¿Qué son los Polímeros de Acetato de Vinilo?
El acetato de polivinilo es una resina termoplástica incolora y transparente, un polímero de acetato de vinilo.
También conocido como PVAc, es soluble en varios disolventes orgánicos como cetonas, ésteres, alcohol metílico, benceno e hidrocarburos halogenados. Los polímeros de acetato de vinilo tienen un punto de reblandecimiento de unos 38°C, que es bajo para un plástico, y se vuelve fluido a unos 80°C.
El polímeros de acetato de vinilo se fabrica polimerizando acetato de vinilo, que se forma combinando acetileno y ácido acético. Industrialmente, se produce por polimerización en solución o polimerización en emulsión utilizando iniciadores radicales. Los polímeros de acetato de vinilo también pueden hidrolizarse para producir alcohol polivinílico.
Usos de los Polímeros de Acetato de Vinilo
Debido a su flexibilidad y bajo punto de reblandecimiento, el acetato de polivinilo se utiliza ampliamente como plástico en aplicaciones como material base de chicles, adhesivos como los de madera, agentes de encolado de papel, pinturas al agua y agentes de postratamiento textil. También se utiliza en aplicaciones cosméticas, concretamente como “agente de peinado”, “agente aglutinante”, “agente formador de películas” y “estabilizador de emulsiones”.
El alcohol polivinílico, obtenido por hidrólisis del acetato de vinilo, se utiliza como materia prima para la fibra sintética vinylon, y también se emplea en colas para ropa y películas para pantallas de cristal líquido. Más del 80% de la producción de acetato de polivinilo se hidroliza y se utiliza como alcohol polivinílico.
Propiedades de los Polímeros de Acetato de Vinilo
1. Insoluble en Agua
Los polímeros de acetato de vinilo son insolubles en agua, pero pueden dispersarse en agua en estado emulsionado (coloidal). El polímero de acetato de vinilo dispersado en agua de esta forma se utiliza a menudo en uniones para madera, ya que se adhiere bien a la madera mediante enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno se producen entre las moléculas de oxígeno de los grupos de acetato y las moléculas de hidrógeno de la madera (celulosa), como se muestra en el diagrama siguiente.
El polímero de acetato de vinilo es insoluble en agua, pero el acetato de polivinilo hidrolizado es soluble en agua debido a los grupos hidroxilo del alcohol.
2. Baja Temperatura de Transición Vítrea
Cuando la temperatura de un plástico aumenta gradualmente de una temperatura baja a una alta, pasa de un estado duro y vítreo a un estado blando y gomoso. La temperatura en este punto se denomina temperatura de transición vítrea.
La temperatura de transición vítrea de los polímeros de acetato de vinilo es de 29°C. Los polímeros de acetato de vinilo se utilizan como chicle debido a esta baja temperatura de transición vítrea. Antes de masticarlo, está por debajo de 29 °C y, por tanto, no es pegajoso, pero cuando se introduce en la boca se vuelve gomoso debido a la temperatura corporal (36 °C).
Se cree que la baja temperatura de transición vítrea de los polímeros con grandes cadenas laterales, como el polímeros de acetato de vinilo, se debe al gran volumen de las cadenas laterales, que deja más espacio dentro de la molécula y permite que las cadenas moleculares se muevan más fácilmente. Incluso en estado gomoso, sólo una parte de la cadena molecular se retuerce y se mueve, y no toda la molécula está en estado líquido.
Más información sobre el Acetato de Vinilo
1. Cómo se Produce el Acetato de Vinilo
El acetato de polivinilo puede polimerizarse por adición abriendo los dobles enlaces entre los carbonos del acetato de vinilo. El doble enlace adopta la forma -C-C- de modo que otra molécula puede unirse a cada lado. Los polímeros de acetato de vinilo son el resultado de la unión de grandes cantidades de acetato de vinilo.
2. Producción de Alcohol Polivinílico
El polímeros de acetato de vinilo se saponifica para producir alcohol polivinílico. El alcohol polivinílico se fabrica convirtiendo el grupo ácido acético del acetato de vinilo en un grupo hidroxilo mediante un proceso conocido como saponificación. La kemmatización es la hidrólisis de ésteres utilizando una base como el hidróxido de sodio.
El polímeros de acetato de vinilo es insoluble en agua, por lo que la saponificación se lleva a cabo disolviéndolo en metanol. La reacción es más rápida y completa con un catalizador base que con un catalizador ácido. A diferencia de lo que ocurre en solución acuosa, la reacción tiene lugar en una reacción de intercambio de ésteres, en la que un alcohol actúa sobre el éster para producir un nuevo éster.
El alcohol polivinílico es composicionalmente un polímero de adición de alcohol vinílico CH2=CH(OH), pero el alcohol polivinílico no puede fabricarse por polimerización directa por adición de alcohol vinílico. Esto se debe a que el propio alcohol vinílico es una sustancia extremadamente inestable y se transforma en acetaldehído estable antes de la polimerización. Por lo tanto, se utiliza un método indirecto: los polímeros de acetato de vinilo se fabrican mediante polimerización por adición de acetato de vinilo, que luego se hidroliza para producir poli(alcohol vinílico).