Polivinilacetat je termoplastični polimer, ki se običajno uporablja v lepilih, barvah in številnih industrijskih lepilih. Polimeri so v bistvu velike molekule, ki so med seboj povezane tako, da so zelo močne in trpežne. Večina plastike in sintetičnih materialov jih vsebuje. Polivinil acetat, ki ga običajno imenujemo tudi “PVA” ali “PVAc”, je precej prožen in ima močno sposobnost vezave, kar je eden od glavnih razlogov, da je tako priljubljen v izdelkih, kot je lepilo. Narejen je iz vinil acetata in ima kemijsko formulo (C4H6O2)n.
Kako je narejeno
PVA se običajno proizvaja s polimerizacijo prostih radikalov vinil acetata, ki je tudi polimer. Znanstveniki to spojino najprej izolirajo, nato pa z njo manipulirajo, da bi nekoliko spremenili njeno strukturo. Največkrat se to zgodi v vodi. Monomerne molekule vinil acetata običajno reagirajo, ko so potopljene v vodo, in običajno ustvarijo emulzijo, ki je mlečno bele barve. Emulzijska tekočina se v večini primerov lahko takoj obdela kot polivinil acetatni polimer, tako da jo odstranimo iz vode in pustimo, da se stabilizira pri sobni temperaturi.
Fizične lastnosti
PVA je predvsem polimer sintetične smole. Zaradi svoje nepolarne narave je ponavadi netopen v vodi, oljih, maščobah ali bencinu. Zaradi tega je zelo trpežna. Po drugi strani pa je topen v alkoholih, ketonih in estrih, zato ta obstojnost ni brez meja. Praktično gledano to pomeni, da polimer ne bo erodiran ali oslabel, ko je moker, vendar verjetno ne bi smel biti izpostavljen alkoholu ali sorodnim kemikalijam, vsaj ne dalj časa.
Spojina ima molsko maso 86.09 gramov na mol (g/mol). Estrske skupine v njegovi strukturni mreži ga naredijo reaktivnega z alkalijami in vodijo do tvorbe polivinilalkohola (PVOH, PVA ali PVAL) in ocetne kisline (CH3COOH). Borove spojine, kot sta boraks in borova kislina, prav tako reagirajo s polimerom pod alkalnimi nastavitvami, kar vodi do tvorbe kompleksne oborine borat-sluz.
Uporaba v lepilih
Eno najpogostejših mest za iskanje PVA je v lepilih. Polivinilacetat je prvi odkril nemški znanstvenik dr. Fritz Klatte leta 1912 kot vezivo in od takrat se uporablja v različnih okoljih, ki vključujejo porozne materiale, kot sta les in papir. Veliko različnih vrst lepil, od običajnih obrtnih lepil do gradbenih topil, je vsaj delno odvisnih od tega, da je ta polimer tako močan, kot so. Veliko se uporablja tudi za proizvodnjo splošnih lepil, ki so bolj znana kot mizarsko ali belo lepilo. Natančen pregled seznama sestavin večine gospodinjskih lepil bo pokazal PVA v neki obliki.
Druge pogoste uporabe
PVA se uporablja tudi v papirni in tekstilni industriji za izdelavo premazov, ki dajejo površinam sijoč dotik. Običajno je tudi del proizvodnje barv iz lateksa. V teh nastavitvah pomaga pri oblikovanju trdega premaza in podpornega filma. Spojina se uporablja tudi kot zaščitna “lupina” ali ovoj za sir, da je varen pred vlago in glivami.
Vloga v industriji
Tudi industrijski proizvajalci in proizvajalci uporabljajo PVA, vendar ga v teh primerih pogosteje najdemo v obliki utekočinjene emulzije, ki jo lahko dodajamo premazom ali oblogam za stroje ali kot mazivo za določene mehanske dejavnosti. Polimer ima običajno visoko odpornost na UV žarke in oksidacijo, zaradi česar je dobra izbira za številne zunanje in visokotemperaturne aplikacije. Je polimer z dobrimi lastnostmi staranja, vendar je v nekaterih primerih lahko težava njegova občutljivost na vodo. Za to običajno poskrbimo tako, da ga formuliramo z mehčalci, da se poveča njegova zanesljivost in stabilnost.
Ko je PVA vgrajen v emulzijske premaze in lepila, se običajno najprej pretvori v polivinilalkohol, ki je vodotopen polimer. To se naredi z delno hidrolizo. Rezultat je močnejši in trajnejši, kot če bi spojino izolirali in uporabili v surovi obliki.
Tveganja in previdnostni ukrepi
Ni veliko znanih tveganj, če se polimer uporablja v majhnih količinah, kot je to v primeru večine projektov barvanja in lepljenja. Največje težave se običajno pojavijo pri ljudeh, ki delajo v laboratorijih in skladiščih, kjer se spojina dejansko proizvaja v velikih količinah. Nenehna izpostavljenost velikim količinam PVA je bila povezana s težavami z dihali in kožnimi izpuščaji. V večini primerov simptomi izginejo, ko se izpostavljenost ustavi, vendar je veliko odvisno predvsem od individualne tolerance in trajanja izpostavljenosti.