Le proprietà dell'alcol polivinilico (PVA) sono determinate dal suo grado di polimerizzazione (DP-spesso corrispondente al peso molecolare) e dal suo grado di idrolisi (DH-espresso come percentuale molare). I gradi di PVA commerciale sono generalmente designati da una combinazione di questi due parametri; ad esempio "PVA 17-88" indica un grado medio di polimerizzazione di circa 1.700 ed un grado di idrolisi dell'88%.
1. Struttura e classificazione
Grado di polimerizzazione (DP): classificato in diversi gradi: basso (20.000–35.000), medio (120.000–150.000), alto (170.000–220.000) e ultra-alto (250.000–300.000). All'aumentare del grado di polimerizzazione, la viscosità della soluzione, la forza filmante-e la resistenza ai solventi migliorano, mentre la solubilità diminuisce.
Grado di idrolisi (DH): le specifiche tipiche includono tre livelli principali: 78%, 88% e 98%. I gradi con un grado di idrolisi compreso tra il 78% e l'89% sono detti "parzialmente idrolizzati" e sono solubili in acqua fredda; i gradi superiori al 98% sono considerati "completamente idrolizzati" e richiedono il riscaldamento a temperature superiori a 85 gradi per dissolversi. Il grado di idrolisi è un fattore critico che influenza le prestazioni applicative del PVA; ad esempio, il PVA ad alta-idrolisi viene spesso utilizzato nella fabbricazione di pellicole e fibre.
2. Proprietà fisiche
Proprietà termiche: il punto di fusione è di circa 230 gradi. Al di sopra di 100 gradi, il PVA subisce gradualmente scolorimento e infragilimento; tra 160 gradi e 170 gradi si verificano disidratazione ed eterificazione, con conseguente perdita di solubilità in acqua; la decomposizione inizia a 200 gradi; e sopra i 250 gradi si formano polimeri contenenti doppi legami coniugati. Studi recenti hanno anche esplorato gli effetti dell’irradiazione a microonde e della temperatura sulle caratteristiche strutturali del PVA.
Proprietà ottiche ed elettriche: l'indice di rifrazione varia da 1,49 a 1,52. Il PVA mostra un'elevata resistività elettrica, generalmente compresa nell'intervallo (3,1–3,8) × 10⁷ Ω·cm. Incorporando nanocompositi tramite drogaggio, è possibile ottimizzare la banda proibita ottica e le proprietà ottiche lineari e non lineari del PVA, rendendolo adatto a varie applicazioni optoelettroniche.
Caratteristiche della soluzione: le proprietà delle soluzioni acquose di PVA sono fortemente influenzate dal grado specifico utilizzato. Le soluzioni con gradi di idrolisi elevati- (ad esempio PVA 17-99) tendono a gelificare a basse temperature. Inoltre le soluzioni di PVA sono altamente sensibili alla presenza di borace e acido borico; anche tracce di queste sostanze possono innescare una gelificazione irreversibile.
3. Proprietà chimiche
Le catene molecolari dell'alcol polivinilico sono ricche di gruppi idrossilici, mostrando la reattività tipica dei polioli; quindi, possono subire reazioni come esterificazione, eterificazione e acetalizzazione (ad esempio, la preparazione del polivinil butirrale [PVB] e del polivinil formale [PVFM]). Ad esempio, la preparazione del PVA modificato con carbossile- prevede la copolimerizzazione dell'acetato di vinile con acido acrilico, seguita da alcolisi, per produrre un prodotto PVA caratterizzato da un elevato grado di alcolisi, ma bassa cristallinità ed elevata solubilità in acqua. Il PVA possiede una buona resistenza alla luce e non è soggetto all'invecchiamento. È combustibile ed emette un odore caratteristico quando brucia.