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Polyvinylbutyral (PVB)

Polyvinylbutyral (PVB) ist ein Kunststoff, der u.a. in Autoscheiben (Sicherheitsglas) Verwendung findet. In einem Verbundsicherheitsglas (VSG) sind zwei Glasscheiben zusammengefügt, die in der Mitte durch eine PVB-Folie zusammengehalten werden.

Herstellung von PVB

Im Gegensatz zu einfachen Kunststoffen wie Polyethylen lässt sich Polyvinylbutyral nicht direkt aus seinen Monomeren synthetisieren, man benötigt dazu ein mehrstufiges Verfahren, den PVB ist ein Copolymer.

Zunächst wird das Polymer Polyvinylacetat hergestellt, und zwar aus Ethin und Essigsäure.

Synthese von Polyvinylacetat aus Essigsäure und Ethen [1,2]
Autor: Ulrich Helmich 2022, Lizenz: siehe Seitenende

Das so gewonnene Polymer wird dann mit Methanol umgesetzt. Es findet eine Umesterung bzw. Substitution statt:

Bildung von Polyvinylalkohol [3]
Autor: Ulrich Helmich 2022, Lizenz: siehe Seitenende

Nun erfolgt eine Umsetzung mit Butanal zum Endprodukt Polyvinylbutyral:

Bildung von Polyvinylbutyral [3]
Autor: Ulrich Helmich 2022, Lizenz: siehe Seitenende

Es erfolgt eine Ringbildung. Chemisch gesehen handelt es sich um eine Nucleophile Substitution und saurer Katalyse.

Der in Windschutzscheiben eingesetzte Kunststoff liegt allerdings nicht in chemisch reiner Form vor, wie in Abbildung 3 dargestellt, sondern ist ein Mischpolymerisat. Das Polymer enthält auch noch Acetatgruppen, die nicht weiter reagiert haben und auch noch Hydroxygruppen, die ebenfalls nicht weiter reagiert haben.

Quellen:

  1. Wikipedia, Artikel "Vinylacetat"
  2. Wikipedia, Artikel "Polyvinylacetat"
  3. Abituraufgabe 2020-GK-HT1 (NRW).