L’alcool polyvinylique, également connu sous le nom de PVOH, PVA ou PVAL, est un polymère synthétique soluble dans l’eau. Il est efficace pour former des films, émulsifier, et possède une qualité adhésive. Il n’a pas d’odeur, n’est pas toxique et résiste aux graisses, aux huiles et aux solvants. Il est ductile mais solide, flexible, et fonctionne comme une barrière élevée contre l’oxygène et les arômes.
Structure de l’alcool polyvinylique | Source : Google Images
Alors que les autres polymères vinyliques sont préparés par polymérisation de son monomère correspondant, le PVA subit une hydrolyse partielle ou complète de l’acétate de polyvinyle pour éliminer les groupes acétate. Pour assurer une action lubrifiante et liante afin de protéger les fibres et aider à la manipulation, l’encollage est un mécanisme de traitement appliqué aux mèches et aux fils.
L’encollage organique 299 et 399, qui est composé de PVA et d’additifs tels que des plastifiants, des lubrifiants, etc.) est conçu pour faciliter l’élimination facile par nettoyage à la chaleur. La principale matière première pour créer le PVA est l’acétate de vinyle monomère. Le monomère est fabriqué par la polymérisation de l’acétate de vinyle. Il subit ensuite une hydrolyse partielle, qui consiste à remplacer partiellement le groupe ester de l’acétate de vinyle par le groupe hydroxyle, en présence d’une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium. Après l’ajout progressif de l’agent de saponification aqueux, le PVA est précipité, lavé et séché.
Création de l’alcool polyvinylique
Il existe deux façons de créer la solution aqueuse à 4 % d’alcool polyvinylique (PVA). La première utilise une méthode de chauffage classique, la seconde utilise la méthode de chauffage par micro-ondes. Cette dernière est plus facile à réaliser et prend moins de temps. Une fois que la solution de PVA à 4 % est fabriquée, elle peut durer entre 6 et 8 semaines. Généralement, il est conseillé de réfrigérer cette solution, ce qui favorise la croissance des bactéries.
Lors de la fabrication de la solution d’alcool polyvinylique, il est recommandé d’utiliser de l’eau du robinet, car les bactéries se développent plus rapidement dans l’eau distillée contenant du PVA.
En recuisant des films amorphes de PVA au-dessus de 85°C, la température de transition vitreuse, des films semi-cristallins de PVA ont été préparés. Cela a permis aux macromolécules de former des cristallites, stabilisant les films et induisant un comportement chimiquement réticulé.
Une forme de PVA | Image source : India Mart
Utilisations de l’alcool polyvinylique
L’alcool polyvinylique est largement utilisé pour renforcer les fils et papiers textiles, notamment pour rendre ces derniers plus résistants aux huiles et aux graisses. Il est également utilisé dans la pêche sportive en eau douce. Le PVA est ajouté dans des sacs qui sont remplis d’appâts de pêche à base d’huile ou secs et fixés à l’hameçon. Comme le PVA est soluble dans l’eau, lorsque le sac atterrit au fond de l’eau, il se décompose, laissant l’appât de l’hameçon entouré de boulettes et d’appâts moulus. Cela attire les poissons vers l’appât de l’hameçon, bien que le PVA entraîne la dissolution du plastique dans l’eau.
Le PVA peut également être utilisé comme agent d’enrobage pour les compléments alimentaires et ne présente aucun risque pour la santé car il n’est pas toxique. L’une des principales utilisations industrielles du PVA est l’emballage alimentaire, qui représentait 31,4 % de la part mondiale en 2016. Pour lutter contre la formation d’humidité à partir de produits alimentaires, le film PVA est créé pour être fin et résistant à l’eau. Sa densité de réticulation et sa résistance à l’humidité sont des avantages supplémentaires à son utilisation dans ce domaine.
L’alcool polyvinylique est une résine, un composé organique naturel ou synthétique fait de substance non cristalline ou visqueuse. Par conséquent, il est souvent utilisé comme point de départ pour la création d’autres résines telles que le polyvinyl butyral (PVB) ou le polyvinyl formal (PVF). Le PVB a une qualité adhésive et est un film plastique résistant à l’eau, qui est souvent utilisé pour laminer le verre de sécurité des véhicules. Le PVF est couramment utilisé pour isoler les fils.
Il est également intéressant de noter que dans un autre marché en croissance, le marché pharmaceutique, l’utilisation de l’alcool polyvinylique pour l’enrobage des comprimés médicinaux est assez importante. Ses diverses propriétés chimiques ont montré l’intérêt de son utilisation dans les applications de santé, et en particulier dans le domaine pharmaceutique. Cependant, l’expérimentation extensive et l’utilisation pharmaceutique du PVA/PVOH ont été limitées en raison des réglementations sur les aliments et les médicaments.
Marché mondial de l’alcool polyvinylique
Au cours des dernières années, le marché des polymères biodégradables a connu une série de compilations et de transformations aux États-Unis. En 2016, le marché de l’alcool polyvinylique se situait à un niveau estimé à 172,8 kilotonnes de matière. En raison de réglementations plus strictes concernant l’élimination et la diminution de la disponibilité des décharges, il existe une plus grande demande pour les versions du produit emballées de manière durable. Avec l’avènement de nouvelles technologies entourant les polymères naturels renouvelables, l’alcool polyvinylique est devenu un produit très lucratif en raison de sa qualité biodégradable, dans certaines conditions microbiennes.
Volume du marché mondial de l’alcool polyvinylique par région en 2016 (en pourcentage)
Source de l’image : Grand View Research
En outre, compte tenu de ses applications variées et de sa facilité d’utilisation, le PVA est demandé dans divers marchés industriels tels que le textile, les revêtements, le papier, la céramique et le bois. Étant donné que l’alcool polyvinylique est composé d’éthanol et qu’il est soluble dans l’eau, tout en étant résistant aux graisses et aux huiles, c’est un polymère unique, avec peu de substituts capables.
À l’heure actuelle, l’Asie-Pacifique, l’Amérique du Nord et l’Europe sont les plus grands acteurs du marché de l’alcool polyvinylique. Au niveau régional, l’Asie-Pacifique a rapporté une estimation de 580,3 kilotonnes d’APV en 2016, projetant un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 5,5 pour cent de 2017 à 2025.
Certaines entreprises notables et les principaux acteurs du marché sont 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, et Sinopec Sichuan Vinylon. Ces entreprises ont réussi en se concentrant sur le développement de produits innovants, les partenariats et les acquisitions avec des acteurs clés pour renforcer leur avantage concurrentiel.
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