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El alcohol polivinílico (PVOH, PVA o PVAl) es un polímero sintético soluble en agua. Tiene la fórmula idealizada [CH2CH(OH)]n. Se utiliza en la fabricación de papel, textiles y una variedad de recubrimientos. Es incoloro (blanco) e inodoro. A veces se suministra como perlas o como soluciones en agua.
El PVA se utiliza en una variedad de aplicaciones médicas debido a su biocompatibilidad, baja tendencia a la adhesión de proteínas y baja toxicidad. Los usos específicos incluyen el reemplazo de cartílago, lentes de contacto y gotas para los ojos.
El alcohol polivinílico se usa como ayuda en las polimerizaciones de suspensión. Su mayor aplicación en China es su uso como coloide protector para hacer dispersiones de acetato de polivinilo. En Japón su mayor uso es la producción de fibra de vinilo.
Acetales de polivinilo
Los acetales de polivinilo se preparan tratando el PVA con aldehídos. El butiraldehído y el formaldehído proporcionan butiral de polivinilo (PVB) y formal de polivinilo (PVF), respectivamente. La preparación del butiral de polivinilo es el uso más grande para el alcohol de polivinilo en los Estados Unidos y Europa Occidental.
A diferencia de la mayoría de los polímeros de vinilo, el PVA no se prepara mediante la polimerización del monómero correspondiente, ya que el monómero, el alcohol de vinilo, es menos estable termodinámicamente con respecto a su tautómero acetaldehído.
Síntesis del PVA
El PVA se prepara por hidrólisis de acetato de polivinil. Algunas veces se utilizan otros polímeros derivados del éster de vinilo, con grupos de formiato y cloroacetato en lugar de acetato. La conversión de los poliésteres se lleva a cabo generalmente por medio de una transesterificación con etanol catalizada por la base:
Las propiedades del polímero se ven afectadas por el grado de transesterificación.
El consumo mundial de alcohol polivinílico superó el millón de toneladas métricas en 2006. Entre los mayores productores se encuentran Kuraray (Japón, Europa y EE. UU.) y Sekisui Specialty Chemicals (EE.UU.), pero China continental ha instalado una serie de instalaciones de producción muy grandes en la última década y actualmente representa el 45% de la capacidad mundial.
La fibra de fabricación norcoreana Vinalon se produce a partir de alcohol polivinílico. A pesar de sus propiedades inferiores como fibra de ropa, se produce por razones de autosuficiencia, ya que no se requiere petróleo para producirla.
Química del alcohol polivinílico
El PVA es un material atáctico que exhibe cristalinidad. En términos de microestructura, está compuesto principalmente por enlaces de 1,3 dioles [-CH2-CH(OH)-CH2-CH(OH)-] pero se producen algunos porcentajes de 1,2 dioles [-CH2-CH(OH)-CH(OH)-CH2-], dependiendo de las condiciones de polimerización del precursor del éster de vinilo.
El alcohol de polivinilo tiene excelentes propiedades de formación de película, emulsionantes y adhesivas. También es resistente al aceite, la grasa y los disolventes. Tiene una alta resistencia a la tracción y flexibilidad, así como altas propiedades de barrera al oxígeno y a los aromas. Sin embargo, estas propiedades dependen de la humedad, es decir, con una mayor humedad se absorbe más agua. El agua, que actúa como plastificante, reducirá entonces su resistencia a la tracción, pero aumentará su alargamiento y su resistencia al desgarro.
El PVA es ampliamente utilizado, por lo que su toxicidad y biodegradación son de interés. Las soluciones que contienen hasta un 5% de PVA no son tóxicas para los peces y se biodegradan lentamente.
La historia del PVA
Descubrimiento del PVA
El PVA es una resina sintética soluble en agua que fue descubierta en 1924 por el Dr. Hermann Staudinger, un Nobel alemán. Kuraray fue la primera compañía en el mundo en desarrollar tecnología para la producción masiva de PVA. En 1950, Kuraray fue la primera en el mundo en comercializar la fibra de alcohol polivinílico (PVA), bajo el nombre de KURALON. Fue la primera fibra sintética inventada en Japón utilizando esta resina como material intermedio. La investigación acumulada a través de este proceso sirve como base para el enfoque de la ingeniería de componentes adoptado por Kuraray. Este enfoque no solo es la base para el desarrollo de productos de alto rendimiento que respaldan el negocio actual del PVA, sino que también es la fuerza impulsora detrás de la creación sucesiva de diversas y originales líneas de productos como la resina de alto rendimiento EVAL, el cuero artificial CLARINO y una serie de productos químicos de isopreno.
Desarrollo del PVA en Japón
El PVA (alcohol polivinílico) fue creado en Alemania y posteriormente desarrollado en Japón. Aunque la investigación sobre fibras sintéticas comenzó en los primeros años de la era Showa en Japón, los resultados comenzaron a tomar forma en 1939. La primera fibra sintética producida en Japón, «Sintético No. 1», nació bajo la guía del exprofesor Ichiro Sakurada de la Universidad Imperial de Kyoto.
Kuraray, que había impulsado la investigación sobre fibras sintéticas desde el principio, comenzó a buscar formas de convertir esta investigación en aplicaciones industriales útiles lo más rápidamente posible. Aunque estos esfuerzos fueron interrumpidos temporalmente por los efectos de la Guerra del Pacífico, la instalación original de producción de prueba fue restaurada en 1948 y se reanudó la investigación sobre el desarrollo de una fibra sintética basada en alcohol polivinílico. Fue entonces cuando Kuraray comenzó a asumir el desafío de comercializar la fibra de PVA.
Desafíos y logros de Kuraray
El presidente de Kuraray, Soichiro Ohara, convocó al equipo de investigación y desarrollo a su casa, dondenuevamente confirmó si era técnicamente factible comercializar este material. Se dice que todos respondieron al unísono indicando su confianza en que efectivamente podía lograrse.
Una vez que Kuraray pudo poner en marcha una instalación de producción de prueba y producir muestras de KURALON, el presidente Ohara realizó una exposición de este nuevo material en la tienda principal de Mitsukoshi en Tokio al año siguiente, en 1949. Las expectativas para la primera fibra sintética de Japón superaron todo lo imaginado, con numerosos líderes empresariales y gubernamentales clave de la época, incluido el primer ministro Shigeru Yoshida, visitando la exposición.
Sin embargo, financiar la siguiente etapa de producción masiva fue un gran problema. Se necesitarían cantidades masivas de dinero, superando los ¥1,4 mil millones (equivalentes a aproximadamente ¥50 mil millones hoy en día). Dado que el capital de la compañía no era más que ¥250 millones en ese momento, emprender un negocio de este tipo era bastante arriesgado.
Para recaudar los fondos necesarios, el presidente Ohara llegó incluso a negociar directamente con el gobernador del Banco de Japón buscando su cooperación. En ese momento, el presidente Ohara argumentó fervientemente que los fondos no eran para construir un negocio para el beneficio de una sola compañía, sino para construir la industria textil y de fibra de Japón. Sus esfuerzos dieron resultado en forma de un préstamo sindicado de quince bancos.
Para más información Poly(vinyl alcohol) – Polymer Science Learning Center
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APA: (2020-06-30). Alcohol polivinílico. Recuperado de https://quimicafacil.net/compuesto-de-la-semana/alcohol-polivinilico/
ACS: . Alcohol polivinílico. https://quimicafacil.net/compuesto-de-la-semana/alcohol-polivinilico/. Fecha de consulta 2025-08-20.
IEEE: , "Alcohol polivinílico," https://quimicafacil.net/compuesto-de-la-semana/alcohol-polivinilico/, fecha de consulta 2025-08-20.
Vancouver: . Alcohol polivinílico. [Internet]. 2020-06-30 [citado 2025-08-20]. Disponible en: https://quimicafacil.net/compuesto-de-la-semana/alcohol-polivinilico/.
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