聚乙烯醇的特性及應(yīng)用
聚乙烯醇,簡稱PVA。分子式:(C2H4O)n 。由聚乙酸乙烯酯經(jīng)皂化而成的高分子有機(jī)化合物。聚乙烯醇是一種白色粉末狀、片狀或絮狀固體,玻璃轉(zhuǎn)化溫度60~85℃。聚乙烯醇含有許多醇基,具有極性,且可與水形成氫鍵,故能溶于極性的水;也可溶于熱的含羥基溶劑如甘油、苯酚等,不溶于甲醇、苯、丙酮、汽油等一般有機(jī)溶劑。主要用于制造聚乙烯醇縮醛、耐汽油管道和維尼綸纖維;也用作臨時(shí)保護(hù)用的薄膜、織物、皮革等的膠粘劑,裝訂用的膠料,織物的上漿劑,乳化劑和保護(hù)膠體等。
聚乙烯醇是一種不由單體聚合而通過聚醋酸乙烯酯水解得到的水溶性聚合物,簡稱。白色片狀、絮狀或粉末狀固體,無味。聚乙烯醇的物理性質(zhì)受化學(xué)結(jié)構(gòu)、醇解度、聚合度的影響。在聚乙烯醇分子中存在著兩種化學(xué)結(jié)構(gòu),即1,3和1,2乙二醇結(jié)構(gòu),但主要的結(jié)構(gòu)是1,3乙二醇結(jié)構(gòu),即“頭·尾”結(jié)構(gòu) 。
聚乙烯醇的相對(duì)密度(25℃/4℃)1.27~1.31(固體)、1.02(10%溶液),熔點(diǎn)230 ℃,玻璃化溫度75~85℃,在空氣中加熱至100℃以上慢慢變色、脆化。加熱至160~170℃脫水醚化,失去溶解性,加熱到200 ℃開始分解。超過250℃變成含有共軛雙鍵的聚合物。折射率1. 49~1. 52,熱導(dǎo)率0.2w/(m·K),比熱容1~5J/(kg·K),電阻率(3.1~3. 8)×107Ω·cm。溶于水,為了完全溶解一般需加熱到65~75℃。不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。微溶于二甲基亞砜。120~l50℃可溶于甘油。但冷至室溫時(shí)成為膠凍。溶解聚乙烯醇應(yīng)先將物料在攪拌下加入室溫水中。分散均勻后再升溫加速溶解,這樣可以防止結(jié)塊,影響溶解速度。聚乙烯醇水溶液(5%)對(duì)硼砂、硼酸很敏感,易引起凝膠化,當(dāng)硼砂達(dá)到溶液質(zhì)量的1%時(shí),就會(huì)產(chǎn)生不可逆的凝胺化。鉻酸鹽、重鉻酸鹽、高錳酸鹽也能使聚乙烯醇凝膠。
聚乙烯醇,由醇解制得的一種水溶性,分子主鏈含―CH―CH(OH)―基團(tuán),可根據(jù)聚合度和醇解度的不同分為多類工業(yè)產(chǎn)品。按聚合度分:可分為聚合度(分子量25~30萬)、高聚合度(分子量17~22萬),中聚合度(分子量12~15萬)和低聚合度(分子量2.5~3.5萬)。
按醇解度分:可分為完全醇解(醇解度98~100%)、部分醇解(醇解度87~89%)和醇解度78%三種。
聚合度和醇解度較高的聚乙烯醇是聚乙烯醇縮甲醛纖維的主要原料。隨著醇解度加大,其在水中溶解度則明顯下降。聚乙烯醇,產(chǎn)品牌號(hào)中一般將聚合度的千、百位數(shù)字放在前面,醇解度放在后面,例如聚乙烯醇17-99即表示聚合度為1700,醇解度為99%。一般來說,聚合度增大,水溶液粘度增大,成膜后的強(qiáng)度和耐溶劑性提高,但水中溶解性、成膜后伸長率下降。
PVA l7-88水溶液在室溫下隨時(shí)間粘度逐漸增大。但濃度為8%時(shí)的粘度是穩(wěn)定的,與時(shí)間無關(guān),屆特殊現(xiàn)象c聚乙烯醇成膜性好,對(duì)除水蒸氣和氨以外的許多氣體有高度的不適氣性。耐光性好,不受光照影響。通明火時(shí)可燃燒,有特殊氣味。水溶液在貯存時(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)毒變。,對(duì)人體皮膚無性。
用作聚醋酸乙烯乳液聚合的乳化穩(wěn)定劑。用于制造水溶性膠粘劑。用作淀粉膠粘劑的改性劑。還可用于制備感光膠和耐苯類溶劑的密封膠。也用作脫模劑,分散劑等。貯存于陰涼、干燥的庫房內(nèi).防潮,防火。
聚乙烯醇17-92簡稱PVAl 7-92,白色顆?;蚍勰睢R兹苡谒?,溶解溫度75~80℃。其他性能基本與PVA17-88相同。用作乳液聚合的乳化穩(wěn)定劑。用于制造水溶性膠粘劑。貯存于陰涼、干燥的庫房內(nèi),防火、防潮。
聚乙烯醇17-99又稱漿紗樹脂(Sizing resin),簡稱PVAl7-99。白色或微黃色粉末或絮狀物固體。玻璃化溫度85℃,皂化值3~12mgKOH/g。溶于90~95℃的熱水,幾乎不溶于冷水。濃度大于l0%的水溶液,在室溫下就會(huì)凝膠成凍,高溫下會(huì)變稀恢復(fù)流動(dòng)性。為使粘度穩(wěn)定,可于溶液中加入適量的硫氰酸鈉,硫氰酸鈣、苯酚、丁醇等粘度穩(wěn)定劑。PvAl7-99溶液對(duì)傭砂引起凝膠比PvAl7、88更敏感,溶液質(zhì)量的0.1%的硼砂就會(huì)使5%PVAl7-99水溶液凝膠化,而引起同樣濃度PVA 17-88水溶液凝膠化的硼砂量則需1%。
對(duì)于相同濃度、相同醇解度的聚乙烯醇水溶液,硼砂比硼酸更易發(fā)生凝膠。PVAl7-99比PVAl7-88對(duì)苯類、氯代烴、酯、酮、醚、烴等溶劑的耐受能力更強(qiáng)。加熱至100℃以上逐漸變色,150℃以上時(shí)很快變色,200℃以上時(shí)將分解。聚乙烯醇加熱時(shí)變色的性質(zhì)可以通過加入0.5%~3%的硼酸而得到抑制。耐光性好,不受光照的影響。具有長鏈多元醇的酯化、醚化、縮醛化等化學(xué)反應(yīng)性。通明火會(huì)燃燒,有特殊氣味。,對(duì)人體皮膚無性。
聚乙烯醇17-99B主要用于制造高粘度聚乙烯醇縮丁醛。廣泛用作漿紗料的分散劑等。其他類型的17-99用作聚醋酸乙烯乳液聚合的乳化穩(wěn)定劑,但效果不如17-88,一般是將l7-99與17-88混合使用。17-99用于制造聚乙烯醇縮甲醛水溶液(主要是l07建筑膠)。17-99還用于制備耐苯類溶劑的密封膠。貯存于陰涼、干燥的庫房內(nèi),防潮、防火。
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