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Bindemittel

Polyvinylalkohole

Polyvinylalkohol

Charakteristika von Polyvinylalkohol

Bei Polyvinylalkohol (kurz: PVA) handelt es sich um einen Kunststoff, der synthetisch hergestellt wird. Durch seine thermoplastischen Eigenschaften lässt er sich nur in einem bestimmten Temperaturbereich verformen. Außerdem ist dieser Stoff sehr flexibel, zugfest sowie kräftig und punktet mit optimalen Filmbildungseigenschaften und einer hohen Lösemittelbeständigkeit.

Ob als Beschichtung, Bindemittel, Oberflächenveredler oder Werkstoff in der Papier- oder Verpackungsmittelherstellung - in der Industrie ist Polyvinylalkohol nicht mehr wegzudenken.

Zusammensetzung von Polyvinylalkohol

PVA ist ein thermoplastischer Kunststoff, der anfangs als weißes bis gelbliches Pulver erscheint. Dieses ist geruchlos und nicht toxisch, kann aber bei zu hohen Temperaturen pyrolisieren. 

Polyvinylalkohole sind wasserlösliche Polymere, die durch eine Alkoholyse aus Polyvinylacetat gewonnen werden. Hierbei treten verschiedene Typen auf, die hauptsächlich durch das Molekulargewicht und den übrigen Anteil an Acetylgruppen beschrieben werden.

PVA weist eine hohe Klebkraft und ein gutes Bindevermögen auf. So ist PVA außerdem schichtbildend, emulgierend und adhäsiv sowie beständig gegenüber anderen Stoffen, wie Fetten, Ölen oder Lösungsmitteln. All diese Eigenschaften machen Polyvinylalkohol so vielseitig in seiner Anwendbarkeit.

Anwendungsgebiete

Herstellung von Dispersionsklebstoffen

PVA wird zur Herstellung von wässrigen Rohstofflösungen für Kleber verwendet. Im Vergleich zu Naturprodukten, wie Casein und deren Abbauprodukten (Dextrinen), hat Polyvinylalkohol den Vorteil, durch seine chemisch einheitliche Struktur eine hohe Klebkraft aufzuweisen - und zwar bei minimaler Menge. 

PVA findet seine Anwendung jedoch nicht nur als Klebrohstoff, sondern auch als wiederanfeuchtbarer und wasseraktivierbarer Klebstoff in der Papierindustrie. Bei Briefen, Etiketten und Kuverts wird PVA als Klebemittel eingesetzt. Für die Herstellung des Klebers werden etwa 30-prozentige PVA-Lösungen verwendet, denen Konservierungsmittel und Entschäumer beigesetzt wird. 

Um die Trocknung zu beschleunigen, wird Alkohol oder Acryldispersion zugegeben. Die Trocknungstemperatur muss hierbei jedoch unter 130 Grad Celsius liegen, um optimale Ergebnisse zu erzielen. PVA nimmt einen Einfluss auf die offene Zeit des Klebers. Auch bei zahlreichen Nassverklebungen in der Verpackungsindustrie kommt PVA zum Einsatz.

PVA in wässriger Form kann außerdem Kunststoff-Dispersionen zugesetzt werden, um die Eigenschaften von Dispersionsklebstoffen zu modifizieren. Durch Zugabe von PVA verlängert sich die offene Zeit des Klebstoffes und die Abbindegeschwindigkeit erhöht sich, was gerade bei maschineller Verklebung einen erheblichen Vorteil darstellt.

Welcher Polyvinylalkohol-Typ dabei zum Einsatz kommt, entscheidet sich nach der erforderlichen Viskosität des Klebstoffes. Außerdem verhindert die Zugabe von PVA bei Dispersionklebstoffen eine Hautbildung, die bei der Bearbeitung mit Tauchrad oder Walze hinderlich sein kann.

Herstellung von Verpackungsbeuteln, die sich auflösen 

PVA hat noch zahlreiche weitere Verwendungsmöglichkeiten. So kommt es beispielsweise als Nahrungsergänzungsmittel, als Barriereschicht für Kohlenstoffdioxid in PET-Flaschen oder als Fimbeschichtungsmittel für Tabletten vor. 

Das Besondere an PVA: durch die Synthese seines Vorproduktes Polyvinylacetat kann PVA von sofort wasserlöslich bis nahezu unlöslich modifiziert werden. Je nach Art der alkalischen Verseifung sind diese dann in Warm- oder Kaltwasser löslich und werden anschließend durch Mikroorganismen in Wasser und Kohlendioxid umgewandelt. Mit steigendem Verseifungsgrad sinkt die Wasserlöslichkeit.

Diese Reaktion macht sich die Industrie zunutze, indem sie Verpackungen herstellt, die sich bei Kontakt mit Wasser auflösen können. Beispiele hierfür sind Folien von Geschirrspültabs, Chlortabletten für die Wasseraufbereitung oder Waschmitteltabs für Industriereiniger. 

Verarbeitung von Polyvinylalkohol

PVA-Lösungen werden hergestellt, indem Polyvinylalkohol in kaltes Wasser gerührt und auf 90 bis 95 Grad Celsius oder durch heißen Wasserdampf erwärmt wird. Unter Rühren kühlt die Lösung in einem korrosionsfesten Gefäß ab, damit sich keine Haut bildet. 

Teilhydrolysierte PVA-Typen lösen sich dabei schneller als vollhydrolysierte. Da sich beim Rühren oder Transportieren Schaum bilden kann, werden Entschäumer zugesetzt. Erwärmen und Rühren hält außerdem die Viskosität der Lösung aufrecht, welche durch lange Lagerzeiten ansteigen kann und die Lösegeschwindigkeit sinken lässt.

Handelsnamen

EXCEVAL, MOWIFLEX, KURARAY POVAL

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