酢酸ビニル

概要

材料名酢酸ビニル
略記号VAc、VAM
英語名Vinyl Acetate、Vinyl Acetate Monomer
分類ビニル系モノマー、不飽和エステル、ポリ酢酸ビニル原料
化学式C4H6O2
主な用途ポリ酢酸ビニル、EVA、PVA、接着剤、塗料、エマルション樹脂、繊維処理剤

酢酸ビニルは、酢酸とビニル基を持つ不飽和エステルである。無色透明の揮発性液体であり、重合によりポリ酢酸ビニルを生成する。さらに、けん化によりポリビニルアルコール、エチレンとの共重合によりエチレン酢酸ビニル共重合体の原料となる。

特徴

  • 酢酸ビニルは、接着剤、塗料、エマルション樹脂、フィルム改質材などの基礎原料である。
  • ラジカル重合しやすく、ポリ酢酸ビニル、EVA、VAEエマルションなどに展開される。
  • 低沸点で揮発性があり、引火性液体として取り扱う必要がある。
  • 水にはわずかに溶け、アルコール、ケトン、エステル、芳香族溶剤には溶けやすい。
  • 熱、光、過酸化物などにより重合しやすいため、通常は重合禁止剤を含む。
長所
  • 重合反応性が高く、各種ビニル系樹脂の原料として使いやすい。
  • エマルション重合に適し、接着剤・塗料用途で広く使用される。
  • 共重合により柔軟性、接着性、透明性、耐水性などを調整しやすい。
短所
  • 引火点が低く、火気・静電気・高温を避ける必要がある。
  • 熱や光で重合しやすく、保存安定性に注意が必要である。
  • 酸、アルカリ、水分により加水分解する場合がある。
  • モノマーであり、成形材料として単独使用するものではない。
成形加工

酢酸ビニルはモノマーであるため、射出成形や押出成形の対象ではない。工業的には重合、共重合、エマルション化、けん化などにより樹脂材料へ変換して使用する。

加工方法適正主な内容
塊状重合○ポリ酢酸ビニル原料として使用する。
溶液重合○塗料、接着剤、樹脂溶液用途に適する。
乳化重合◎木工用接着剤、紙加工、繊維処理、VAEエマルションに使用する。
共重合◎エチレン、アクリル酸エステル、塩化ビニルなどとの共重合により性能を調整する。
けん化○ポリ酢酸ビニルをけん化し、ポリビニルアルコールを得る。

構造式

酢酸ビニルの構造式は、CH2=CH-O-CO-CH3で表される。ビニル基と酢酸エステル基を持つため、ラジカル重合により主鎖が炭素鎖のポリ酢酸ビニルを形成する。

CH2=CH-O-CO-CH3 酢酸ビニル

重合反応の基本式は以下である。

n CH2=CH-OCOCH3 → [-CH2-CH(OCOCH3)-]n

種類

種類の名称
名称分類特徴主な用途
酢酸ビニルモノマー単量体ポリ酢酸ビニル、EVA、PVAの基礎原料である。接着剤、塗料、エマルション樹脂
重合禁止剤入り酢酸ビニル安定化品ヒドロキノン系などの重合禁止剤を含み、保存安定性を高めたもの。工業原料、研究用試薬
高純度酢酸ビニル精製品不純物を低減し、重合制御性を高めたグレードである。特殊ポリマー、電子材料関連
EVA用酢酸ビニル共重合原料エチレンとの共重合に用い、柔軟性や透明性を付与する。EVA、フィルム、ホットメルト

代表的な物性値又は機械的性質

性質単位代表値備考
外観–無色透明液体甘いエステル臭を持つ。
分子量g/mol86.09C4H6O2
密度g/cm30.93〜0.9420℃付近の値である。
融点℃-93前後低温でも液体として扱われる。
沸点℃72〜73揮発性が高い。
引火点℃-8付近火気厳禁である。
発火温度℃385前後高温表面、火花、静電気に注意する。
爆発範囲vol%2.6〜13.4蒸気と空気で爆発性混合気を形成する。
水への溶解度g/100mL約220℃で水にわずかに溶ける。
蒸気圧kPa約11.720℃での代表値である。

耐薬品性

酢酸ビニルはモノマー液体であり、樹脂成形品の耐薬品性とは扱いが異なる。水にはわずかに溶け、アルコール、ケトン、エステル、芳香族溶剤に溶けやすい。酸、アルカリ、強酸化剤とは反応又は分解の可能性がある。

薬品・溶剤耐性備考
水△わずかに溶解し、長期接触では加水分解に注意する。
酸△〜×加水分解や反応の可能性がある。
アルカリ×けん化・加水分解を起こしやすい。
アルコール×よく混和又は溶解する。
ケトン×アセトン、MEKなどに溶けやすい。
エステル×酢酸エチルなどに溶けやすい。
芳香族溶剤×トルエン、ベンゼンなどに溶けやすい。
強酸化剤×激しく反応するおそれがある。

更に詳しくはプラスチックの耐薬品性一覧表を参照。

SP値（溶解度パラメータ）
項目SP値（δ）MPa1/2備考
酢酸ビニルモノマー18.0〜19.5エステル系・ケトン系・芳香族系溶剤に近く、相溶しやすい。
重合禁止剤入り酢酸ビニル18.0〜19.5重合禁止剤の影響は小さく、溶解性は標準品とほぼ同等である。
高純度酢酸ビニル18.2〜19.3重合制御性を重視する用途に用いられる。
酢酸ビニル系共重合原料18.0〜20.0共重合相手や処方により溶解性が変化する。
溶解性の目安
SP値差溶解性の目安備考
0〜2溶解・混和しやすい同系統のエステル、ケトン、芳香族溶剤では特に注意する。
2〜5一部溶解又は相溶温度、濃度、水分、安定剤により挙動が変化する。
5以上溶けにくいSP値差が大きくても、反応性がある薬品は別途注意する。
SP値から見た耐溶剤性
薬品・溶剤SP値（δ）MPa1/2SP値差評価備考
水47.9約29.4△SP値差は大きいが、少量溶解し、加水分解に注意する。
メタノール29.7約11.2△極性が高く、混和性や反応性を確認する必要がある。
エタノール26.0約7.5△溶解・希釈用途で扱われる場合がある。
IPA23.5約5.0△条件により相溶・膨潤的挙動を示す。
アセトン20.0約1.5×SP値が近く、よく溶ける。
MEK19.0約0.5×非常に相溶しやすい。
酢酸エチル18.6約0.1×同じエステル系であり、非常に溶けやすい。
トルエン18.2約0.3×芳香族溶剤に溶けやすい。
ヘキサン14.9約3.6△極性差はあるが、可燃性混合液として取り扱いに注意する。
水酸化ナトリウム水溶液47付近約28.5×SP値差ではなく、けん化・加水分解反応が問題となる。

◎：非常に良好　○：概ね良好　△：注意が必要　×：不適

※ 耐溶剤評価は、酢酸ビニルのSP値中央値（約18.5 MPa1/2）を基準とし、溶剤とのSP値差、相溶性、反応性、加水分解性、引火性を総合的に考慮した参考評価である。

特に注意が必要な溶剤・薬品
  • アセトン、MEK、酢酸エチル、トルエンなどは酢酸ビニルと相溶しやすい。
  • 酸、アルカリ、水分は加水分解や副反応の原因となる。
  • 強酸化剤は激しい反応のおそれがあるため混触を避ける。
  • 引火点が低いため、火気、静電気、スパーク、密閉空間での蒸気滞留に注意する。

製法

酢酸ビニルは、工業的には主にエチレン、酢酸、酸素を原料とし、パラジウム系触媒を用いた気相酸化反応により製造される。

CH2=CH2 + CH3COOH + 1/2O2 → CH2=CH-OCOCH3 + H2O

旧来法として、アセチレンと酢酸を反応させる方法もある。

CH≡CH + CH3COOH → CH2=CH-OCOCH3

詳細な利用用途

代表用途
工業用途
  • 木工用接着剤、紙管接着剤、包装用接着剤
  • 建築用エマルション、塗料、シーラー
  • ホットメルト接着剤、フィルム、フォーム材料
  • 繊維サイジング剤、不織布バインダー
  • 食品包装、太陽電池封止材、ラミネート材料の中間原料

関連材料との比較

比較材料違い選定ポイント
ポリ酢酸ビニル酢酸ビニルを重合した樹脂である。接着剤やエマルション樹脂として使用する場合はPVAcを選ぶ。
EVAエチレンと酢酸ビニルの共重合体である。柔軟性、透明性、低温特性が必要な場合に選ぶ。
ポリビニルアルコールPVAcをけん化して得られる水溶性樹脂である。水溶性、皮膜形成性、バリア性が必要な場合に選ぶ。
ポリ塩化ビニル塩化ビニルを重合した樹脂であり、酢酸ビニルとは構成元素と用途が異なる。耐薬品性、難燃性、成形品用途ではPVCを選ぶ。
アクリル酸エステルアクリル系樹脂の原料であり、耐候性や粘着性の調整に使われる。粘着剤や耐候性塗料ではアクリル系との比較が必要である。

代表的なメーカー

メーカー代表的な製品・商品名備考
クラレ酢酸ビニル、PVA関連製品ポリビニルアルコール、EVOH関連材料の大手である。
三菱ケミカルグループ酢酸ビニル系関連製品国内化学メーカーとして関連材料を展開する。
Wacker ChemieVAEエマルション、酢酸ビニル系製品建材、接着剤、塗料用途に展開する。
CelaneseVinyl Acetate Monomer酢酸ビニルモノマーの代表的な海外メーカーである。
LyondellBasellVinyl Acetate Monomer化学原料としてグローバルに供給する。

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