Lem PVAC, (Polyvynil acetat, Ethylene-vinyl acetate)

Perekat  PVA (polyvinyl acetat) dan EVA (polyethylene-vinyl acetate), adalah lem waterbased yang banyak digunakan dalam dalam industri woodworking dan produk kertas. Lem putih (PVA) dan lem dispersi EVA banyak digunakan untuk perekatan kayu, seperti konstruksi mebel dan laminasi. Lem ini tidak memerlukan panas untuk penegeringannya, relatif murah dan mudah digunakan. Perekat waterbased ini  sangat mudah diaplikasikan dalam pengeleman kayu, lem akan kering karena air diserap ke dalam kayu atau produk kertas dan akhirnya dilepaskan ke atmosfer. Lem ini memiliki penggunaan yang sangat luas dalam proses manufaktur dan konstruksi  kayu. Karena mekanisme pengeringannya tersebut maka produk ini sulit kering pada kayu dengan kadar air yang tinggi, mereka seringkali gagal pada aplikasi di kayu basah.

Proses untuk membuat dispersi PVA dan EVA sangat mirip. Monomer dilarutkan dalam air yang mengandung poly vinyl alcohol, menghasilkan suatu emulsi; monomer dalam bentuk droplets  (tetesan-tetesan) akan terpolimerisasi untuk membentuk dispersi polimer organik dalam air. Untuk menghasilkan produk yang stabil dibutuhkan suatu emulsi dengan ukuran droplets yang kecil. Penambahan monomer perlu dikendalikan agar tidak menjadi terlalu panas akibat dari reaksi polimerisasi yang eksotermik. Jika daya larut tidak cukup, maka tahap-tahap akan terpisah tanpa terjadi kondisioning. Rantai ikatan bisa diubah dengan menambahkan ethylene untuk membentuk kopolimer.

GAMBAR 9.26 .  

Polyvinyl  acetate dibuat dari polimerisasi vinyl acetate biasanya di dalam kondisi radikal bebas  yang membentuk dispersi halus. Jika  surfaktan terlalu banyak, produk dapat mengahsilkan adhesi yang jelek akibat dari boundary layer yang  lemah. Pada proses aplikasi, air akan menguap dan perekat akan ber coalesce (bergabung) membentuk sebuah lapisan film, tetapi coalesce diperlukan untuk terjadi pada permukaan kayu. Polaritas perekat dapat dikurangi dengan menggabungkan ethylene dalam polimerisasi menghasilkan polimer ethylene vinyl acetate untuk membentuk ikatan pada permukaan yang memiliki  polaritas yang kecil.

PVA adalah polimer linier dengan backbone alifatik, dengan demikian dia merupakan perekat yang sangat fleksibel berbeda dengan kopolimer  formalin yang kaku. Perekat PVA yang berpelarut air  umumnya menghasilkan  aliran yang baik ke dalam lumen sel, tetapi, mengingat berat molekul mereka yang tinggi , kemungkinan besar mereka tidak dapat menembus dinding sel. Lem PVA dengan kandungan acetate  yang tinggi dan backbone yang fleksibel, dapat membentuk ikatan hidrogen dengan  berbagai fraksi kayu untuk menghasilkan adhesi antar muka yang baik. Mereka mempertahankan besarnya kekuatan ikatan mereka pada kayu dengan memperluas dan mengkontraksi disipasi energi dengan melenturkan backbone rantai polimer mereka.

Dengan stres dissipation (penyebaran tekanan) ke dalam rantai polimer, maka akan terjadi konsentrasi tekanan yang terbatas pada antarmuka. Namun, PVA tidak bekerja dengan baik pada pengeleman pada kadar air yang tinggi atau terhadap tarikan kuat yang konstan akibat sedikitnya creep resistant. Solusi untuk masalah ini dilakukan dengan mengkonversi PVA yang  termoplastik menjadi termoset. Ini dilakukan dengan membentuk ikatan crosslinking yang termoplastik dengan menggunakan ikatan kovalen, seperti reaksi dengan glyoxal, resin formaldehida, atau isosianat, atau dengan pembentukan ikatan ion, seperti reaksi dengan organic titanates, chromium nitrates, aluminum chloride, atau aluminum nitrates. Crosslinking dari PVA telah meningkatkan ketahanan ikatan pada kadar air yang tinggi, suhu yang lebih tinggi, dan pada kondisi di bawah beban, tetapi hal ini menjadi tidak mudah dalam aplikasi karena bahan pembentuk crosslinking yang harus ditambahkan sesaat sebelum aplikasi. Namun, bagiamanapun juga hal ini dapat membantu penggunaan lem pada aplikasi-aplikasi yang lain, seperti pada konstruksi pintu dan jendela dimana PVA biasa tidak dapat digunakan.

Poly vinyl acetate (PVA) dapat diubah menjadi poly vinyl alcohol (PVOH) dengan reaksi hidrolisis.  Produk-produk PVOH bervariasi dalam derajat hidrolisis dan berat molekul tergantung pada spesifikasi pemakaian. Pengunaan uatama bahan ini adalah pada  tekstil, paper sizing, perekat, dan emulsi polimerisasi  vinil acetate. Mengingat kelarutan terhadap air, perekat ini membutuhkan ikatan crosslinking maupun gellasi (pembentukan gell)  untuk memberi kekuatan dalam kondisi  basah. Konversi dilakukan dengan pembentukan ikatan crosslinking dengan pembentukan ikatan kovalen, seperti reaksi dengan glyoxal, urea-formaldehida dan melamin-formaldehida atau menggunakan formasi ikatan ionik dengan garam-garam logam, seperti cupric ammonium complexes, organic titanates, dan dichromates.  Gelasi ini biasanya dilakukan dengan menggunakan asam borat atau boraks.

Poly vinyl alcohol dapat diubah menjadi poly vinyl butyral yang banyak digunakan sebagai perekat interlayer pada laminasi kaca pengaman. Perekat ini diperlukan untuk menghasilkan ikatan  yang kuat sehingga ketika kaca patah tidak berhamburan yang berseiko menyebabkan cedera selain juga harus memiliki ketahanan yang tinggi terhadap degradasi cahaya.