聚乙烯醇的性质与制备

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聚乙烯醇是什么

聚乙烯醇是什么

聚乙烯醇是什么聚乙烯醇是一种重要的合成聚合物,具有广泛的应用领域。

它常常被用作工业生产中的添加剂和材料,具有良好的物理性质和化学稳定性。

本文将介绍聚乙烯醇的定义、结构、性质以及在不同领域的应用。

一、聚乙烯醇的定义和结构聚乙烯醇是一种由乙烯醇单体聚合而成的高分子化合物。

乙烯醇(C2H4O)是一种无色、可燃的液体,由水和乙烯氯(C2H4Cl)反应制得。

将乙烯醇进行聚合反应可以得到聚乙烯醇。

聚乙烯醇的结构可以简单表示为[-CH2CHOH-]n,其中n表示聚合度。

它是一种无色、无臭的固体,在常温下呈胶状或粉末状。

聚乙烯醇具有与水相似的溶解性,可在水中形成胶状物。

二、聚乙烯醇的物理性质1. 分子量:聚乙烯醇的分子量通常在数千到数百万之间,不同分子量的聚乙烯醇具有不同的性质和应用。

2. 溶解性:聚乙烯醇具有良好的溶解性,可在水中快速溶解形成胶状物。

此外,聚乙烯醇也可在许多有机溶剂中溶解,如甲醇、乙醇、甲酸等。

3. 热稳定性:聚乙烯醇具有较好的热稳定性,在高温下不易分解。

三、聚乙烯醇的化学性质1. 水解性:聚乙烯醇具有良好的水解性,可以与水反应生成乙烯醇单体。

这种水解反应可用于聚乙烯醇的分解和回收。

2. 氧化性:由于聚乙烯醇中含有大量的羟基官能团,因此它具有一定的氧化性。

它可以与氧气反应,形成羧酸等氧化产物。

3. 缩聚性:聚乙烯醇可以与一些化合物发生缩聚反应,生成聚合物复合物。

这种缩聚反应可用于制备聚合物材料。

四、聚乙烯醇的应用领域1. 纺织品工业:聚乙烯醇可以用作纺织品的涤纶纤维增强剂,提高纤维的强度和耐磨性。

2. 医药领域:聚乙烯醇可用于制备药品的包衣剂,控制药物的释放速度和改善口感。

3. 石油工业:聚乙烯醇可用作石油开采中的增稠剂,提高油田开采效率。

4. 化妆品工业:聚乙烯醇可以用作化妆品的粘度调节剂和保湿剂,增加产品的稠度和保湿性能。

5. 农业领域:聚乙烯醇可用作植物保护剂的添加剂,提高农作物的防病能力。

聚乙烯醇 结构式

聚乙烯醇 结构式

聚乙烯醇1. 聚乙烯醇的定义与结构聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)是一种由乙烯醇单体聚合而成的合成高分子材料。

它是一种无色无味的固体,可溶于水,并具有良好的粘性和可拉伸性。

聚乙烯醇的分子式为(C2H4O)n,其中n代表重复单元的数量。

聚乙烯醇的结构中存在大量的羟基(-OH)官能团,这使得它具有良好的亲水性和可溶性。

在聚合过程中,乙烯醇单体中的双键被断裂,形成羟基,并与其他乙烯醇分子发生缩合反应,形成聚乙烯醇链。

2. 聚乙烯醇的制备方法2.1 水解法聚乙烯醇可以通过对聚乙烯醚进行水解得到。

聚乙烯醚是由乙烯氧化得到的低聚物,经过酸碱催化剂的作用,可以将乙烯醚水解为聚乙烯醇。

2.2 乙烯醇的聚合法乙烯醇可以通过聚合反应制备聚乙烯醇。

聚合反应可以利用酸催化剂或过渡金属催化剂进行。

在酸催化剂存在下,乙烯醇分子中的双键被断裂,形成羟基,并与其他乙烯醇分子发生缩合反应,形成聚乙烯醇链。

3. 聚乙烯醇的性质3.1 物理性质聚乙烯醇是一种无色无味的固体,具有良好的溶解性。

它可以在常温下溶于水,并能形成胶体溶液。

聚乙烯醇的溶解度随着分子量的增加而降低。

3.2 化学性质聚乙烯醇具有较好的化学稳定性,但在一些特定条件下会发生化学反应。

例如,在酸性条件下,聚乙烯醇会发生酯化反应,形成醋酸乙烯酯。

在碱性条件下,聚乙烯醇会发生醚化反应,形成乙醚。

3.3 特殊性质聚乙烯醇具有良好的粘性和可拉伸性。

由于聚乙烯醇分子中含有大量的羟基官能团,使得聚乙烯醇具有较高的亲水性。

这使得聚乙烯醇在纺织、造纸、涂料等领域有着广泛的应用。

4. 聚乙烯醇的应用4.1 纺织品聚乙烯醇在纺织品中被广泛应用作为纺织助剂。

它可以增加纤维间的粘附力,并提高纤维的柔软性和延展性。

此外,聚乙烯醇还可以用作纺织品的涂层材料,提高纺织品的防水性和耐磨性。

4.2 造纸工业聚乙烯醇在造纸工业中被用作造纸助剂。

它可以增加纸张的强度和硬度,并提高纸张的抗张强度和抗撕裂性。

聚乙烯醇的应用(3篇)

聚乙烯醇的应用(3篇)

第1篇聚乙烯醇的应用摘要:聚乙烯醇(PVA)是一种重要的合成高分子材料,具有优良的物理化学性能,广泛应用于各个领域。

本文介绍了聚乙烯醇的合成方法、结构特点、性质及其在各个领域的应用,旨在为聚乙烯醇的研究和开发提供参考。

关键词:聚乙烯醇;合成;结构;性质;应用一、引言聚乙烯醇(PVA)是一种具有广泛用途的高分子材料,是由聚乙烯醇单体通过醇解反应得到的。

聚乙烯醇具有良好的溶解性、成膜性、生物相容性、可生物降解性等特性,因此在纺织、化工、医药、食品、建筑、环保等领域具有广泛的应用。

本文将详细介绍聚乙烯醇的合成方法、结构特点、性质及其在各个领域的应用。

二、聚乙烯醇的合成方法1. 醇解法:醇解法是聚乙烯醇合成的主要方法,通过将聚乙烯醇单体与醇解剂(如氢氧化钠、氢氧化钾等)反应,生成聚乙烯醇。

2. 烯醇聚合法:烯醇聚合法是另一种合成聚乙烯醇的方法,通过将聚乙烯醇单体在催化剂的作用下进行聚合反应,生成聚乙烯醇。

三、聚乙烯醇的结构特点1. 聚乙烯醇分子链上含有大量的羟基,使其具有良好的溶解性和成膜性。

2. 聚乙烯醇分子链的长度、分子量及其分布对聚乙烯醇的性能有较大影响。

3. 聚乙烯醇分子链的结晶度较低,有利于其在不同领域的应用。

四、聚乙烯醇的性质1. 溶解性:聚乙烯醇具有良好的溶解性,可在水、醇、酮等溶剂中溶解。

2. 成膜性:聚乙烯醇具有良好的成膜性,可制备薄膜、纤维等。

3. 生物相容性:聚乙烯醇具有良好的生物相容性,可应用于医用材料。

4. 可生物降解性:聚乙烯醇可生物降解,具有良好的环保性能。

5. 耐热性:聚乙烯醇具有一定的耐热性,可在一定温度下使用。

6. 耐化学性:聚乙烯醇具有良好的耐化学性,可应用于化工领域。

五、聚乙烯醇的应用1. 纺织领域:聚乙烯醇可用于制备纤维、薄膜、非织造布等,具有良好的柔软性、透气性、保暖性。

2. 化工领域:聚乙烯醇可用于制备胶粘剂、涂料、水处理剂等,具有良好的粘接性、耐水性、耐腐蚀性。

聚乙烯醇化学式

聚乙烯醇化学式

聚乙烯醇化学式聚乙烯醇化学式是C2H4O的多聚体,是一种重要的合成聚合物。

它通常被称为PVA或PVOH,是一种热塑性聚合物,具有多种应用。

聚乙烯醇的化学式为(C2H4O)n,其中n为它的聚合度。

它是由乙烯基醇单元组成的水溶性聚合物。

聚乙烯醇具有许多独特的性质,如高度的透明度、强度、柔韧性和耐水性。

这些性质使得它在许多领域都有广泛的应用。

聚乙烯醇是由乙烯基醇单元聚合而成的。

乙烯基醇是一种无色、透明的液体,它是一种弱酸,可以和碱反应生成盐。

聚乙烯醇可以通过两种不同的方法制备:醇解和酯化。

醇解法是将聚乙烯醇加入到水中,并加热搅拌,使其溶解。

然后将其过滤,并将其干燥。

这种方法可以制备高聚度的聚乙烯醇。

酯化法是将乙烯基醇与酸酐反应,生成聚乙烯醇酯。

然后将酯化产物加水,使其水解成聚乙烯醇。

这种方法可以制备低聚度的聚乙烯醇。

聚乙烯醇具有多种应用。

它是一种常见的粘合剂,可以用于纸张、纺织品、塑料、金属和木材等材料的粘合。

它还可以用作包装材料,如食品包装、医疗用品包装和化妆品包装。

此外,聚乙烯醇还可以用于涂料、墙纸、胶水、印刷油墨、防水剂、药物等领域。

聚乙烯醇还有一些其他的独特应用。

例如,它可以用作人工眼泪,因为它具有高度的黏度和与眼泪相似的化学性质。

它还可以用于制备光学薄膜和光学玻璃,因为它具有高透明度和低折射率。

总之,聚乙烯醇是一种重要的合成聚合物,具有多种应用。

它的化学式是(C2H4O)n,它是由乙烯基醇单元聚合而成的水溶性聚合物。

聚乙烯醇具有多种独特的性质,如高透明度、强度、柔韧性和耐水性。

这些性质使得它在许多领域都有广泛的应用,如粘合剂、包装材料、涂料、胶水、印刷油墨、防水剂、药物等。

聚乙烯醇124型分子量

聚乙烯醇124型分子量

聚乙烯醇124型分子量引言聚乙烯醇(P ol yv iny l Al co ho l,简称P V A)是一种重要的合成树脂,具有良好的可溶性和附着性,广泛应用于纺织、造纸、建筑、医药等领域。

聚乙烯醇根据其不同的分子量可以分为多个型号,其中124型分子量是其中之一。

本文将就聚乙烯醇124型分子量进行介绍,包括其基本性质、制备方法、应用领域等。

1.聚乙烯醇124型分子量的基本性质聚乙烯醇124型分子量具有以下的基本性质:分子量1.:聚乙烯醇124型的分子量一般在20,000至30,000之间,分子量较低,具有较高的水溶性。

溶解度2.:聚乙烯醇124型在水中具有良好的溶解性,可以形成透明的胶状物质。

热稳定性3.:聚乙烯醇124型在高温下会分解,因此在加工过程中需要注意控制温度。

机械性能4.:聚乙烯醇124型的机械性能相对较差,具有较低的拉伸强度和抗撕裂性能。

2.聚乙烯醇124型分子量的制备方法聚乙烯醇124型分子量的制备方法主要包括以下几种:聚合法1.:通过乙烯醇单体的聚合反应得到聚乙烯醇,再通过合适的分子量调控方法得到124型分子量的产物。

水解法2.:将聚乙烯醚等聚合物经过一定条件的水解得到聚乙烯醇,再通过分子量调控方法制备出124型分子量的产物。

降解法3.:将高分子量的聚乙烯醇经过一系列的降解处理,得到目标分子量为124的产物。

3.聚乙烯醇124型分子量的应用领域聚乙烯醇124型分子量由于其特定的性质,在许多领域都有广泛的应用,主要包括以下几个方面:纺织领域1.:聚乙烯醇124型可以作为纺织品的粘合剂,提高纤维的强度和耐久性。

造纸领域2.:聚乙烯醇124型可以用作造纸过程中的助剂,提高纸张的强度和柔韧性。

建筑领域3.:聚乙烯醇124型可以作为水泥和其他建筑材料的外加剂,提高其粘附力和耐水性。

医药领域4.:聚乙烯醇124型可以用作制备药物包衣剂、医疗敷料等医药材料,具有良好的生物相容性和溶解性。

结论聚乙烯醇124型分子量作为一种重要的合成树脂,具有良好的溶解性和附着性,在纺织、造纸、建筑、医药等领域都有广泛的应用。

聚乙烯醇的醇解度研究

聚乙烯醇的醇解度研究

聚乙烯醇的醇解度研究聚乙烯醇的醇解度研究聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,简称PVA)是一种重要的合成聚合物,具有优异的水溶性和胶凝性质,广泛应用于纺织、造纸、建筑、医药等领域。

在这篇文章中,我们将深入探讨聚乙烯醇的醇解度相关的研究进展,以帮助读者更全面、深刻地理解这一主题。

一、聚乙烯醇的基本特性1. 聚乙烯醇的结构和制备方法聚乙烯醇是由乙烯醇单体通过聚合反应而得到的线性聚合物。

其结构中含有大量的羟基官能团,这赋予了PVA良好的水溶性和与其他物质的相容性。

2. 聚乙烯醇的醇解度与重要性聚乙烯醇的醇解度是指它在水中的溶解性能,这与其分子量、羟基含量、结晶度等因素密切相关。

醇解度的大小直接影响到聚乙烯醇在不同领域的应用,因此对其进行研究具有重要意义。

二、影响聚乙烯醇醇解度的因素1. 分子量的影响聚乙烯醇的分子量是影响其醇解度的重要因素之一。

较低分子量的PVA通常具有较高的醇解度,因其分子链较短,易于在水中形成溶液。

2. 羟基含量的影响聚乙烯醇的羟基含量也对其醇解度有显著影响。

随着羟基含量的增加,聚乙烯醇的醇解度逐渐增大。

这是因为羟基与水分子之间会形成氢键,促进PVA分子在水中的溶解。

3. 结晶度的影响结晶度是聚乙烯醇分子链排列有序程度的指标。

结晶度高的PVA由于分子链的有序排列,难以在水中溶解,因此其醇解度较低。

而结晶度低的PVA则易于与水形成溶液。

三、聚乙烯醇醇解度的研究方法1. 溶液浓度法溶液浓度法是一种常用的研究聚乙烯醇醇解度的方法。

通过测定不同浓度的PVA溶液的透明度或粘度,可以推导出聚乙烯醇的醇解度。

2. 热分析法热分析法包括热重分析和差示扫描量热法,可以通过测定聚乙烯醇样品在升温过程中的质量变化或热量变化,获得其热溶解性能,从而间接推导出醇解度的信息。

3. 核磁共振波谱法核磁共振波谱法可以通过观察PVA样品在溶剂中的溶解行为,获得醇解度相关的信息。

通过测量溶剂信号的强度变化,可以得到聚乙烯醇分子在溶解过程中的动态变化。

聚乙烯醇的制备实验报告

聚乙烯醇的制备实验报告聚乙烯醇的制备实验报告引言:聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,简称PVA)是一种重要的合成高分子材料,具有优异的物理性质和化学稳定性。

它广泛应用于纺织、造纸、涂料、医药等领域。

本实验旨在通过合成聚乙烯醇的过程,深入了解其制备原理及实验操作。

实验目的:通过乙烯醇与硫酸的酯化反应,制备聚乙烯醇,并对其性质进行分析。

实验原理:聚乙烯醇的制备过程主要包括酯化反应和水解反应两个步骤。

首先,将乙烯醇与硫酸反应生成乙酸乙酯,然后通过水解反应将乙酸乙酯转化为聚乙烯醇。

实验步骤:1. 将一定量的乙烯醇溶液倒入烧杯中;2. 加入适量的硫酸溶液,并用玻璃棒搅拌均匀;3. 将反应混合物加热至沸腾,继续搅拌保持反应进行;4. 反应结束后,将溶液冷却至室温;5. 将得到的聚乙烯醇沉淀物用水洗涤,并过滤干燥;6. 对聚乙烯醇样品进行性质分析。

实验结果:经过实验操作,得到了一定量的聚乙烯醇样品。

通过对样品的分析,得到了以下结果:1. 外观:聚乙烯醇呈白色结晶状固体,无异味;2. 溶解性:聚乙烯醇在水中具有良好的溶解性,能迅速溶解形成均匀的溶液;3. 粘度:聚乙烯醇的粘度较高,具有较好的粘附性;4. 热稳定性:聚乙烯醇在高温下有一定的热稳定性,能够保持较好的性能。

实验讨论:通过实验操作,成功合成了一定量的聚乙烯醇,并对其性质进行了初步分析。

然而,实验中仍存在一些问题需要进一步讨论。

1. 反应温度:实验中反应温度选择了沸腾状态,但是否存在更适宜的反应温度仍需进一步研究;2. 反应时间:实验中反应时间选择了一定的持续时间,但是否存在更合适的反应时间需要进一步探讨;3. 聚乙烯醇的性质:实验中只对聚乙烯醇的外观、溶解性、粘度和热稳定性进行了初步分析,对其其他性质如力学性能、分子量分布等仍需进行更深入的研究。

结论:通过本实验,成功合成了一定量的聚乙烯醇,并对其性质进行了初步分析。

实验结果表明,聚乙烯醇具有良好的溶解性、粘附性和热稳定性。

聚乙烯醇结构

聚乙烯醇结构聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol,PVA)是一种重要的合成高分子材料,其结构与性质的研究一直是化学和材料科学领域的热点。

本文将从聚乙烯醇的结构、制备和性质三个方面进行探讨。

一、聚乙烯醇的结构聚乙烯醇是由乙烯基醇单体(C2H4O)n聚合而成的高分子化合物,其化学式为(C2H4O)n。

聚乙烯醇分子中含有大量的羟基(-OH)官能团,它们以氢键相互作用形成互相交错的晶格结构,从而赋予聚乙烯醇许多独特的性质。

聚乙烯醇的分子量范围很广,一般为1000~200000之间。

聚乙烯醇的结构可以分为两种形式:晶态和非晶态。

晶态聚乙烯醇的结构呈现出规则的晶格结构,而非晶态聚乙烯醇的结构则呈现出无规则的结构。

二、聚乙烯醇的制备聚乙烯醇的制备方法有多种,常见的有以下几种:1. 水解聚乙烯醇醋酸酯法该方法是将聚乙烯醇醋酸酯加入水中,经过水解反应得到聚乙烯醇。

该方法制备出的聚乙烯醇质量较高,但需要较长时间的反应,且需要使用酸催化剂。

2. 乙烯醇水解法该方法是将乙烯醇加入水中,在酸催化下进行水解反应得到聚乙烯醇。

该方法制备出的聚乙烯醇质量较高,但需要使用酸催化剂。

3. 乙烯氧化法该方法是将乙烯氧化为环氧乙烷,再将环氧乙烷加入水中,在碱催化下进行水解反应得到聚乙烯醇。

该方法制备出的聚乙烯醇质量较高,但需要使用碱催化剂。

三、聚乙烯醇的性质聚乙烯醇具有许多优良的性质,如可溶性、亲水性、生物相容性和生物可降解性等。

以下将对其性质进行详细介绍:1. 可溶性聚乙烯醇在水中具有良好的可溶性,可以形成透明的粘稠溶液。

随着聚乙烯醇分子量的增大,其溶解度逐渐降低。

2. 亲水性聚乙烯醇具有良好的亲水性,可以吸附水分子形成水合物。

这种水合物的形成可以增加聚乙烯醇的黏度和强度。

3. 生物相容性聚乙烯醇具有良好的生物相容性,可以在人体内被分解为无害的物质。

因此,聚乙烯醇被广泛应用于医药领域,如制备药物载体和组织工程支架等。

4. 生物可降解性聚乙烯醇可以被微生物降解,不会对环境造成污染。

聚乙烯醇的分类

欧洲及朝鲜等国家以天然气乙炔为主,我国 也有套生产装置采用该措施。
❖ [1] 聚乙烯醇旳生产概况及应用.豆礼梅、 刘 元虎精细化工原料及中间体 2023年 第9 期
❖ [2] 聚乙烯醇改性研究旳概况. 刘锋 张康助 王 晓洁.化学与黏合. 2006 年第 28 卷
❖ [3] PVA 复合材料旳研究进展. 张琳琳 2010 年1月
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OCOCH3
OCOCH3
❖ 3.聚乙烯醇旳制备旳反应式
-[ H2C─CH ]- n + CH3OH NaOH -[ H2C─CH ]- n + n CH3COOCH3
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OCOCH3
OH
4.聚乙烯醇旳制备途径
❖ ( 1) 乙烯直接合成法 ) 石油裂解乙烯直接合成
法。目前,国际上生产聚乙烯醇旳工艺路线以乙烯 法占主导 地位,其数量约占总生产能力旳 72%。 石油乙烯法旳工艺特点:生产规模较乙炔法大, 产
❖ [4]牟长荣.吴三华.马延贵聚乙烯醇生产技术 1988
❖ [5]王婧.苑会林.马沛岚.李军聚乙烯醇薄膜旳 生产及应用现状与展望[期刊论文]塑料 2005(02) 等
聚乙烯醇旳分类
❖ 按聚合度可分为超高聚合度(分子量25~30 万)、高聚合度(分子量17~22万),中聚 合度(分子量12~15万)和低聚合度(分子 量2.5~3.5万)。醇解度一般有完全醇解 (醇解度98~100%)、部分醇解(醇解度 87~89%)和醇解度78%三种。
聚乙烯醇旳性质
❖ 1.物理性质 ❖ 聚乙烯醇(PVA)其充填密度约0.20~0.48g/cm3,折射
❖ 2.化学性质
❖ 聚乙烯醇主链大分子上有大量仲羟基,在化 学性质方面有许多与纤维素相同之处。聚乙 烯醇可与多种酸、酸酐、酰氯等作用,生成 相应旳聚乙烯醇旳酯。但其反应能力低于一 般低分子醇类。

聚乙烯醇(PVA)水凝胶的制备及应用

常用的化学交联法包括:氧化还原体 系、光引发聚合、酶催化聚合等。
辐射交联法
辐射交联法是利用高能辐射如紫外光、 电子束等,使PVA分子链产生自由基或 交联点,从而形成水凝胶。这种方法具 有快速、高效、环保等优点。
常用的辐射交联法包括:UV光引发聚 合、电子束辐射交联等。
其他制备方法
在生物医学领域的应用
防雾剂
PVA水凝胶可以用于制备防雾剂,防止玻璃、塑料等表面的雾气形成。
在其他领域的应用
油墨和涂料
PVA水凝胶可以用于制备油墨和 涂料,提高其粘附性和稳定性。
化妆品
PVA水凝胶可以用于制备化妆品 ,增加其粘度和稳定性。
03 PVA水凝胶的未来发展与 挑战
提高水凝胶的性能
增强机械性能
通过改进制备工艺或添加增强剂, 提高PVA水凝胶的机械强度和耐 用性,使其能够承受更复杂的环 境条件。
药物输送
发挥PVA水凝胶的载药能力和生物相容性,用于药物控制释放和靶 向输送,提高药物的疗效和降低副作用。
环保领域
利用PVA水凝胶吸附和分离有害物质,处理工业废水、重金属离子 等环境污染物,为环保事业提供技术支持。
降低生产成本
优化原料来源
寻找低成本、可再生的原料替代品,降低PVA水 凝胶的生产成本,提高经济效益。
石油化工等领域。
02 PVA水凝胶的制备方法
物理交联法
物理交联法是通过物理作用力,如氢键、离子键、配位键等,将PVA分子链连接 在一起形成水凝胶。这种方法操作简单,无需使用化学试剂,但形成的凝胶强度 较低。
常用的物理交联法包括:冷冻-解冻法、热致相分离法、溶剂置换法等。
化学交联法
化学交联法是通过化学反应将PVA分 子链连接在一起形成水凝胶。这种方 法形成的凝胶强度较高,但需要使用 化学试剂,操作较为复杂。
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聚乙烯醇的性质与制备
一、聚乙烯醇的性质
1.物理性质
聚乙烯醇(PVA)其充填密度约0.20~0.48g/cm3,折射率为1.51~1.53。

聚乙烯醇的熔点难于直接测定,因为它在空气中的分解温度低于熔融温度。

用间接法测得其熔点在230℃左右。

不同立规程度的聚乙烯醇具有不同的熔点,其中S—PVA(间规)熔点最高,A—PVA(无规)次之,I—PVA(等规)最低。

聚乙烯醇的玻璃化温度约80℃。

玻璃化温度除与测定条件有关外,也与其结构有关。

例如,随聚乙烯醇间规度的提高,玻璃化温度略有提高。

聚乙烯醇中残存醋酸根量和含水量增加时,玻璃化温度都将随之降低。

2.化学性质
聚乙烯醇主链大分子上有大量仲羟基,在化学性质方面有许多与纤维素相似之处。

聚乙烯醇可与多种酸、酸酐、酰氯等作用,生成相应的聚乙烯醇的酯。

但其反应能力低于一般低分子醇类。

聚乙烯醇的醚化反应较酯化反应容易进行。

醚化反应后,聚乙烯醇分子间作用力有所减弱,制品的强度、软化点和亲水性等都有所降低。

在聚乙烯醇水溶液中加入少量硼酸,其粘度将明显增大,这种变化与介质的pH值关系密切。

当介质的pH值偏于碱性时,硼酸与聚乙烯醇发生分子间反应,使溶液粘度剧增,以致形成凝胶。

聚乙烯醇水溶液与氢氧化钠反应,其粘度增加的速度较之添加硼酸更快。

因此,可以利用氢氧化钠水溶液作为聚乙烯醇纺丝的凝固剂。

在酸性催化剂作用下,聚乙烯醇可与醛发生缩醛化反应。

缩醛化反应既可在均相中进行,也可在非均相中进行。

不过均相反应所得产物的缩醛化基团分布均匀,其缩醛化物的强度、弹性模量以及耐热性等都有所降低。

当进行非均相反应时,在控制适当的条件下,由于缩醛化基团分布不均匀,并主要发生在非晶区,故对生成物的力学性能影响不大,而耐热性还有所提高。

3.热性能
聚乙烯醇受热后发生软化(210~215℃),但在一般情况下,它在熔融前便分解。

聚乙烯醇在加热到140℃以下时不发生明显的变化,加热至180C以上时,
由碱法醇解得到的聚乙烯醇开始发生变化,大分子发生脱水,在长链上形成共轭双键,并使其色泽逐渐变深。

这时其物理性能也有变化,如原有的水溶性消失,弹性模量显著增大,并逐步变得硬而脆。

据推测,其时所发生的反应历程如图7-4所示。

聚乙烯醇长链分子中所含羰基数量越多,上述反应就进行得越快。

因为羰基的强电负性对α-碳原子上的氢具有强烈影响,使之比一般碳原子上的氢活泼,所以双键的形成总是从含有α-氢原子的链节开始。

随着聚乙烯醇长链分子中所含共轭双键的增长,它的颜色越来越深,柔性相应变小,刚性则随之增加。

其时碱性(OH—)对于上述反应是一个明显的促进因素。

再进一步加热,聚乙烯醇将不仅发生脱水反应,还将发生大分子主链的断裂,使平均相对分子质量下降,同时生成各种带醛基的低分子物,如乙醛、巴豆醛、苯甲醛等。

研究表明,聚乙烯醇的热裂解分两步进行。

第一步约发生在200℃左右,主要为脱水;第二步约发生在260~280℃,其时将使大分子的主链断裂。

这两步过程的活化能分别为37.2kJ/mol和46.2kJ/mol。

二、醋酸乙烯的聚合
由于游离态的乙烯醇极不稳定,不能单独存在,所以要获得具有实用价值的聚乙烯醇,通常以醋酸乙烯为单体进行聚合,进而醇解或水解制成聚乙烯醇。

1.醋酸乙烯制备
目前醋酸乙烯的合成主要有乙炔法和乙烯法。

(1)乙炔法:乙炔法是以乙炔和醋酸为原料,在200℃左右,常压下以气相通到
以活性炭等为载体的催化剂醋酸锌上反应制得醋酸乙烯。

根据乙炔来源的不同,乙炔法又可进一步分为电石乙炔法和天然气乙炔法。

①电石乙炔法:电石的主要成分为碳化钙(CaC 2),电石由石灰石和焦炭在电
炉中经高温熔融而得。

碳化钙与水作用生成乙炔。

CaC 2 + H 2O —→ HC ≡CH +Ca(OH)2
电石乙炔法生产电石电能消耗量大,生产成本高;另外,该法还产生大量废渣,处理困难。

②天然气乙炔法:天然气的主要成分是甲烷(CH 4),甲烷在高温下(1300~
1500℃)和氧不足的条件下燃烧时所放出的热量供甲烷发生裂解而生成乙炔。

2CH 4 —→ HC ≡CH + 3H 2
由于天然气乙炔法原料甲烷的来源较广,生产成本较电石乙炔法低,生产技术日益提高,因此是目前发展乙炔生产的方向。

(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,加压下反应制得醋酸乙烯。

以上所得醋酸乙烯是一种无色透明液体,易流动,挥发性强,略有毒性,对人体皮肤和眼睛有刺激作用,微溶于水,溶于甲醇、乙醇和乙醚等普通有机溶剂。

早年以电石乙炔法生产醋酸乙烯为主。

20世纪70年代以来随着石油工业的发展,醋酸乙烯的合成由电石乙炔法逐渐转向乙烯法和天然气乙炔法。

但近年由于石油危机的不断出现,原油价格不断上涨,人们又重新评价电石乙炔法在化学
工业中的地位。

世界上水力资源和煤储量丰富的国家又开始注重和恢复电石乙炔法的生产。

2.醋酸乙烯聚合
在紫外线、γ射线、X 射线等作用下,醋酸乙烯容易发生自由基型聚合反应。

十分纯净的醋酸乙烯在无氧情况下仅靠加热不会发生聚合。

在引发剂作用下,醋酸乙烯能在较缓和的条件下发生聚合。

根据聚醋酸乙烯的不同用途,工业上醋酸乙烯聚合的实施方法有很多种。

用于制造聚乙烯醇纤维使用的聚醋酸乙烯,通常是以甲醇为溶剂采用溶剂聚合法制得。

其主反应式为:
主要副反应为:
图7-l 为醋酸乙烯溶液聚合工艺流程示意图。

精制的醋酸乙烯(VAC)和甲醇按一定配比经计量泵和换热器进入第一聚合釜,同时加入一定量的引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)甲醇溶液。

单体在第一聚合釜中转化率约40%,然后在第二聚合釜中达到50
%左右。

聚合后的物料用泵从第二聚合釜中送出,用甲醇稀释后进入脱单体塔。

由塔釜流出聚醋酸乙烯的甲醇溶液,可用于醇解以制取聚乙烯醇,塔顶引出的醋酸乙烯和甲醇混合物,进行分离回收。

图7-1 醋酸乙烯溶液聚合工艺流程示意图
1-引发剂配制槽 2-引发剂贮槽 3-计量泵 4-换热器 5-第一聚合釜 6.8-冷凝器 n H 2C=CH ─→ -[ H 2C ─CH ]-n + 89kJ /mol
| | OCOCH 3 OCOCH 3
H 2C ═CH + CH 3OH ─→ CH 3COOCH 3 + CH 3CHO
│ OCOCH 3
H 2C ═CH + H 2O ─→ CH 3COOH + CH 3CHO
│ OCOCH 3
7.10- 泵 9-第二聚合釜 11-脱单体塔 12-醋酸乙烯-甲醇分离塔 13-沉析槽
三、聚乙烯醇的制备
目前生产成纤用聚乙烯醇都是将聚醋酸乙烯在甲醇或氢氧化钠作用下进行醇解反应而得。

当反应体系含水较多时,副反应明显加速,反应中消耗的催化剂量也随之增加。

在工业生产中,根据醇解反应体系中所含水分或碱催化剂用量的多少,分为高碱醇解法和低碱醇解法两种不同的生产工艺。

1.高碱醇解法
高碱醇解法的反应体系中含水量约6%,每摩尔聚醋酸乙烯链节需加碱0.1~0.2
摩尔左右。

氢氧化钠是以水溶液的形式加入的,所以此法也称湿法醇解。

该法的特点是醇解反应速度快,设备生产能力大,但副反应较多,碱催化剂耗量也较多,醇解残液的回收比较复杂。

图7-2是高碱醇解法的工艺流程图。

用于醇解的聚醋酸乙烯甲醇溶液经预热至45~48℃后,与350g /L 的氢氧化钠水溶液由泵送入混合机,经充分混合后,送入醇解机中。

醇解后,生成块状的聚乙烯醇,再经粉碎和挤压,使聚乙烯醇与醇解残液分离。

所得固体物料经进一步粉碎、干燥得到所需聚乙烯醇。

压榨所得残液和从干燥机导出的蒸汽合并后,送往回收工段回收甲醇和醋酸。

图7-2 高碱醇解法工艺流程示意图
1-碱液贮槽2,3,6,21-泵4-混合机5-树脂中间槽7-树脂调温槽
8-醇解机9,10,14-粉碎机11-输送机12-挤压机13-沉析槽15-干
燥机16,17-出料输送机18-甲醇冷凝器19-真空泵20-过滤机2.低碱醇解法
低碱醇解法中每摩尔聚醋酸乙烯链节仅加碱0.0l~0.02摩尔。

醇解过程中,碱以甲醇溶液的形式加入。

反应体系中水含量控制在0.1%~0.3%以下,因此也将此法称为干法醇解。

该方法的最大特点是副反应少。

醇解残液的回收比较简单,但反应速度较慢,物料在醇解机中的停留时间较长。

图7-3是低碱醇解法的工艺流程图。

其工艺与高碱醇解法相似。

将预热40~45℃的聚醋酸乙烯甲醇溶液和氢氧化钠的甲醇溶液分别由泵送至混合机。

混合后的物料被送至皮带醇解机的传送带上,于静置状态下,经过一定时间使醇解反应完成,随后块状聚乙烯醇从皮带机的尾部下落,经粉碎后投入洗涤釜用脱除醋酸钠的甲醇液洗涤,然后投入中间槽,再送入分离机进行固-液相连续分离。

所得固体经干燥后即为所需聚乙烯醇,残液送去回收。

图7-3 低碱醇解法工艺流程示意图
1-碱液调配槽2-树脂中间槽3,4-泵5-混合机
6-皮带醇解机7,8-粉碎机9-洗涤釜10-中间槽
11-蒸发机12-连续式固-液分离机13-干燥机。

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