Alcool polivinilico (PVA, PVOH, PVAl): caratteristiche e impieghi

L’alcool polivinilico (sigla: PVA, PVOH, più raramente PVAl) è un polimero sintetico a macromolecole solubile in acqua. A differenza della maggior parte degli altri polimeri vinilici, non viene ottenuto per polimerizzazione del corrispondente monomero, il vinil alcool, ma per polimerizzazione del vinil acetato in presenza di un acido minerale oppure di soda caustica a temperatura ambiente.

I gradi dell’alcool polivinilico (PVA)

Esistono diversi gradi di polivinilacetato, che, pur avendo la stessa formula empirica, possono differire tra loro per alcune proprietà, in funzione del loro peso molecolare e del grado di idrolizzazione dei gruppi acetati.

I gradi completamente idrolizzati hanno un 98 – 99% di gruppi acetati idrolizzati e un punto di fusione intorno ai 230°C. I gradi intermedi hanno un 97% di gruppi acetati idrolizzati e un punto di fusione simile a quello dei gruppi totalmente idrolizzati. I gradi solo parzialmente idrolizzati sono un 88% di gruppi acetati idrolizzati e un punto di fusione più basso, intorno ai 180 – 190°C.

Le caratteristiche dell’alcool polivinilico

Le caratteristiche salienti dell’alcool polivinilico (PVA) sono le seguenti:

• bassissimo livello di tossicità;
• solubilità in acqua;
• eccellente tendenza alla formazione di film;
• caratteristiche emulsionanti;
• eccellenti proprietà adesive;
• resistenza a oli, grassi e solventi;
• elevate proprietà di resistenza ad ossigeno e aromi;
• buona flessibilità;
• elevata resistenza alla trazione: la resistenza alla trazione viene però ridotta in presenza di umidità, in quanto l’acqua funge da plastificante; per contro l’umidità ne aumenta la resistenza allo strappo e all’allungamento.

Le applicazioni dell’alcool polivinilico

Numerose sono le applicazioni dell’alcool polivinilico (PVA), molte delle quali di nicchia:

• coadiuvante di polimerizzazione in emulsione per ottenere dispersioni di polivinil acetato, utilizzato a sua volta ampiamente come collante nel settore legno e mobile, oltre che come agente filmogeno nella produzione di vernici;
• produzione di polivinil acetali quali il polivinil butirrale (PVB) e il polivinilformale (PVF), ottenuti per reazione di polivinil alcool con aldeide butirrica e formaldeide rispettivamente. Il PVF è ampiamente utilizzato come resina nella produzione di smalti;
• produzione di fibre sintetiche: le fibre del polivinil alcool, da non confondersi con le fibre viniliche ottenute dal polimero PVC, vengono ottenute tramite filatura ad umido di soluzioni acquose al 15% – 17% circa di polimero in soluzioni saline concentrate che fungono da bagno di coagulo;
• industria tessile;
• industria della carta;
• industria degli adesivi come modificatore reologico e come addensante nella produzione di diversi tipi di colle;
• industria delle costruzioni come rinforzo di agenti e calcestruzzi. Un altro impiego è nella produzione di pavimentazioni in PVC;
• produzione di film idrosolubile;
• pellicole per applicazioni come filtri di polarizzazione;
• come additivo nei guanti protettivi che debbano resistere in particolare ad agenti chimici;
• settore del personal care: prodotti per igiene intima femminile e articoli per fenomeni di incontinenza di adulti, come strato protettivo in plastica biodegradabile;
• come agente di barriera al gas CO2 nelle bottiglie in PET;
• industria della stampa: oltre che nella stampa a iniezione, l’alcool polivinilico viene utilizzato nella stampa tridimensionale come struttura di supporto idrosolubile;
• agente distaccante (release agent) nei processi di formatura di manufatti in resine epossidiche o in vetroresina, grazie alla proprietà dell’alcool polivinilico di non appiccicarsi a questi materiali;
• agente di rinforzo nella produzione di nastri trasportatori, pneumatici e tubazioni ad uso industriale;
• settore ottico: l’alcool polivinilico può essere usato quale agente lubrificante per lenti a contatto: un altro impiego è per l’ottenimento di lacrime artificiali per trattare occhi particolarmente secchi;
• settore medicale – diagnostico;
• articoli per la pesca sportiva;
• come additivo per il controllo della perdita di pressione di fluidi nella trivellazione petrolifera;
• altre applicazioni “specialty”: es. adesivi dentali, floor covering, come polarizzatore della luce se dopato con iodio, ecc.

Il mercato dell’alcool polivinilico

Il mercato dell’alcol polivinilico (PVA) ha raggiunto un valore di 905 milioni di dollari nel 2020. Guardando al futuro, il Gruppo Imarc prevede che il mercato crescerà a un CAGR del 4,3% nel periodo 2021-2026.