Polyvinylacetat

Was ist eigentlich Polyvinylacetat?

Polyvinylacetat, dessen Kurzzeichen PVAc ist und der auch PVA genannt wird, ist ein besonderer thermoplastischer Kunststoff. Dabei erfolgt die Synthese des Polymers aus der Gruppe der Polyvinylester mittels radikalischer Polymerisation. Neben dem reinen Homopolymeren haben auch viele Terpolymeredes Vinylacetats große technische Bedeutung. Die Grundlagen zur Herstellung des Polyvinylacetats wurden bereits im Jahre 1912 durch den Wissenschaftler Dr. Fritz Klatte in Deutschland entdeckt. Dieser erkannte die Polymerisationsfähigkeit der Vinylverbindungen im Sonnenlicht. Dadurch erfolgten in den zwei Jahren 1912 und 1913 die ersten gezielten Herstellungen von Polyvinylacetat und Polyvinylchloracetat durch Dr. Klatte und seine Mitarbeiter. Seit den 1930er Jahren werden von einigen Firmen eine ganze Reihe von verschiedenen Produkten in Form von Granulat, Pulvern, Lösungen und Emulsionen für mehrfache Anwendungen hergestellt.

Die Herstellung und Gewinnung von Polyvinylacetat
Polyvinylacetat wird durch radikalische Polymerisation aus Vinylacetat hergestellt. Jedoch wird auch oft mit Acrylsäure, Acrylaten, Vinylchlorid und Ethylen copolymerisiert. Dabei muss allerdings auf die sehr hohe Reinheit der Monomere geachtet werden, da diese den Polymerisationsverlauf stark verlangsamen oder im anderen Fall zu einer Kettenreaktion führen können. Ebenso unerwünscht sind besondere Verunreinigungen mit zwei copolymerisierbaren Doppelbindungen, wie es beispielsweise bei Crotonsäurevinylester der Fall ist, da sie durch räumliche Vernetzung zur Bildung von unlöslichen Polymeren beitragen können. In den meisten Fällen wird die Polymerisation mit radikalischen Initiatoren wie Azoverbindungen und Hydroperoxyde gestartet. Polyvinylacetat ist ein unabdingbares Vorprodukt von Polyvinylalkohol und Polyvinylacetalen.

Der chemische Aufbau und deren Eigenschaften
Im Homopolymer überwiegt die sogenannte Kopf-Schwanz-Anordnung der Monomerbausteine. Durch das Herabsetzen der Polymerisationstemperatur kann der Anteil der Monomere in Kopf-Kopf-Anordnung weiter verringert werden. Dabei beträgt der Polymerisationsgrad von Polyvinylacetat normalerweise 100 bis 5.000. Die Estergruppe im Polyvinylacetat ist ziemlich leicht alkalisch verseifbar, wodurch das Polymer langsam in Polyvinylalkohol umgewandelt wird, was wiederum zu Wasserempfindlichkeit führen kann. Auf Grund dieses Problems wird häufig mit anderen Monomeren copolymerisiert. Polyvinylacetat ist ein geruch- und geschmackloser Kunststoff mit einer sehr hohen Lichtempfindlichkeit, welcher zwar brennbar, jedoch nicht leicht entflammbar ist. Dabei sind die elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften ebenso vom Polymerisationsgrad abhängig wie die Glastemperatur in den Homopolymeren in Abhängigkeit zwischen 15 und 45 Grad Celsius schwankt. Dabei beträgt die Mindestfilmbildtemperatur von Homopolymerdispersitionen zwischen 15 und 18 Grad Celsius. Bei allerdings thermischer Zersetzung von Polyvinylacetat Essigsäure frei. Das Polyvinylacetat wird in organischen Lösemitteln oder als Dispersition verarbeitet und als Bindemittel in Lacken und Anstrichen verwendet. Oft ist Polyvinylacetat Bestandteil von Kaugummimassen oder wird für die Ummantelung von Käse und Wurst verwendet. Tierversuche zeigten bei Untersuchungen auf Haut- und Schleimhautverträglichkeit keine Wirkung.