El alcohol polivinílico, también conocido como PVOH, PVA o PVAL, es un polímero sintético soluble en agua. Es eficaz en la formación de películas, en la emulsión y tiene una calidad adhesiva. No tiene olor ni es tóxico, y es resistente a las grasas, aceites y disolventes. Es dúctil pero fuerte, flexible y funciona como una alta barrera de oxígeno y aroma.
Estructura del alcohol polivinílico | Fuente: Google Images
Mientras que otros polímeros vinílicos se preparan por polimerización de su correspondiente monómero, el PVA se somete a una hidrólisis parcial o completa del acetato de polivinilo para eliminar los grupos acetato. Para garantizar la lubricidad y la acción aglutinante con el fin de proteger las fibras y ayudar a su manipulación, el apresto es un mecanismo de procesamiento que se aplica a los rovings y a los hilos.
El apresto orgánico 299 y 399, que se compone de PVA y de aditivos como plastificantes, lubricantes, etc.) está diseñado para facilitar su eliminación mediante la limpieza por calor. La materia prima clave para crear el PVA es el monómero de acetato de vinilo. El monómero se fabrica mediante la polimerización del acetato de vinilo. Luego pasa por una hidrólisis parcial, que consiste en la sustitución parcial del grupo éster del acetato de vinilo por el grupo hidroxilo, completada en presencia del hidróxido de sodio acuoso. Tras la adición gradual del agente acuoso de saponificación, el PVA se precipita, se lava y se seca.
Creación del alcohol polivinílico
Hay dos formas de crear la solución acuosa de alcohol polivinílico (PVA) al 4%. La primera utiliza un método de calentamiento convencional, la segunda utiliza el método de calentamiento por microondas. Este último es más fácil de realizar y requiere menos tiempo. Una vez hecha la solución de PVA al 4%, puede durar entre 6 y 8 semanas. Por lo general, se aconseja refrigerar esta solución, lo que favorece el crecimiento de las bacterias.
Al hacer la solución de alcohol polivinílico, se recomienda utilizar agua del grifo, ya que las bacterias crecen más rápido en el PVA que contiene agua destilada.
Al recocido de las películas amorfas de PVA por encima de 85°C, la temperatura de transición vítrea, se prepararon películas semicristalinas de PVA. Esto permitió que las macromoléculas formaran cristalitos, estabilizando las películas e induciendo un comportamiento químicamente reticulado.
Una forma de PVA | Fuente de imagen: India Mart
Usos del alcohol polivinílico
El alcohol polivinílico se utiliza ampliamente para reforzar el hilo textil y los papeles, sobre todo para que estos últimos sean más resistentes a los aceites y las grasas. También se utiliza en la pesca deportiva en agua dulce. El PVA se añade en bolsas que se rellenan con cebos de pesca a base de aceite o secos y se fijan al anzuelo. Como el PVA es soluble en el agua, cuando la bolsa cae en el lecho del agua, se rompe, dejando el cebo del anzuelo rodeado de bolitas y cebo molido. Esto atrae a los peces al cebo del anzuelo, aunque el PVA hace que el plástico se disuelva en el agua.
El PVA también puede utilizarse como agente de recubrimiento para complementos alimenticios y no supone ningún riesgo para la salud, ya que no es venenoso. Uno de los principales usos industriales del PVA es el envasado de alimentos, con un 31,4% de la cuota mundial en 2016. Para combatir la formación de humedad de los alimentos, la película de PVA se crea para ser delgada y resistente al agua. Su densidad de reticulación y su resistencia a la humedad son ventajas añadidas para su utilización en este ámbito.
El alcohol polivinílico es una resina, un compuesto orgánico natural o sintético hecho de sustancia no cristalina o viscosa. Por lo tanto, a menudo se utiliza como punto de partida para la creación de otras resinas como el butiral de polivinilo (PVB) o el polivinil formal (PVF). El PVB tiene una cualidad adhesiva y es una película plástica resistente al agua, que suele utilizarse para laminar cristales de seguridad para vehículos. El PVF se utiliza habitualmente para aislar cables.
También es interesante señalar que en otro mercado en crecimiento, el farmacéutico, el uso del alcohol polivinílico para el recubrimiento de comprimidos medicinales es bastante destacado. Sus diversas propiedades químicas han demostrado las ventajas de su uso en aplicaciones sanitarias y, en particular, en la industria farmacéutica. Sin embargo, la amplia experimentación y el uso farmacéutico del PVA/PVOH se han visto limitados debido a las regulaciones sobre alimentos y medicamentos.
Mercado global del alcohol polivinílico
En el transcurso de los últimos años, el mercado de polímeros biodegradables ha pasado por una serie de recopilaciones y transformaciones en Estados Unidos. En 2016, el mercado de alcohol polivinílico estaba en un estimado de 172,8 kilotones de material. Debido a las regulaciones más estrictas con respecto a la eliminación y la disminución de la disponibilidad de los vertederos, hay una mayor demanda de versiones del producto envasadas de forma sostenible. Con la llegada de nuevas tecnologías en torno a los polímeros naturales renovables, el alcohol polivinílico se ha convertido en un producto altamente lucrativo debido a su calidad biodegradable, bajo ciertas condiciones microbianas.
Volumen del mercado mundial de alcohol polivinílico por regiones en 2016 (en porcentaje)
Fuente de la imagen: Grand View Research
Además, dada su variada aplicación y utilidad, el PVA es demandado en diversos mercados industriales como el textil, los recubrimientos, el papel, la cerámica y la madera. Dado que el alcohol polivinílico se compone de etanol y es soluble en agua, a la vez que es resistente a las grasas y aceites, es un polímero único, con pocos sustitutos capaces.
Actualmente, Asia Pacífico, América del Norte y Europa son los mayores actores en el mercado del alcohol polivinílico. A nivel regional, Asia-Pacífico reportó un estimado de 580,3 kilotoneladas de PVA en 2016, proyectando una tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR) del 5,5 por ciento de 2017 a 2025.
Algunas empresas notables y los principales impulsores del mercado son Nippon Synthetic Chemical Industry Co, Eastman Chemical Company, E.I du Pont de Nemours and Company, Sekisui Chemical Co. Ltd., Kuraray Co. Ltd, Anhui Wanwei Group Co., Ltd, y Sinopec Sichuan Vinylon. Estas empresas han tenido éxito centrándose en el desarrollo de productos innovadores, asociándose y adquiriendo con actores clave para fortalecer su ventaja competitiva.
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