Qu’est-ce que le polyacétate de vinyle ?
Le polyacétate de vinyle est une résine thermoplastique incolore et transparente, polymère de l’acétate de vinyle.
Également connu sous le nom de PVAc, il est soluble dans divers solvants organiques tels que les cétones, les esters, l’alcool méthylique, le benzène et les hydrocarbures halogénés. Le polyacétate de vinyle a un point de ramollissement d’environ 38°C, ce qui est faible pour une matière plastique, et il devient fluide à environ 80°C.
Le polyacétate de vinyle est obtenu par polymérisation de l’acétate de vinyle, qui résulte de la combinaison de l’acétylène et de l’acide acétique. Industriellement, il est produit par polymérisation en solution ou en émulsion à l’aide d’initiateurs radicaux. Le polyacétate de vinyle peut également être hydrolysé pour produire de l’alcool polyvinylique.
Utilisations du polyacétate de vinyle
En raison de sa flexibilité et de son faible point de ramollissement, le polyacétate de vinyle est largement utilisé comme plastique dans des applications telles que le matériau de base des chewing-gums, les adhésifs comme la colle à bois, les agents d’encollage du papier, les peintures à base d’eau et les agents de post-traitement des textiles. Il est également utilisé dans les applications cosmétiques, notamment comme “agent de coiffure”, “agent liant”, “agent filmogène” et “stabilisateur d’émulsion”.
L’alcool polyvinylique, obtenu par hydrolyse de l’acétate de polyvinyle, est utilisé comme matière première pour la fibre synthétique vinylon, ainsi que dans les colles à lessive et les films pour écrans à cristaux liquides. Plus de 80% de la production de polyacétate de vinyle est hydrolysée et utilisée comme alcool polyvinylique.
Propriétés du polyacétate de vinyle
1. Insoluble dans l’eau
Le polyacétate de vinyle est insoluble dans l’eau, mais peut être dispersé dans l’eau à l’état émulsifié (colloïdal). Le polyacétate de vinyle ainsi dispersé dans l’eau est souvent utilisé dans les liaisons pour le travail du bois, car il adhère bien au bois par liaison hydrogène. Les liaisons hydrogène se produisent entre les molécules d’oxygène des groupes d’acétate et les molécules d’hydrogène du bois (cellulose).
Le polyacétate de vinyle est insoluble dans l’eau, mais l’acétate de polyvinyle hydrolysé est soluble dans l’eau en raison des groupes hydroxyles de l’alcool.
2. Une faible température de transition vitreuse
Lorsque la température d’une matière plastique est progressivement augmentée, le polyacétate de vinyle passe d’un état dur et vitreux à un état mou et caoutchouteux. La température à ce stade est appelée température de transition vitreuse.
La température de transition vitreuse du polyacétate de vinyle est de 29°C. Il est utilisé comme chewing-gum en raison de cette faible température de transition vitreuse. Avant d’être mâché, il est à une température inférieure à 29°C et n’est donc pas collant, mais lorsqu’il est placé dans la bouche, il devient caoutchouteux en raison de la température du corps (36°C).
La faible température de transition vitreuse des polymères à grandes chaînes latérales, comme le polyacétate de vinyle, serait due à la masse importante des chaînes latérales, qui laisse plus d’espace à l’intérieur de la molécule et permet aux chaînes moléculaires de se déplacer plus facilement. Même à l’état caoutchouteux, seule une partie de la chaîne moléculaire se tord et se déplace, et la molécule entière n’est pas à l’état liquide.
Autres informations sur le polyacétate de vinyle
1. Comment le polyacétate de vinyle est-il produit?
L’acétate de polyvinyle peut être polymérisé par addition en ouvrant les doubles liaisons entre les carbones de l’acétate de vinyle. La double liaison prend la forme -C-C- de sorte qu’une autre molécule peut être attachée à chaque côté. Le polyacétate de vinyle est le résultat de la liaison de grandes quantités d’acétate de vinyle.
2. Production d’alcool polyvinylique
L’acétate de vinyle est saponifié pour produire de l’alcool polyvinylique. L’alcool polyvinylique est obtenu en transformant le groupe acide acétique de l’acétate de vinyle en groupe hydroxyle par un processus connu sous le nom de saponification. La kémmatisation est l’hydrolyse des esters à l’aide d’une base telle que l’hydroxyde de sodium.
Le polyacétate de vinyle étant insoluble dans l’eau, la saponification s’effectue par dissolution dans le méthanol. La réaction est plus rapide et l’hydrolyse plus complète si l’on utilise un catalyseur basique plutôt qu’acide. Contrairement à ce qui se passe en solution aqueuse, la réaction se déroule dans une réaction d’échange d’esters, dans laquelle un alcool agit sur l’ester pour produire un nouvel ester.
L’alcool polyvinylique est, du point de vue de sa composition, un polymère d’addition de l’alcool vinylique CH2=CH(OH), mais l’alcool polyvinylique ne peut pas être fabriqué par polymérisation d’addition directe de l’alcool vinylique. En effet, l’alcool vinylique est une substance extrêmement instable qui se transforme en acétaldéhyde stable avant la polymérisation. Une méthode détournée est donc utilisée. Le polyacétate de vinyle est fabriqué par polymérisation soit par addition de l’acétate de vinyle, qui est ensuite hydrolysé pour produire du polyalcool de vinyle.