewinnt. Kleine Mengen an Wasser(-tropfen) kann es daher problemlos benetzen. Der Schmelzpunkt liegt bei etwa 230°C und 180-190°C für die vollständig hydrolysierten Formen. Die Ceilingtemperatur liegt bei etwa 200°C. Die Dichte von Polyvinylalkohol liegt je nach Material im Bereich von 1,21-1,31 g/cm³. Die Löslichkeit von Polyvinylalkoholen in Wasser hängt vom Polymerisationsgrad und vom Hydrolysegrad ab. Mit steigendem Hydrolysegrad nimmt die Wasserlöslichkeit ab.

Anwendungen

1. Adhäsions- und Verdickungsmittel in Latexlacken, Haarsprays, Shampoos und Klebstoffen.
2. Kohlenstoffdioxidbarriereschicht in PET-Flaschen Polyethylenterephthalat.
3. Bestandteil von Spielknete oder -schleim (Slime).
4. Bestandteil von Hygieneprodukten wie Damenbinden oder Inkontinenzwindeln.
5. Formtrennmittel bei der Herstellung von Verbundfaserkunststoffen als wasserlösliche Folie.
6. Herstellung von Verpackungsbeuteln, die sich Auflösen sollen.
7. Bei Kriminaltechnischen Untersuchungen als Aufnahmemittel von Schmauchspuren
8. In der Membrantechnik als Trennschicht
9. Wasserlösliche Schnur, der ein Angler kann so gezielt Futter um den eigentlichen Köder auslegen, in dem er beispielsweise Boilies auf die Schnur zieht.
10. Trägervlies aus 100% PVAL für Pizzatechnik, Quilts und ähnliche Handarbeiten. Dieses Vlies dient im Zusammenhang mit Zeitfixierer zum Absichern von Stickarbeiten bis zu deren endgültiger Fertigung und lässt sich danach durch die Wasserlöslichkeit des Materials leicht auswaschen.

Sicherheit

PVOH ist geruchlos und nicht toxisch, kann allerdings bei zu hohen Temperaturen pyrolysieren.

Web-Links

• Eigenschaften
• Herstellung von PET-Flaschen (engl.)