¿Qué es el alcohol polivinílico?

El alcohol polivinílico, abreviado como PVOH, PVA o PVAl, es un polímero sintético incoloro, inodoro y soluble en agua. Suele presentarse en forma de sólidos blancos, escamosos, esponjosos o pulverulentos. El alcohol polivinílico (PVA) se remonta a principios del siglo XX. Fue descubierto y sintetizado en 1924 por los químicos alemanes W.O. Hemnann y W. Hachnel. En aquel entonces, las principales áreas de aplicación del PVA eran los adhesivos y los auxiliares de procesamiento para fibras de celulosa.
En la década de 1950, el PVA comenzó a producirse industrialmente a gran escala y se expandió gradualmente a diversos sectores, como el textil, el papel, la impresión y la construcción. Posteriormente, con el progreso de la ciencia y la tecnología, sus áreas de aplicación se expandieron y ahora se utiliza ampliamente en la alimentación, la medicina, la cosmética, la electrónica, la protección del medio ambiente y muchos otros campos.
En China, la investigación y el desarrollo del PVA comenzaron en 1951 y, en la década de 1970, comenzaron a aparecer en el mercado productos de PVA. Gracias a la mejora continua de la tecnología sintética y a la disminución de los precios, el uso del PVA se está extendiendo cada vez más y su desarrollo avanza a un ritmo acelerado.

¿Cuáles son las propiedades y clasificaciones del alcohol polivinílico?

Propiedades: El alcohol polivinílico (PVA) es un polímero versátil soluble en agua con propiedades intermedias a las del plástico y el caucho. El alcohol polivinílico es un sólido que puede presentarse en forma de polvo blanco, escamas o flóculos, con una temperatura de transición vítrea de 60-85 °C. El alcohol polivinílico es soluble en agua polar debido a sus numerosos grupos alcohólicos polares que pueden formar enlaces de hidrógeno con el agua. También es soluble en disolventes calientes que contienen hidroxilo, como el glicerol y el fenol, pero insoluble en disolventes orgánicos generales como el metanol, el benceno, la acetona y la gasolina. Clasificación: El grado de polimerización determina el peso molecular, que se puede clasificar en cuatro categorías: grado ultraalto de polimerización (250.000-300.000), alto grado de polimerización (170.000-220.000), medio grado de polimerización (120.000-150.000) y bajo grado de polimerización (25.000-35.000). El grado de alcohólisis generalmente incluye alcoholisis completa (98-100%), parcial (87-89%) y 78%. Generalmente, los dígitos de millar o centena del grado de polimerización se indican al principio y el grado de alcohólisis al final. Por ejemplo, el alcohol polivinílico 17-99 significa que el grado de polimerización es 1.7k y el grado de alcoholisis es del 99%.

¿Para qué se utiliza el alcohol polivinílico?

El alcohol polivinílico (PVA) tiene una amplia gama de aplicaciones gracias a sus propiedades únicas como polímero soluble en agua. Estos son algunos de los principales usos del PVA:
Industria textil: El PVA se utiliza comúnmente como agente de encolado en la industria textil. Actúa como aglutinante entre el hilo y otras fibras, mejorando su resistencia y a la abrasión. También contribuye al buen funcionamiento de las máquinas de tejer.
Adhesivos y aglutinantes: El PVA es un excelente aglutinante y adhesivo en diversas aplicaciones. Se puede utilizar para fabricar pegamentos, adhesivos y recubrimientos para papel, madera y otros materiales. Sus buenas propiedades de adhesión lo hacen adecuado para tareas de laminación y pegado. Papel y recubrimientos: El PVA se utiliza como agente de recubrimiento de superficies en la industria papelera. Mejora las propiedades superficiales del papel, como el brillo, la imprimibilidad y la resistencia al agua. Los recubrimientos de PVA también se pueden aplicar a otros materiales para mejorar su durabilidad y apariencia. Formación de películas y membranas: El PVA se puede procesar en películas delgadas o membranas con propiedades específicas. Estas películas se utilizan en diversas aplicaciones, como embalajes, membranas de separación para el tratamiento de agua o diálisis, y como sustratos para componentes electrónicos.
Producción de fibra: Las fibras de PVA, conocidas como vinilo, se producen a partir de soluciones de PVA. Estas fibras tienen una excelente resistencia a la tracción y a los productos químicos, lo que las hace aptas para su uso en ropa, cuerdas y otras aplicaciones industriales.
Polimerización en emulsión y suspensión: Las soluciones de PVA pueden actuar como coloides protectores en las reacciones de polimerización en emulsión y suspensión, estabilizando las partículas dispersas y promoviendo la formación de partículas poliméricas uniformes.
Pinturas y recubrimientos: El PVA se utiliza como aglutinante en pinturas y recubrimientos a base de agua. Ayuda a mejorar la adherencia, la durabilidad y la apariencia de los recubrimientos en diversas superficies.
Aplicaciones biomédicas: El PVA y sus derivados también han encontrado aplicaciones en el campo biomédico. Pueden utilizarse para producir implantes biodegradables, sistemas de administración de fármacos y andamiajes para ingeniería de tejidos.
Cabe destacar que las aplicaciones específicas del PVA pueden variar según su peso molecular, grado de polimerización y nivel de alcoholisis. Los fabricantes suelen adaptar las propiedades del PVA a los requisitos de cada aplicación final.

¿Cómo se produce el alcohol polivinílico?

La producción de alcohol polivinílico (PVA) implica varios pasos, que incluyen principalmente la preparación de la materia prima, la reacción de polimerización, la purificación y el procesamiento. El siguiente es el proceso básico de producción de alcohol polivinílico:
Preparación de la materia prima: La principal materia prima del alcohol polivinílico es el etileno. El etileno suele ser un compuesto orgánico extraído del petróleo o del gas natural, ya sea por destilación fraccionada de alcanos en el proceso de refinación del petróleo o por craqueo de hidrocarburos en el petróleo.
Polimerización del etileno: El etileno se convierte en polietileno mediante una reacción de polimerización. Este paso suele realizarse mediante polimerización por radicales libres iniciada por catalizador. En la reacción de polimerización, los dobles enlaces de la molécula de etileno se abren y se conectan para formar largas cadenas.
Conversión de polietileno: El polietileno se convierte posteriormente en alcohol polivinílico. Este proceso de conversión puede ser catalizado por ácido, base o enzima. En este paso, algunos átomos de hidrógeno de la cadena de polietileno se sustituyen por grupos hidroxilo (OH) para producir alcohol polivinílico. Purificación y procesamiento: El alcohol polivinílico sintetizado se purifica y procesa para eliminar impurezas y cumplir con los requisitos específicos del producto, incluyendo pasos como la extracción con disolventes, la cristalización y el secado. El alcohol polivinílico se utiliza habitualmente en forma granular. El alcohol polivinílico seco se introduce en una peletizadora, donde se convierte en gránulos mediante extrusión y corte.
Además de los pasos básicos descritos anteriormente, el proceso de producción de alcohol polivinílico puede ajustarse con precisión para diferentes materias primas y opciones de catalizador. Los procesos de producción nacional de alcohol polivinílico incluyen principalmente carburo de calcio acetileno, etileno de petróleo, gas natural acetileno y bioetileno, siendo el carburo de calcio acetileno el que representa la mayor parte de los procesos de producción.

¿Cómo se envasa, almacena y distribuye el alcohol polivinílico? Envases: 20 kg/saco, 25 kg/saco, 500 kg/saco, 1000 kg/saco. Almacenamiento: El alcohol polivinílico debe envasarse en bolsas de tejido selladas o cajas de cartón forradas con bolsas de plástico para evitar la entrada de humedad y otras impurezas. Transporte: Los vehículos que transporten alcohol polivinílico deben protegerse de la humedad, el sol y la lluvia para mantener el interior seco y limpio y evitar posibles reacciones químicas o cambios en la calidad del alcohol polivinílico en un ambiente húmedo.

¿Cuáles son los efectos nocivos del alcohol polivinílico?

El alcohol polivinílico es generalmente un material no tóxico, pero su polvo puede ser irritante para las vías respiratorias. El alcohol polivinílico se incluyó en la lista de carcinógenos del grupo 3 en la recopilación preliminar de la lista de carcinógenos publicada por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer de la Organización Mundial de la Salud en 2017. Por lo tanto, la exposición prolongada a altas concentraciones de alcohol polivinílico puede suponer un riesgo potencial para la salud. El personal debe estar bien protegido en caso de contacto y enjuagarse inmediatamente con agua corriente si el alcohol entra en contacto con los ojos o la piel. Las operaciones deben realizarse en un entorno bien ventilado.