Alcool polyvinylique

Alcool polyvinylique
Identification
Synonymes	poly(alcool vinylique), polymère d'alcool vinylique, PVOH[1], PVAl
N^o CAS	9002-89-5 25213-24-5
N^o ECHA	100.121.648
N^o E	E1203
SMILES	C([C@@H](O)*)* PubChem, vue 3D
Apparence	solide de forme variable incolore a blanc[2].
Propriétés chimiques
Formule	(C2H4O)n
Masse molaire	du motif de répétition : 44,052 6 g·mol^-1
Propriétés physiques
T° transition vitreuse	85 °C[3]
T° fusion	(décomposition) : >200 °C[2]
Solubilité	dans l'eau : bonne[2]
Paramètre de solubilité δ	25,78 MPa^1/2[4]; 25,8 à 29,1 J^1/2·cm^-3/2[5]
Masse volumique	1,19–1,31 g·cm^-3[2]
Point d’éclair	79 °C (coupelle ouverte)[2]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	${\displaystyle n_{}^{20}}$ 1,49–1,53[6]
Précautions
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme[7]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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L'alcool polyvinylique ou poly(alcool vinylique) (PVAL)^[8] — (CH₂CHOH)_n — est un polymère obtenu par hydrolyse alcaline (soude, potasse) de l'acétate de polyvinyle –(CH₂CHOAc)_n–.

L'alcool vinylique n'est pas isolable car il s'isomérise en acétaldéhyde ou éthanal CH₃CHO (équilibre céto-énolique). Par contre, l'acétate de vinyle CH₂=CHOAc est parfaitement isolable et peut polymériser, principalement par une réaction de type radicalaire.

En présence d’alcool polyvinylique et de borate de sodium (à partir du borax Na₂B₄O₇,10 H₂O dissous dans l’eau), on obtient un gel gluant, viscoélastique nommé "slime".

L'alcool polyvinylique est utilisé entre autres dans les films hydrosolubles encapsulant les tablettes pour lave-vaisselle et les dosettes de lessive.

Synthèse

L'alcool polyvinylique est obtenu par hydrolyse du poly(acétate de vinyle) –(CH₂CHOAc)_n–, à la différence des autres polymères vinyliques, qui se forment à partir de leur monomère correspondant. Ceci étant dû au fait que son monomère, l'alcool vinylique est moins stable que sa forme tautomère, l'éthanal.

Propriétés

L'alcool polyvinylique peut former un film régulier, autour d'un moule par exemple. Il peut donc être utilisé comme agent de démoulage ou comme bouche-pores. Il possède également d'excellentes propriétés adhésives et émulsifiante. Il résiste aux huiles et aux graisses. Le PVAl résiste aux flexions et peut servir de barrière aux arômes et même aux gaz tels l'oxygène.

Utilisation

La principale utilisation de l'alcool polyvinylique est la synthèse du poly(butyral vinylique) (PVB), qui sert principalement à assembler les verres. L'alcool polyvinylique est souvent utilisé dans les colles ou dans la peinture. En Europe, il sert principalement comme agent de démoulage ou encore dans l'agroalimentaire pour ses propriétés de conservation. Aux États-Unis, il est utilisé comme agent fixant dans le textile et dans l'industrie de la papeterie. Aussi, il est un composant des balles de golfs dites "solubles".

L'alcool polyvinylique est repris comme additif dans l'alimentation industrielle, sous le code (dit numéro SIN) E1203^[9].

Étant soluble dans l'eau, le PVA a été utilisé pour des produits « jetables » tels les fume-cigarettes, les tees de golf ou les sachets en plastique^[10]. Cette solution est faussement écologique car, dissous dans l'eau, l'alcool polyvinylique pollue la nappe phréatique (cf. infra).

En impression hydrographique, le film sur lequel est imprimé le motif est généralement en PVA.

Il existe également des filaments de support à base de PVA pour impression 3D par dépôt de matière fondue (FDM); le but est de soutenir le matériau principal (en principe du PLA, pour des raisons de compatibilité de température de fusion) lors de l'impression de pièces complexes avec des porte-à-faux trop importants (angle supérieur à environ 45%).

Production et consommation

Le plus gros producteur d'alcool polyvinylique est la Chine qui produit 45 % de la consommation mondiale (l'Asie totalise 76 % de la production). Viennent ensuite les États-Unis, le Japon et l'Europe. La plus grosse entreprise productrice^{[Laquelle ?]} totalise 16 % de la production mondiale.

En 2006, un million de tonnes d'alcool polyvinylique étaient produites chaque année et la production est en constante augmentation (3 % chaque année, évolution estimée jusqu'en 2011)^{[réf. nécessaire]}. Les États-Unis, l'Europe et le Japon sont les principaux consommateurs, derrière la Chine.

Impact environnemental

L'alcool polyvinylique n'est pas éliminé dans les stations d'épuration des eaux usées. Selon une étude, 61 % subsisterait dans les boues et 16 % en phase aqueuse. Leur impact sur l'environnement n'est pas connu mais pourrait être problématique notamment du fait de la captation de métaux lourds ou d'autres contaminants hydrophiles^[11].

Il existe des bactéries en mesure de le dégrader, mais celles-ci ne sont pas communes dans l'environnement et sont souvent strictement présentes dans les milieux contaminés au PVA^[12].

Commerce

La France, en 2014, est nette importatrice d'alcool polyvinylique, d'après les douanes françaises. Le prix à la tonne à l'import était d'environ 1 800 €^[13].

Notes et références

1. Arrêté du 2 octobre 1997 relatif aux additifs pouvant être employés dans la fabrication des denrées destinées à l'alimentation humaine Version consolidée au 9 septembre 2011
2. ALCOOL POLYVINYLIQUE, Fiches internationales de sécurité chimique
3. (en) Charles E. Wilkes, James W. Summers, Charles Anthony Daniels, Mark T. Berard, PVC Handbook, Hanser Verlag, 2005, 1^re éd. (ISBN 978-1-56990-379-7, LCCN 2005013540, lire en ligne)
4. (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 0387690026, lire en ligne), p. 294
5. (en) Jozef Bicerano, Prediction of polymer properties, New York, Marcel Dekker, 2002, 3^e éd., 746 p. (ISBN 0-8247-0821-0), p. 196
6. (en) J. G. Speight, Norbert Adolph Lange, Lange's handbook of chemistry, McGraw-Hill, 2005, 16^e éd., 1623 p. (ISBN 0-07-143220-5), p. 2.807
7. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, « Évaluations globales de la cancérogénicité pour l'Homme, Groupe 3 : Inclassables quant à leur cancérogénicité pour l'Homme »^{(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?)}, sur monographs.iarc.fr, CIRC, 16 janvier 2009 (consulté le 22 août 2009).
8. le deuxième nom et l'abréviation sont ceux de la norme EN ISO 1043-1 Plastiques - Symboles et termes abrégés - Partie 1 : polymères de base et leurs caractéristiques spéciales
9. Codex alimentarius, « Noms de catégorie et système international de numérotation des additifs alimentaires », sur codexalimentarius.net, 2009 (consulté le 9 juillet 2010).
10. Céline Deluzarche, « Des sacs plastique biodégradables faits à partir de calcaire », sur Futura Planète, 30 juillet 2018 (consulté le 30 juillet 2018).
11. DOI 10.3390/ijerph18116027
12. (en) Emo Chiellini, Andrea Corti, Salvatore D'Antone et Roberto Solaro, « Biodegradation of poly (vinyl alcohol) based materials », Progress in Polymer Science, Pergamon, vol. 28, n^o 6,‎ 1^er juin 2003, p. 963-1014 (ISSN 0079-6700, DOI 10.1016/S0079-6700(02)00149-1, lire en ligne).
13. « Indicateur des échanges import/export »^{(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?)}, sur Direction générale des douanes. Indiquer NC8=39053000 (consulté le 7 août 2015).

Liens externes

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  • Britannica
  • Store norske leksikon
• (en) Polyvinyl alcohols, IHS
• (en) Polyvinyl alcohol for 1001 applications, Kuraray
• (en) Fiche technique, Kuraray [PDF]

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