Las propiedades del alcohol polivinílico (PVA) están determinadas por su grado de polimerización (DP-a menudo correspondiente al peso molecular) y su grado de hidrólisis (DH-expresado como porcentaje molar). Los grados comerciales de PVA suelen designarse mediante una combinación de estos dos parámetros; por ejemplo, "PVA 17-88" indica un grado medio de polimerización de aproximadamente 1.700 y un grado de hidrólisis del 88%.
1. Estructura y Clasificación
Grado de polimerización (DP): clasificado en varios grados: bajo (20 000 a 35 000), medio (120 000 a 150 000), alto (170 000 a 220 000) y ultra-alto (250 000 a 300 000). A medida que aumenta el grado de polimerización, mejoran la viscosidad de la solución, la fuerza formadora de película y la resistencia a los disolventes, mientras que la solubilidad disminuye.
Grado de hidrólisis (DH): las especificaciones típicas incluyen tres niveles principales: 78%, 88% y 98%. Los grados con un grado de hidrólisis entre 78% y 89% se denominan "parcialmente hidrolizados" y son solubles en agua fría; los grados que superan el 98% se consideran "completamente hidrolizados" y requieren calentamiento a temperaturas superiores a 85 grados para disolverse. El grado de hidrólisis es un factor crítico que influye en el rendimiento de la aplicación de PVA; por ejemplo, el PVA de alta-hidrólisis se utiliza con frecuencia en la fabricación de películas y fibras.
2. Propiedades físicas
Propiedades térmicas: El punto de fusión es de aproximadamente 230 grados. Por encima de los 100 grados, el PVA sufre gradualmente decoloración y fragilidad; entre 160 grados y 170 grados, se produce deshidratación y eterificación, lo que resulta en una pérdida de solubilidad en agua; la descomposición comienza a 200 grados; y por encima de 250 grados, se forman polímeros que contienen dobles enlaces conjugados. Estudios recientes también han explorado los efectos de la irradiación de microondas y la temperatura sobre las características estructurales del PVA.
Propiedades ópticas y eléctricas: el índice de refracción oscila entre 1,49 y 1,52. El PVA exhibe una alta resistividad eléctrica, que generalmente se encuentra dentro del rango de (3,1–3,8) × 10⁷ Ω·cm. Al incorporar nanocompuestos mediante dopaje, se pueden ajustar la banda prohibida óptica y las propiedades ópticas lineales y no lineales del PVA, haciéndolo adecuado para diversas aplicaciones optoelectrónicas.
Características de la solución: Las propiedades de las soluciones acuosas de PVA están fuertemente influenciadas por el grado específico utilizado. Las soluciones de alto-grado de hidrólisis (por ejemplo, PVA 17-99) son propensas a gelificarse a bajas temperaturas. Además, las soluciones de PVA son muy sensibles a la presencia de bórax y ácido bórico; Incluso cantidades mínimas de estas sustancias pueden provocar una gelificación irreversible.
3. Propiedades químicas
Las cadenas moleculares del alcohol polivinílico son ricas en grupos hidroxilo y exhiben la reactividad típica de los polioles; por tanto, pueden sufrir reacciones como esterificación, eterificación y acetalización (p. ej., la preparación de polivinilbutiral [PVB] y polivinil formal [PVFM]). Por ejemplo, la preparación de PVA modificado con carboxilo- implica la copolimerización de acetato de vinilo con ácido acrílico, seguida de alcohólisis, para producir un producto de PVA caracterizado por un alto grado de alcohólisis, pero baja cristalinidad y alta solubilidad en agua. El PVA posee buena resistencia a la luz y no es propenso al envejecimiento. Es combustible y emite un olor distintivo al arder.