聚乙烯醇纤维应用与研究进展
聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能分析及其应用
聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能分析及其应用混凝土是重要的建筑材料，具有可模塑性、可延展性和压缩强度等优点。
然而，混凝土在拉伸和弯曲方向上的强度和韧性相对较差，容易出现裂缝和破损。
为了解决这些问题，研究人员开始探索添加纤维增强混凝土，其中聚乙烯醇纤维是一种广泛应用的材料。
本文将对聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能进行分析，并探讨其在实际应用中的优缺点。
一、聚乙烯醇纤维增强混凝土的性能1.1 强度提高添加聚乙烯醇纤维可以显著提高混凝土的拉伸和弯曲强度。
由于混凝土中存在局部弱点和微裂缝，聚乙烯醇纤维在其上形成网状结构，从而增强混凝土的整体强度。
1.2 抗裂性能混凝土中出现裂缝主要是由于局部受到外力或内部温度变化所致。
添加聚乙烯醇纤维可以抑制混凝土内部的裂缝扩展，从而提高其抗裂性能。
1.3 韧性提高韧性是指材料在断裂前能够吸收的能量，是评价材料抗震性能的重要指标。
添加聚乙烯醇纤维可以提高混凝土的韧性，使其在发生外力作用时能够更好地承受一定的塑性变形，从而减轻了建筑物的震害程度。
1.4 降低收缩和渗透性混凝土中存在缩短、干缩和水泥胶体收缩等问题，这些问题容易导致混凝土的开裂和渗透。
添加聚乙烯醇纤维可以有效地减少混凝土收缩系数，从而减缓混凝土的变形和裂缝发生率。
二、聚乙烯醇纤维增强混凝土的应用2.1 地下水利工程地下水利工程施工亦常常会用到混凝土，而地下水中的水分会使混凝土吸水而导致渗漏。
添加聚乙烯醇纤维增强混凝土可以有效地改善其渗透性能，防止发生渗漏问题。
2.2 道路建设混凝土在道路建设中被广泛应用，而道路工程面临的气候和外力作用较大，需要具备较好的抗裂性能和韧性。
添加聚乙烯醇纤维可以增强混凝土的整体强度和韧性，从而提高其使用寿命和抗疲劳性能。
2.3 防护工程在一些防护工程中，如滨海公路、水利等重要建筑，在海水波浪冲刷、水蚀侵蚀等情况下，聚乙烯醇纤维增强混凝土可以减轻外力对建筑物的破坏程度，增强抵御自然侵蚀和环境变迁的能力。
高强高模聚乙烯醇纤维说明
高强高模聚乙烯醇纤维说明高强高模聚乙烯醇纤维简称（高强高模PV A纤维）是一种具有高抗拉强度、高杨氏模量、高耐碱性的合成纤维，该纤维是密度大、直径小，许多性能都优于其它合成纤维，同时对水泥、石膏等基材具有极强的亲和力。
一高强高模聚乙烯醇纤维的技术指标项目指标纤维直径(dtex) 2.0±2 （12±2μm）抗拉强度(cn/dtex) ≧ 11 (1428MPa)杨氏模量（cn/dtex）≧ 290 (37.9GPa)断裂伸度（%） 6～8密度（g/cm3） 1.3耐热水性（o C）≧ 104干热软化点（o C）≧ 216二不同有机纤维的物理力学性能三高强高模聚乙烯醇纤维应用我们只需要在水泥、石膏等基材中均匀加入0.3%～0.5%的高强高模聚乙烯醇纤维及少量的高分子聚合物，我们就可以有效的改变水泥、石膏等基材的脆性、消除这些基材在水化过程中产生的裂纹。
由于纤维的存在既消耗了能量又缓解了应力，阻止裂纹进一步发展，起到了阻断裂缝的作用，所以在水泥、石膏制品内掺入少量高强高模聚乙烯醇纤维，可以达到：1 提高基体的抗拉强度。
2 阻止基体原有缺陷裂缝的扩展，并延缓新裂缝的出现，提高耐水性、抗渗性、抗冻性。
3 提高基体的变形能力，从而改善其韧性和抗冲击能力。
由于参有高强高模聚乙烯醇纤维的基材可具有以上能力，所以可广泛应用于：1 大体积砂浆/混凝土浇筑2 工业及民用建筑的屋顶处理，地下室防水，内外墙薄抹灰砂浆3 粉体建材、抗裂砂浆、保温砂浆、粉刷石膏、粉刷腻子、嵌缝腻子4 道路、桥梁、高速公路的路面及护栏5 水坝、水池、停车场、飞机跑道及停机坪等混凝土浇筑。
6 隧道、矿井、地铁、边坡面等喷射混凝土7沿海滩涂、堤坝、盐碱地带、化工腐蚀场地。
8混凝土构件、欧式构件、城市艺术雕塑、预应力砼管、板材9轻质隔墙板、GRC板、保温板、装饰板、FC板。
聚乙烯醇PVA在各领域的应用
PVA自工业化生产以来，经过几十年的发展，其用途得到了极大的拓展，由最初的只用于维纶生产，逐步发展到用于纺织、造纸、建筑、化工、电子等行业，目前PVA新的用途仍在不断地被开发出来，PVA已经成为一个重要的、必不可少的材料。
同时，PVA作为“最生态友好产品”，在环保和安全方面也得到了广泛的重视和应用。
由于PVA具有许多优异的物理和化学性能，其在实际生产中具有十分广泛的用途，并且近些年得到了长足的发展，在各个新领域的应用开发如火如荼。
（1）织物及织物加工由于分子间的高黏着性，PVA具有良好的拉丝、成膜性，曾经奠定了PVA作为维纶纤维原料的地位。
用PVA 制造的维纶纤维可与棉、毛、黏胶纤维混纺或纯纺，用于衣着及篷布、帘子线、绳索等生产，是石棉的理想代用品。
近年开发的水溶性纤维具有水溶性、耐酸性、耐碱性、耐有机溶剂性以及良好的耐盐、耐化学药品性，可以根据需要在不同的水温中得以溶解，其废液经活性污泥处理后，完全降解而无公害，是一种极有应用前景、使用较广的环保材料。
水溶性纤维主要作为造纸原料、无纺布原料、生产水溶性纱线或与其它纤维混纺后织成高档纺织品，以及制作军工用品的纺织材料。
织物加工对PVA的需求量最大，使用范围大致如下：浆料——经纱浆、印染浆、织物整理；改性剂——织物树脂整理；黏合剂——毡和无纺布等的黏合剂。
在上述应用中作为经纱浆料用的比例最大。
PVA是一种能使经纱的抱合力，上浆纱强力、耐磨性、可挠性以及对大气条件变化的保护性等得以提高的一种理想的低成本经纱浆料。
国外PVA浆料上百种，主要区别在于醇解度和聚合度，最常用的是1799和1788。
（2）纸加工PVA在造纸工业中主要用于表面施胶剂、颜料黏合剂和打浆机添加剂等。
用PVA制作的纸张表面施胶剂，可增强纸品表面强度和内部张力、耐破裂度、耐折和耐磨强度，改善纸张的光泽及平滑性，提高纸张耐水性、耐油及耐有机溶剂性。
由于PVA水溶液对纸的黏合力强，成膜性好，可代替价格昂贵、容易腐败的干酪素制作颜料胶黏剂，涂布纸的白度和光泽度好，不易卷曲，成本低，因此在美术纸、工艺纸等高级纸方面有广泛的用途。
悬浮接枝共聚改性聚乙烯醇纤维的制备及应用
悬浮接枝共聚改性聚乙烯醇纤维的制备及应用悬浮接枝共聚改性聚乙烯醇纤维的制备及应用摘要：聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，简称PVA）是一种优良的合成纤维材料，广泛应用于纺织、医疗、食品等领域。
然而，优势也伴随着劣势，PVA纤维的亲水性和柔软性限制了其在一些领域的应用。
为了解决这个问题，人们通过悬浮接枝共聚改性的方法，对PVA纤维进行改性，改善其性能。
本文主要探讨了悬浮接枝共聚改性聚乙烯醇纤维的制备工艺和应用。
关键词：悬浮接枝共聚，改性，聚乙烯醇纤维，亲水性1. 引言聚乙烯醇纤维作为一种具有良好物理性质和化学稳定性的合成纤维材料，被广泛应用于纺织、医疗和食品等领域。
然而，PVA纤维的亲水性和柔软性限制了其在一些领域的应用。
因此，对PVA纤维进行改性成为一项重要的研究方向。
2. 悬浮接枝共聚改性的方法悬浮接枝共聚改性是对PVA纤维进行改性的一种有效方法。
该方法通过在PVA纤维表面接枝共聚一定的单体，改善其性能。
常用的改性单体有丙烯酸和丙烯酸酯类。
改性的具体过程包括悬浮聚合、接枝共聚和后处理等步骤。
其中，悬浮聚合是通过溶剂溶解PVA纤维，将单体分散在溶液中，再加入引发剂进行聚合反应。
接枝共聚是指将改性单体接枝到PVA纤维表面，使改性单体共聚到纤维上。
后处理是为了去除未反应的单体和引发剂残留。
3. 改性纤维性能的研究改性后的PVA纤维在界面活性剂、耐热性、耐酸碱性和拉伸性能等方面都有显著提升。
界面活性剂改性可以使纤维表面形成一层较为致密的涂层，提高其耐水性和抗污染性。
耐热性改良则能够使纤维在高温下保持稳定性，防止纤维熔化变形。
另外，改性后的纤维在耐酸碱性和拉伸性能方面也有一定的改善。
4. 悬浮接枝共聚改性聚乙烯醇纤维的应用悬浮接枝共聚改性后的PVA纤维在医疗、水处理和纺织等领域有广泛的应用前景。
在医疗领域，改性后的PVA纤维可以用于制备生物降解材料，如可降解缝线和医疗敷料。
在水处理领域，改性纤维可以用于制备高效吸附剂，用于水污染物的去除。
聚乙烯醇纤维是什么材料
聚乙烯醇纤维是什么材料聚乙烯醇纤维是一种新型的合成纤维材料，它具有许多优良的性能和广泛的应用前景。
聚乙烯醇纤维，又称PVA纤维，是以聚乙烯醇为原料，经过聚合、纺丝、拉伸等工艺制成的一种合成纤维。
它具有许多优良的性能，如高强度、高模量、耐热、耐寒、耐化学腐蚀等特点，因此在纺织、建筑、医疗、环保等领域有着广泛的应用。
首先，聚乙烯醇纤维具有优异的物理性能。
它的强度和模量都比较高，可以达到普通纤维的两倍以上，而且具有较好的柔韧性和弹性，不易断裂，因此在纺织行业中有着广泛的应用。
其次，PVA纤维具有良好的耐热性和耐寒性，可以在较高或较低的温度下保持稳定的性能，因此在建筑、交通等领域也有着重要的应用价值。
此外，聚乙烯醇纤维还具有良好的耐化学腐蚀性能，可以耐受酸、碱、盐等化学物质的侵蚀，因此在环保、医疗等领域也有着重要的应用前景。
除了以上的优良性能外，聚乙烯醇纤维还具有许多其他的优点。
首先，它具有良好的吸湿性和透气性，可以使皮肤保持干爽舒适，因此在纺织品中有着广泛的应用。
其次，PVA纤维具有良好的染色性能，可以与各种颜料充分结合，染色后色泽鲜艳持久。
另外，聚乙烯醇纤维还具有良好的阻燃性能和耐候性能，可以在恶劣的环境下保持稳定的性能，因此在建筑、交通等领域也有着广泛的应用。
综上所述，聚乙烯醇纤维是一种具有广泛应用前景的新型合成纤维材料，它具有优异的物理性能、耐热性、耐寒性、耐化学腐蚀性、吸湿性、透气性、染色性、阻燃性和耐候性等特点，因此在纺织、建筑、医疗、环保等领域都有着重要的应用价值。
随着科技的不断进步和人们对生活品质要求的提高，相信聚乙烯醇纤维将会有着更加广阔的发展空间，为人们的生活带来更多的便利和美好。
高强高模聚乙烯醇纤维的研究进展
单体合成 了高相对分子质量和 高立构规整度 的 ＰＡ Ｖ 。朝鲜科学家 Ｌｏ 等人＿ 采用新戊 酸乙烯 ｙｏ ２ 酯（ Ｐ） Ｖ ｉ为单体 ， 采用本体聚合法 ， 以紫外线照射 引发 ， 合成了高强高模 Ｐ Ａ纤维 ， Ｐ Ａ的聚合 Ｖ 其 Ｖ
度 （Ｐ 为 ７３０ ～１ ０ ， 构 规 整 度 约 为 ） ０ ８３０ 立 ６％ ， ４ 晶体 融化 温度 达 到 了 ２９ ， 种 方法 生 产 ４℃ 这 的 Ｐ Ａ纤 维 虽然 杂 质 少 ， Ｖ 纯度 较 高 ， 是 本体 聚 但
晶能力 ， 构规 整度 的聚合物 容易结 晶 ， 聚合 物 立 使 有 较高 的强 度 ， 耐溶剂 性和耐 化学腐 蚀性 也较好 。
共聚得到高强高模 Ｐ Ａ， Ｐ 约４００ 立构规整 Ｖ 其 ０ ， 度约 ５％ ， ８ 此方法的好处是合成 Ｐ Ａ的成本 比前 Ｖ
者 的较低 ， 且危 险 系数较低 ， 因此 后者 在工业 生产 上 具有 很 大 的 发 展 空 间 。而 我 国 工 业 上 生 产
备高相对分子质量和高立构规整度的 Ｐ Ａ是制 Ｖ
备高强高模 Ｐ Ａ纤维重要的环节 。 Ｖ
１ 高相对分 子质 量 Ｐ ＶＡ 的制备 目前 ， 内外 研 究 者采 用 不 同 的 聚合 方法 和 国
化生产高立构规整度的 Ｐ Ａ有很大的有利条件 。 Ｖ
Ｌｏ 等 用 Ｖ ｉ 单 体 ， 低 温 下 ， 过 悬 浮 聚 ｙｏ Ｐ作 在 通 合 、 液 聚 合 等 方 法 合 成 了高 相 对 分 子 质 量 的 溶 Ｐ Ａ， 得 到聚合 度为 １ ０ Ｖ 可 ５８０～１ ０ ， ７００ 立构规 整
收 稿 日期 ： ０６ １— ８ ２０ —０ ０ ；修 改 稿 收 到 日期 ：０７ ０ －２ ２ ０ —３２ 。
聚乙烯醇(PVA)新纤维研究与应用进展
聚乙烯醇（PVA）新纤维研究与应用进展赵兴 张兴祥* 张华天津工业大学功能纤维研究所， 天津（300160）摘要：回顾了PVA纤维的发展，综述了高强高模聚乙烯醇纤维、水溶性聚乙烯醇纤维、阻燃聚乙烯醇纤维、疏水性聚乙烯醇纤维等的制备方法和主要性能用途，并对聚乙烯醇纤维的发展做了展望。
关键词:高强高模 水溶性 阻燃 性能 应用1.引言我国早在50年代就有一些科研单位从事PVA和维纶的研究和开发工作，经过近半个世纪的发展，各相关企业不断采用新技术、新工艺，引进国外先进装置和改扩建，使我国PVA 及其纤维工业在产量、质量、科研、品种开发和用途开拓、节能降耗等方面都取得了很大的进展。
但在科研、品种开发和用途开拓等方面和国际先进水平还有不少差距。
聚乙烯醇（PVA）纤维的最初应用在于其性能与棉花相似，其强度、耐磨、耐晒、耐腐蚀性比棉花好，比重比棉花轻，吸湿率接近棉花。
当年，日本、朝鲜、中国等大力发展PVA 纤维的主要目的都是以解决人民的衣着问题为主[1，2]。
但是，随着使用性能更加优良的涤纶、锦纶和腈纶的崛起和后来居上，由于存在抗皱性差、尺寸不稳定、染色性差等缺点，使其在服用领域的应用受到限制。
目前，经过改性和新工艺生产的聚乙烯醇纤维越来越受到重视。
科研人员成功研制出了阻燃聚乙烯醇纤维、高强高模聚乙烯醇纤维、水溶性聚乙烯醇纤维等一批高性能的纤维新品种。
这大大提升了聚乙烯醇纤维在增强、渔业、包装等领域的使用性能并开辟了在医学及离子交换吸附等方面的应用。
聚乙烯醇纤维有了良好的发展前景。
2.高强高模聚乙烯醇纤维PVA是有潜力制得超高强纤维的柔性链聚合物之一，与根据PVA大分子主链键能理论的计算值相比，目前商品PVA纤维的最高强度仅为理论强度的10％，最高模量为理论极限值的30％[3]。
因此，寻找方法开发研究高强高模PVA纤维是可行的。
纤维断裂的微观机理，一般有分子链滑移和分子链断裂两种说法，其共同点是假设纤维中的分子链是沿纤维轴平行取向排列，应力在纤维横截面上均匀分布的。
聚乙烯醇纤维
聚乙烯醇纤维 • ---聚乙烯醇纤维概述 • ---聚乙烯醇的性质与制备 • ---聚乙烯醇纤维的生产 • ---聚乙烯醇纤维的应用与研究进展
聚乙烯醇纤维-概述
以聚乙烯醇为原料纺织的纤维。 聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol 缩写：PVA）由德 国化学家 Herrmann 和 Haehnee 于 1924 年合成并 纺制成纤维。 由于其具有水溶性，不能作服使用纤维。 日本化学家樱田一朗和朝鲜化学家李升基通过对 聚乙烯醇纤维热处理和缩甲醛化，于1939年获得 耐热水性良好的聚乙烯醇缩甲醛纤维。 1950年在日本实现了聚乙烯醇缩甲醛纤维的工业 化生产，商品名称维尼纶（ Vinylon ），中国称 之为维尼纶或维纶。
聚乙烯醇纤维-概述
1963年8月，我国从日本可乐丽公司引进年产1万
吨的维纶成套生产装置并在北京顺义建设北京维 尼纶厂。1965年投产。 1963年到1980年之间，我国先后建成14个维尼纶 厂，维纶年生产能力达到16.5万吨。 但由于维纶服用性差，1981年后产量逐年下降。 2000年以后产量逐步趋于稳定。 2003年全国维伦总产量3.26万吨。
– 纤维增强材料 可以作为塑料以及水泥、 陶瓷等的增强材料。特别是作为致癌物 质——石棉的代用品，制成的石棉板受 到建筑业的极大重视。 – 渔网 利用维纶断裂强度、耐冲击强度和 耐海水腐蚀等都比较好的长处，用其制 造各种类型的渔网、渔具、渔线。
聚乙烯醇纤维-概述
– 绳缆 维纶绳缆质轻、耐磨、不易扭结，
聚乙烯醇纤维-原料制备
• (2)乙烯法：乙烯法则以乙烯和醋酸为原料，以钯-
金为催化剂，醋酸钾或醋酸钠为助催化剂，活性 氧化铝或硅胶为载体，在100℃以上，加压下反 应制得醋乙烯。
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聚乙烯醇纤维应用与研究进展赵 兴 张兴祥(天津工业大学功能纤维研究所,天津 300160)[摘 要] 回顾了PVA纤维的发展,综述了高强高模聚乙烯醇纤维、水溶性浆乙烯醇纤维、阻燃聚乙烯醇纤维等的生产制备方法和主要性能用途,并对聚乙烯醇纤维的发展做了展望。
[关键词] 高强高模;水溶性;阻燃;性能;应用1 引言我国早在50年代就有一些科研单位从事PVA和维纶的研究和开发工作,经过近半个世纪的发展,各相关企业不断采用新技术、新工艺,引进国外先进装置和改扩建,使我国PVA及其纤维工业在产量、质量、科研、品种开发和用途开拓、节能降耗等方面都取得了很大的进展。
但在科研、品种开发和用途开拓等方面和国际先进水平还有不少差距。
聚乙烯醇(PVA)纤维的最初应用在于其性能与棉花相似,其强度、耐磨、耐晒、耐腐蚀性比棉花好,比重比棉花轻,吸湿率接近棉花。
当年,日本、朝鲜、中国等大力发展PVA 纤维的主要目的都是以解决人民的衣着问题为主[1,2]。
但是,随着使用性能更加优良的涤纶、锦纶和腈纶的崛起和后来居上,由于存在抗皱性差、尺寸不稳定、染色性差等缺点,使其在服用领域的应用受到限制。
目前,经过改性和新工艺生产的聚乙烯醇纤维越来越受到重视。
科研人员成功研制出了阻燃聚乙烯醇纤维、高强高模聚乙烯醇纤维、水溶性聚乙烯醇纤维等一批高性能的纤维新品种。
这大大提升了聚乙烯醇纤维在增强、渔业、包装等领域的使用性能并开辟了在医学及离子交换吸附等方面的应用。
聚乙烯醇纤维有了良好的发展前景。
2 高强高模聚乙烯醇纤维PVA是有潜力制得超高强纤维的柔性链聚合物之一,与根据PVA大分子主链键能理论的计算值相比,日前商品PVA纤维的最高强度仅为理论强度的10%,最高模量为理论极限值的30%[3]。
因此,寻找方法开发研究高强高模PVA纤维是可行的。
纤维断裂的微观机理,一般有分子链滑移和分子链断裂两种说法,其共同点是假设纤维中的分子链是沿纤维轴平行取向排列,应力在纤维横截面上均匀分布的。
所以,纤维的强度主要取决于纤维截面上大分子链数目、化学键能和链伸展的均匀性。
因此高分子量、分子链高度伸直取向和充分结晶,成为制造高强高模纤维的三个基本理论条件[4]。
2.1 高强高模PVA纤维制造方法纺丝是制造高强高模量PVA纤维的关键,因为只有结构均匀、分子间和分子内缠结少、低结晶或不结晶的初生纤维,才有好的可9拉伸性,从而进行高倍拉伸,使大分子充分取向和结晶,才可制成高强高模量纤维。
高强高模PVA纤维的成型,一般可采用湿法加硼纺丝、凝胶纺丝、直接醇解纺丝、相分离纺丝、交联纺丝等工艺技术。
湿法加硼纺丝是日本仓敷人造丝公司在20世纪60年代提出的,是较早被采用的制备高强高模PVA纤维的技术。
湿法加硼纺丝是在PVA溶液中加入硼酸作为交联剂,利用硼、钛、铜、钒等化合物,与PVA形成交联凝胶结构,从而抑制PVA分子内或分子间氢键的形成以及减少大分子缠结程度,抑制纺丝过程中大分子结晶,易于初生纤维的后拉伸。
国内在湿法加硼纺丝工艺方面也取得了很大进展,采用该技术制得的PVA强度、模量以及断裂伸长可达10～13cN/dtex、200～400cN/dtex和4%～9%[1]。
直接醇解纺丝是用PVAc直接喷丝,在纺丝浴中醇解成PVA纤维,然后进行再醇解,中和、水洗、热处理[5]。
凝胶纺丝法是目前制备高性能PVA纤维的一种较理想且易于工业化的方法。
凝胶纺丝法是在一定温度下,将PVA与有机溶剂配成纺丝原液,纺丝进入气体介质,经冷却浴冷却为凝胶体,使初生纤维中的大分子处于低缠结状态,经萃取后进行高倍热拉伸或不经萃取进行高倍热拉伸,从而得到高强高模PVA纤维。
这种方法的优点是可以加工分子量很大的聚合物,使得到的纤维中因大分子本身末端造成的缺陷大大减少。
此法常用溶剂有:DMSO、己二醇、丙三醇、萘,冷却液为石蜡油和十氢萘等。
日本可乐丽公司将高聚合度的PVA溶解在有机溶剂配制成纺丝溶液,纺丝成形后在另一有机溶剂浴中低温骤冷固化成凝胶原丝,然后经拉伸和热处理使纤维大分子高度取向和结晶,从而制得高强度的PVA纤维,并于1997年开始试销售商品名为“Kuralon -Ⅱ”的高强度PVA纤维,其强度约为15cN/dtex。
可乐丽公司将这种方法称为“溶剂湿法冷却凝胶纺丝”。
国内的科研机构和厂商也在积极地探索新的纺丝工艺,如东华大学与上海石化股份有限公司合作进行的高强高模PVA凝胶纺丝工艺等,并取得了一定的进展[1]。
2.2 高强高模PVA纤维的应用高强高模PVA纤维(维纶)由于其良好的亲水性、粘结性和抗冲击性以及加工中易于分散等性能,在工业、建筑等领域有着广泛的发展前途。
高强高模PVA纤维可以应用于建筑中混凝土的加强等方面,其用于增强水泥有很多优点[3,6,7,8]:(1)机械性能良好,可提高建筑材料的韧性和抗冲击强度:(2)耐酸碱性好,适用于各种等级的水泥;(3)分散性好,建筑材料表面可长时间保持光滑,且无剥落现象发生;(4)水泥板和水泥砖的弯曲温度和耐寒性能;(5)用量少(如PVA用量仅为石棉的1/5),因此制品的单位重量可有效减少,操作条件明显得到改善:(6)混凝土的透气性低,可阻止补强钢筋的腐蚀,因此混凝土不易风化、不易受气候影响。
高强高模PVA纤维还可以应用在玻璃纤维的替代上。
玻璃纤维具有较高的强度和模量,因此建筑轻质材料一般采用玻璃纤维做为增强材料,但是由于其耐碱性不够理想,因此弯曲强度会随时间的延长而下降。
此外,在施工中会刺激工作人员的皮肤并影响环保。
高强高模PVA纤维因具有独特性能,可以成为玻璃纤维在建材应用中的一个比较好的替代材料。
高强高模PVA纤维还可以用于橡胶增强材料或轮胎帘子线,还可以利用其高强拉伸及耐腐蚀等特性,用于生产渔网、绳索、帆布、传送带等。
3 水溶性PVA纤维01水溶性PVA纤维是维纶差别化纤维的一种。
日本是最早开发水溶纤维的国家,上个世纪60年代就投入了工业化生产,90年代日本可乐丽公司采用“溶剂湿法冷却凝胶纺丝法”制得水溶温度范围为5～90℃的“K -ⅡSS”聚乙烯醇水溶性纤维[9]。
我国开发水溶纤维最早的是北京维纶厂,产品于1985年通过鉴定。
其后各维纶厂相继开发水溶纤维。
湖南湘维有限公司于1991年开始研制水溶纤维,用D P1700～1800的PVA生产出90℃左右水溶的纤维,1994年通过省级鉴定,产品除内销外,还出口韩国、美国,创造了较好的经济效益[10]。
上海石化维纶厂1996年成功开发出70℃左右水溶的维纶并已开始批量生产,这些水溶纤维在溶解温度以下性能稳定,具有良好的白度、抱合力和抗静电性。
四川维尼纶厂与四川大学合作,采用干湿法和湿法凝胶纺丝技术制造的水溶纤维,是10℃、50℃、60℃和70℃等系列低温水溶纤维[11]。
水溶性PVA纤维可由常规湿法纺丝法、有机溶剂湿法纺丝、干湿法纺丝、干法纺丝、半熔融法纺丝等工艺来生产[12]。
目前,水溶性PVA纤维广泛应用在造纸、非织造织物开发、用即弃产品生产等领域。
水溶性PVA纤维也可用于传统纺织领域。
水溶纤维与羊毛混纺技术是日本可乐丽公司与国际羊毛局(IWS)在1993年共同开发利用的[13,14]。
该技术利用水溶性纤维的低温水溶性,以约10%～20%的比例和羊毛混合中进行混纺或交捻进行纺纱、织造,然后在染色、整理阶段将水溶性纤维溶解除去,其结果可以使羊毛支数提高20%左右,并增加羊毛纤维间的空隙,使羊毛织物轻量化、柔软化,更具蓬松性和保暖性。
由于PVA纤维的增强效果使羊毛的纺织生产工艺性得到提高,从而使羊毛的原料使用范围扩大。
水溶性PVA纤维还可以用于无捻织物的开发[11,13,14],可以制造无捻毛巾、浴巾、婴幼儿用品、宾馆用品、体育用品织物等。
普通织物中棉纱形成的茸毛被加捻,在后处理过程中茸毛变形、变硬致使吸水性变差。
采用将水溶性PVA纤维与其它单纱合股逆捻或包缠纱生产技术,其中用水溶性PVA纤维作为包缠纤维包缠短纤维纱条,织成织物后再溶去水溶性PVA纤维部分即可得到织物中纱线的无捻效果,这样获得的织物具有手感丰满、柔和,高吸水性等特点。
水溶性PVA纤维还可以应用于皱效应面料、桃绒毛面料、镂空面料等方面的生产。
今后还将有更多的应用领域被发掘出来,水溶性PVA纤维将获得更大的发展空间。
4 阻燃PVA纤维阻燃维纶又称维氯纶,维氯纶是阻燃PVA纤维中最主要的产品,日本于1968年试制成功,其化学名称又叫聚乙烯醇-氯乙烯接枝共聚纤维。
日本兴人公司制造的阻燃维纶商品名为柯泰伦(Cordelan)。
阻燃维纶的制造方法主要有三种[15,16],一种是先在低分子量聚乙烯醇的水溶液中,加入引发剂和氯乙烯单体,使氯乙烯在聚乙烯醇上发生接枝共聚。
反应终了可获得外观为青蓝色的半透明状液体,随后再混以适量常规聚乙烯醇的水溶液使之增稠。
用湿法进行纺丝,得到初生纤维后,经拉伸、热处理和缩醛化等加工得到成品纤维。
利用接枝共聚,然后共混制取阻燃维纶方法的优点是所得阻燃纤维具有永久性,燃烧时不熔融,纤维手感柔软,而且纤维成本低。
另一种是将聚乙烯醇和聚氯乙烯乳液混合后纺丝制备维氯纶纤维,天津工业大学开展了该方面的研究工作。
再一种是在常规聚乙烯醇中添加阻燃剂,常用的阻燃剂有磷酸铵、聚磷酸铵、聚磷酰胺、溴代磷酸酯、三氧化二锑等。
另外,还可以通过对普通PVA织物进11行阻燃整理来使织物获得阻燃性能。
其主要方法有两类:一类是刮胶法,常用的刮胶布主要是PVC刮胶布和PVC加阻燃剂的刮胶布;另一类是通过浸轧阻燃剂对维纶织物进行阻燃整理。
阻燃维纶具有燃烧无熔滴物,强力较高,防霉、防蛀等优点,可用于军工、消防、冶金、森林等部门。
5 研究新进展近年来,国内外聚乙烯醇纤维的研究日渐活跃,并取得了一定的成果[17-29]。
杨国成等人应用电纺丝技术(elect ro2 spinning technique)成功制得了具有对光反应变色性质的PVA/H4SiW12O40超细纤维聚集体(ultrafine fiber aggregates),并研究了H4SiW12O40组分含量的作用、该纤维集合体的照射时间及其对光反应变色的机理。
江雷研究小组在超疏水性纳米界面材料方面的研究又取得了突破性的进展,他们利用一种双亲性的高分子聚乙烯醇为原料,制备了具有超疏水性表面的纳米纤维。
曹惠等通过凝胶纺丝获得聚乙烯醇/乙烯—乙烯醇(PVA/EVO H)纤维,经拉伸可获得不同机械性能的纤维。
另外,在PVA中加入少量的EVO H可以提高拉伸倍数,适当的PVA/ EVO H配比及适当的拉伸倍数可获得机械性能较好的纤维。
四川大学徐僖等以丙烯腈与醋酸乙烯酯共聚后经水解制成丙烯腈一乙烯醇聚合物,并制成纤维。
薛华育等用不同聚合度聚乙烯醇与少量氯化钠盐混合物水溶液的静电纺丝,由于离子的作用可以使喷射流表面电荷密度增大,静电纺丝可得到比单纯聚乙烯醇更细的纳米纤维。