聚乙烯醇胶的改性及性能测试
聚乙烯醇PVA快速溶解与检验方法
聚乙烯醇PVA快速溶解与检验方法聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，PVA）是一种具有水溶性的高分子聚合物，常用于各种工业领域，如纺织、造纸、包装等。
在这些应用中，快速溶解和检验PVA的性质非常重要。
聚乙烯醇的快速溶解是指在短时间内使PVA完全溶解于水中。
以下是一些常用的方法来实现PVA的快速溶解：1.提高溶解温度：增加溶解温度可以加快PVA的溶解速度。
通常，将水加热至80-90°C左右，可以使PVA在几分钟内完全溶解。
2.搅拌加热：通过搅拌可以加速PVA分子与水分子的接触。
可以在加热的同时进行搅拌，以加快PVA的溶解速度。
3.使用气泡混合器：气泡混合器是一种高效的溶解装置，通过将空气注入到水中，形成大量气泡并与PVA接触，从而加快溶解速度。
4.使用溶解剂：在一些情况下，可以使用适当的溶解剂来加快PVA的溶解速度。
一些常用的溶解剂包括甲醇、丙酮和乙醇等。
PVA的检验方法主要包括以下几个方面：1.粘度测定：粘度是评价PVA的质量和性能的重要指标。
可以使用旋转粘度计进行测定。
通过调整测定温度和测定浓度，可以获得不同条件下的粘度值。
2.组件分析：组分分析可以用来确定PVA中不同单体的含量。
常见的组分分析方法有红外光谱分析、核磁共振分析和质谱分析等。
3.分子量测定：PVA的分子量对其性能有很大的影响。
常用的测定方法有凝胶渗透色谱法（GPC）和分子量分布测定等。
4.溶解性测试：通过溶解PVA样品于水中观察其溶解度，可以获得PVA的溶解性能。
可以通过目测或测定残留物的方式进行判断。
5.密度测定：聚乙烯醇的密度可以通过测量PVA药片的质量和体积来计算得出。
总之，聚乙烯醇PVA的快速溶解和检验方法对于应用于各种工业领域非常重要。
通过采用适当的溶解方法和合适的检验方法，可以确保PVA的质量和性能，以满足所需的应用要求。
PVA对骨胶胶膜结构及性能的影响
PVA对骨胶胶膜结构及性能的影响苏秀霞;崔明;刘静【摘要】在前期改性的基础上,利用聚乙烯醇（PVA）良好的成膜性,制得PVA改性液态骨胶.研究了PVA用量对改性骨胶胶黏剂凝固点、黏度、耐水性以及力学性能的影响;采用红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、热重分析仪（TGA）、环境扫描电子显微镜（ESEM）等对胶膜改性前后的结构及性能进行了表征.结果表明：当V（蒸馏水）=30mL、m（PVA）=0.3g、m（硫氰酸铵）=9.69g、V（甲醇）=5 mL、m（苯甲酸钠）=0.1g、m （骨胶）=25g、m（氯化铝）=0.82g时,制得的骨胶胶液凝固点较低且黏度较高;随着PVA用量的增加,改性胶膜的拉伸强度呈逐渐上升的趋势,而断裂伸长率逐渐下降;PVA的加入改善了骨胶胶膜的柔韧性,对骨胶胶膜的热稳定性和耐水性影响较小.【期刊名称】《陕西科技大学学报》【年(卷),期】2017(035)004【总页数】7页(P72-78)【关键词】骨胶聚乙烯醇骨胶胶膜力学性能【作者】苏秀霞;崔明;刘静【作者单位】陕西科技大学化学与化工学院,陕西西安710021;陕西科技大学化学与化工学院,陕西西安710021;陕西科技大学化学与化工学院,陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】TQ431.5PVA对骨胶胶膜结构及性能的影响苏秀霞，崔明，刘静(陕西科技大学化学与化工学院，陕西西安 710021)摘要：在前期改性的基础上，利用聚乙烯醇(PVA)良好的成膜性，制得PVA改性液态骨胶.研究了PVA用量对改性骨胶胶黏剂凝固点、黏度、耐水性以及力学性能的影响；采用红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、环境扫描电子显微镜(ESEM)等对胶膜改性前后的结构及性能进行了表征.结果表明：当V(蒸馏水)=30 mL、m(PVA)=0.3 g、m(硫氰酸铵)=9.69 g、V(甲醇)=5 mL、m(苯甲酸钠)=0.1 g、m(骨胶)=25 g、m(氯化铝)=0.82 g时，制得的骨胶胶液凝固点较低且黏度较高；随着PVA用量的增加，改性胶膜的拉伸强度呈逐渐上升的趋势，而断裂伸长率逐渐下降；PVA的加入改善了骨胶胶膜的柔韧性，对骨胶胶膜的热稳定性和耐水性影响较小.关键词：骨胶；聚乙烯醇；骨胶胶膜；力学性能0 引言骨胶是一种由多肽链组成的蛋白质结构高分子物质，广泛用于印刷业、木材加工业、造纸和纺织工业等方面，具有黏结性好，强度高，干燥快，黏结定型好，无毒无污染且价格低廉等优点.由于骨胶凝固点高，易凝胶，在使用过程中，往往需要加热溶解，给使用者带来了不便；同时存在耐水性差，胶膜韧性差等缺点，极大的限制了骨胶的发展[1-4].聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，简称PVA)，一种具有无毒、良好的成膜性、很好的粘结性、生物相容性和力学性能等特点的高分子聚合物.PVA的使用范围广泛，可用在生产制造涂料、乳化剂、胶黏剂、纺织品、纸品加工剂和塑料薄膜等方面[5-7].骨胶的改性借鉴海洋贻贝的粘接机理，通过骨胶中的活性基团与金属离子配位，改善骨胶的性能.为了减缓骨胶分子的内聚趋势，降低骨胶凝固点，向胶液中加入防凝剂、防冻剂，使胶液在常温下保持液态，减少工艺流程，方便使用[8-11].本研究利用PVA良好的成膜性，在前期改性基础上，通过加入PVA改善骨胶胶膜的柔韧性，而且金属离子也可以与PVA中的亲水基团羟基发生配位反应，通过化学交联，形成交联的网状结构，可以提高骨胶胶膜的力学性能和耐水性.将改性后制得的胶膜采用红外光谱仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、环境扫描电子显微镜以及万能试验机进行表征和研究.1 实验部分1.1 药剂与仪器(1)主要药剂：骨胶，工业级，河北沧州学洋明胶有限公司；甲醇，分析纯，天津市富宇精细化工有限公司；硫氰酸铵，分析纯，天津市耀华化工厂；苯甲酸钠，分析纯，天津市天达净化材料精细化工厂；氯化铝，分析纯，天津市津北精细化工有限公司；聚乙烯醇，工业级，天津市福晨化学试剂厂.(2)主要仪器：101A-1型电热鼓风干燥箱，北京科伟永兴仪器有限公司；可控温冰箱，合肥美菱股份有限公司；NDJ-4型旋转黏度计，上海恒平科学仪器有限公司；VECTOR-22型FT-IR傅立叶变换红外光谱仪，德国布鲁克光谱仪器公司；DSA100型光学接触角测量仪，德国Kruss公司；Q500型热重分析仪，美国TA公司；Q2000型差示扫描量热仪，美国TA公司；Q45型环境扫描电子显微镜，美国FEI公司；Digaku D/max-3c型X射线衍射仪，日本理学公司；1036PC型万能材料试验机，台湾宝大仪器有限公司.1.2 合成工艺1.2.1 制备实验向250 mL三口烧瓶中加入30 mL蒸馏水、0.3 g聚乙烯醇，升温至85 ℃，搅拌使其溶解.随后，降温至60 ℃，加入9.69 g硫氰酸铵、5 mL甲醇和0.1 g苯甲酸钠，待充分搅拌溶解后，再加入25 g骨胶，恒温中速搅拌反应一定时间，再加入0.82 g氯化铝溶液，继续搅拌反应，即得黄褐色改性胶液A.将得到的黄褐色改性胶液A倒入聚四氟乙烯板中流延成膜，再在室温条件下放置72 h，然后再放置到干燥烘箱中在35 ℃的条件下干燥24 h，再冷却至室温，得高韧性骨胶胶黏剂胶膜A.1.2.2 对照实验重复实验1.2.1，仅不加入聚乙烯醇.即向250 mL三口烧瓶中加入30 mL蒸馏水、9.69 g硫氰酸铵、5 mL甲醇和0.1 g苯甲酸钠，搅拌使其溶解.随后加入25 g骨胶，升温至60 ℃，恒温中速搅拌一定时间，再加入0.82 g氯化铝溶液，继续搅拌反应，即得黄褐色改性胶液B.将得到的黄褐色改性胶液B倒入聚四氟乙烯板中流延成膜，再在室温条件下放置72 h，然后再放置到干燥烘箱中在35 ℃的条件下干燥24 h，再冷却至室温，得骨胶胶黏剂胶膜B.将高韧性骨胶胶黏剂胶膜A与骨胶胶膜B进行对比.探究PVA用量对改性骨胶胶黏剂凝固点、黏度、耐水性以及力学性能的影响.1.3 胶膜结构表征与性能测试1.3.1 表观粘度测试选用NDJ-4型旋转粘度计(25±5 ℃)进行测定.1.3.2 凝固点测试将制得的改性骨胶装于磨口瓶中，然后放入冰箱，观察胶液出现凝胶现象时的温度作为凝固点.1.3.3 耐水性测试将分别用改性骨胶胶液A、B粘接的松木板放在(60±3) ℃ 的烘箱中干燥24 h ，然后将其完全浸泡在25 ℃水中，记录胶接处出现开裂的时间.1.3.4 FT-IR表征样品通过KBr法处理，采用VECTOR-22型FT-IR傅立叶变换红外光谱仪进行结构表征.1.3.5 XRD表征选用Digaku D/max-3c型X射线衍射仪测试骨胶胶膜的结晶度，电压为40 kV，电流为40 mA，扫描角度为10 °～60 °，扫描速率为8 °/min.1.3.6 接触角选用DSA100型表面润湿角测量仪对骨胶胶膜进行测定.1.3.7 TGA表征选用Q500型热重分析仪测试骨胶胶膜的热稳定性(高纯N2流量为50 mL/min，升温速度为10 K/min，取样量约为5 mg).1.3.8 DSC表征选用Q2000型热重分析仪，取样量约为5 mg，N2升温速度为10 K/min，对骨胶胶膜进行测试.1.3.9 ESEM表征取5 mm×5 mm的骨胶胶膜做真空镀金处理，选用Q45型环境扫描电子显微镜，对骨胶胶膜的微观结构进行表征.1.3.10 力学性能测试将改性骨胶胶膜裁成哑铃型，选用1036PC型万能材料试验机测量其拉伸强度，夹具速率为10 mm/min.1.3.11 胶膜韧性测试在室温下，以折断骨胶胶膜的次数为指标，将制备的改性骨胶胶膜A、B分别进行对折测试.2 结果与讨论2.1 PVA用量对改性骨胶凝固点和黏度的影响探究PVA的用量对改性骨胶凝固点和黏度的影响，保持其他条件不变[即V(蒸馏水)=30 mL、m(硫氰酸铵)=9.69 g、V(甲醇)=5 mL、m(苯甲酸钠)=0.1 g、m(骨胶)=25 g、m(氯化铝)=0.82 g)]，仅改变PVA的用量，则其对骨胶凝固点和黏度的影响如图1所示.由图1可知，改性骨胶的凝固点和黏度随着PVA用量的增加，也逐渐地增加.这是由于体系中的铝离子不仅可以与PVA分子中大量的羟基配位，形成稳定六元环；还可以与骨胶分子中的氨基、羧基配位，形成稳定的五元环.这样铝离子使PVA分子与骨胶分子、骨胶分子与骨胶分子或PVA分子与PVA分子之间产生交联，使得体系的交联程度增加，从而使胶液的黏度和凝固点增大.体系内PVA量过少，体系的交联程度不高，导致胶黏剂的黏度和凝固点较低.随着PVA量的增加，PVA分子内的羟基充分与铝离子发生配位反应，形成交联网状结构，使体系交联度增加，胶液的黏度和凝固点也逐渐增加.虽然骨胶胶液A的凝固点与骨胶胶液B相比有所升高，但是与纯骨胶胶液(常温下凝胶)相比，还是有明显的改善.综合考虑，选择m(PVA)=0.3 g时较为适合，此时骨胶的凝固点较低且黏度较高，达到了骨胶的使用要求.骨胶结构如图2所示，PVA结构如图3所示.图1 PVA质量对改性骨胶凝固点及黏度的影响图2 骨胶结构图3 PVA结构推测反应机理如下：(1)骨胶分子和Al3+的反应机理如图4所示.图4 骨胶分子和Al3+的反应机理(2)PVA分子和Al3+的反应机理如图5所示.图5 PVA分子和Al3+的反应机理(3)PVA分子、骨胶分子和Al3+的反应机理如图6所示.图6 PVA分子、骨胶分子和Al3+的反应机理2.2 耐水性测试其耐水测试结果如下：经纯骨胶胶液粘接的松木板经过2 h出现开胶现象；经改性骨胶胶液A粘接的松木板经过40 h出现开胶现象；经改性骨胶胶液B粘接的松木板经过42 h出现开胶现象.PVA的加入对改性前骨胶的耐水性影响较小.2.3 PVA改性前后骨胶的接触角改性前后骨胶胶膜的接触角如图7所示.由图7可知，纯骨胶的接触角为59.88 °，未加入PVA改性的骨胶胶膜接触角为116.47 °，加入PVA改性后的骨胶胶膜接触角为106.37 °，与未加入PVA的改性骨胶相比，PVA改性骨胶胶膜的接触角减小了10.1 °，这是由于PVA的加入，体系中存在着未反应的亲水性羟基，接触角稍有下降，但是与纯骨胶胶膜的接触角59.88 °相比，PVA的加入对骨胶的耐水性影响不大.通过骨胶分子中的氨基、羧基，PVA分子中的羟基和铝离子发生配位反应，从而减少骨胶分子中的亲水基团，使分子间形成网状结构，达到增强耐水性的目的.(a)纯骨胶(b)PVA未改性(c)PVA改性后图7 改性前后骨胶胶膜的接触角2.4 PVA改性前后骨胶ESEM谱图纯骨胶与PVA改性前后骨胶的ESEM谱图如图8所示.由图8可知，纯骨胶胶膜表面凹凸不平，十分不平整，而且膜表面有大量的孔洞和裂缝；PVA改性前后的骨胶胶膜表面平整，光滑，没有孔洞和裂缝，说明PVA改性前后的胶膜致密性有所提高，而且PVA的加入对改性前骨胶胶膜的相容性较好，并没有明显的相分离[12].(a)纯骨胶(b)PVA未改性(c)PVA改性后图8 改性前后骨胶的ESEM谱图2.5 PVA改性前后骨胶FT-IR分析纯骨胶与PVA改性前后骨胶的红外谱图如图9所示.由图9可知，纯骨胶分子的特征吸收峰为3 506 cm-1(N-H或O-H的伸缩振动)，1 656 cm-1(C=O伸缩振动)，1 542 cm-1(C-N伸缩振动或N-H弯曲振动)，未加入PVA的骨胶分子的特征吸收峰分别为3 500 cm-1、1 673 cm-1、1 535 cm-1，加入PVA的骨胶分子的特征吸收峰分别为3 394 cm-1、1 675 cm-1、1 531 cm-1，加入了PVA的骨胶分子特征吸收峰发生了移动且基团特征峰的强度均明显的减弱.这是由于铝离子不仅与骨胶中的-COO-和-NH2发生配位反应，还与PVA中的-OH发生反应，使得PVA 分子中的羟基数量明显减少，形成了交联结构，从而使各官能团的振动、弯曲强度均减弱，分子间的作用力发生了改变[13].并且参加配位反应的SCN-中的C=N和S-C的特征吸收峰分别从2 062 cm-1、745 cm-1移至2 055 cm-1、744 cm-1，进一步说明了PVA、铝离子以及骨胶之间发生了相互作用[14-16].图9 改性前后骨胶的红外谱图2.6 PVA改性前后骨胶XRD分析改性前后骨胶的XRD谱图如图10所示.由图10可知，纯骨胶在2θ=20.3 °处有一晶态衍射峰，无论是否添加PVA，该衍射峰由20.3 °移至23.8 °，并且衍射峰强度明显减弱；与PVA未改性的骨胶相比，经PVA改性后的骨胶在28.4 °和40.5 °处的衍射峰强度有一定减弱，这是由于骨胶作为一种多肽链蛋白质高分子，分子链呈直线型，PVA和铝离子能够与分子中的氨基、羧基发生交联，使PVA改性前后的聚集态结构呈直线型大分子网状结构，骨胶的晶态发生了改变，结晶度明显减弱，说明PVA、铝离子以及骨胶之间发生了相互作用.图10 改性前后骨胶的XRD谱图2.7 PVA改性前后骨胶DSC分析改性前后骨胶的DSC曲线如图11所示.由图11可知，PVA改性后的DSC曲线向高温方向移动，未加入PVA改性的骨胶胶膜在120 ℃左右出现吸热峰，PVA改性后的骨胶胶膜在126 ℃左右出现吸热峰，这是由于胶膜中的水分因蒸发而吸热，加入PVA改性后的骨胶胶膜的吸热峰向高温区移动，这是由于铝离子能够与骨胶、PVA 发生交联，形成网状结构，从而使得改性后的骨胶分子间作用力加强.图11 改性前后骨胶的DSC曲线2.8 PVA改性前后骨胶TGA分析改性前后骨胶的TGA曲线如图12所示.由图12可知，纯骨胶、PVA改性前后的骨胶TGA曲线基本相似，其热分解温度变化不明显，大约在280 ℃.说明该改性对骨胶的热稳定性影响较小.图12 改性前后骨胶的TGA曲线2.9 力学性能测试PVA质量对改性骨胶胶膜拉伸强度及断裂伸长率的影响如图13所示.由图13可知，由于PVA质量的增加，骨胶胶膜的拉伸强度呈逐渐上升的趋向，而断裂伸长率呈逐渐下降的趋向.这是由于PVA具有良好的成膜性，能够改善骨胶胶膜的柔韧性.随着PVA质量的增加，骨胶、铝离子和PVA之间的交联反应程度不断增大，形成网状结构，增强了分子链之间的作用力，并且限制了分子链段的移动，所以拉伸强度不断增大，断裂伸长率不断地降低[14,15].图13 PVA质量对改性骨胶胶膜拉伸强度及断裂伸长率的影响2.10 胶膜韧性测试结果以折断骨胶胶膜的次数为指标，将制备的改性骨胶胶膜A、B分别进行对折测试，其测试结果如下：室温下，PVA改性前骨胶胶膜经1次对折折断，PVA改性后骨胶胶膜折不断.说明PVA的加入使得骨胶胶膜的韧性得到了提高.3 结论(1)当V(蒸馏水)=30 mL、m(硫氰酸铵)=9.69 g、V(甲醇)=5 mL、m(苯甲酸钠)=0.1 g、m(骨胶)=25 g、m(氯化铝)=0.82 g时，取m(PVA)=0.3 g，此时骨胶胶液的凝固点较低，黏度较高.(2)PVA的加入对骨胶胶膜的热稳定性和耐水性影响较小，而且具有较好的相容性；随着PVA用量的增加，改性胶膜的拉伸强度呈逐渐上升的趋势，而断裂伸长率逐渐下降，改善了骨胶胶膜的柔韧性.【责任编辑：蒋亚儒】Influence of PVA on structure and properties of the bone glue filmsSU Xiu-xia， CUI Ming， LIU Jing(College of Chemistry and Chemical Engineering, Shaanxi University of Science & Technology, Xi′an 710021, China)Abstract：The polyvinyl alcohol (PVA) modified liquid bone glue was prepared based on good filming properties of PVA.The effects of contents of PVA on viscosity,freezing point,mechanical properties and water resistance of modified bone glue films were studied.The chemical structure of the bone glue films were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR),X-ray diffraction (XRD),differential scanning calorimetry (DSC),thermal gravimetric analyzer (TGA),environmental scanning electron microscope (ESEM) and so on.The results showedthatV(H2O)=30 mL,m(PVA)=0.3 g,m(NH4SCN)=9.69 g,V(CH3OH)=5mL,m(C7H5NaO2)=0.1 g,m(bone glue)=25 g,m(AlCl3)=0.82 g,a type ofbone glue adhesive which was low freezing point and high viscosity was prepared;the tensile strength of the bone glue films increases withPVA,while the elongation at break decreases.PVA can improve the bone glue film flexibility and had a small influence on thermal stability and water resistance.Key words：bone glue; polyvinyl alcohol; bone glue films; mechanical properties收稿日期：2017-03-14基金项目：陕西省科技厅工业科技攻关计划项目(2014K10-20)作者简介：苏秀霞(1964-)，女，陕西咸阳人，教授，研究方向：高分子材料改性文章编号：2096-398X(2017)04-0072-07中图分类号：TQ431.5文献标志码：A骨胶是一种由多肽链组成的蛋白质结构高分子物质，广泛用于印刷业、木材加工业、造纸和纺织工业等方面，具有黏结性好，强度高，干燥快，黏结定型好，无毒无污染且价格低廉等优点.由于骨胶凝固点高，易凝胶，在使用过程中，往往需要加热溶解，给使用者带来了不便；同时存在耐水性差，胶膜韧性差等缺点，极大的限制了骨胶的发展[1-4].聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，简称PVA)，一种具有无毒、良好的成膜性、很好的粘结性、生物相容性和力学性能等特点的高分子聚合物.PVA的使用范围广泛，可用在生产制造涂料、乳化剂、胶黏剂、纺织品、纸品加工剂和塑料薄膜等方面[5-7].骨胶的改性借鉴海洋贻贝的粘接机理，通过骨胶中的活性基团与金属离子配位，改善骨胶的性能.为了减缓骨胶分子的内聚趋势，降低骨胶凝固点，向胶液中加入防凝剂、防冻剂，使胶液在常温下保持液态，减少工艺流程，方便使用[8-11].本研究利用PVA良好的成膜性，在前期改性基础上，通过加入PVA改善骨胶胶膜的柔韧性，而且金属离子也可以与PVA中的亲水基团羟基发生配位反应，通过化学交联，形成交联的网状结构，可以提高骨胶胶膜的力学性能和耐水性.将改性后制得的胶膜采用红外光谱仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、环境扫描电子显微镜以及万能试验机进行表征和研究.1.1 药剂与仪器(1)主要药剂：骨胶，工业级，河北沧州学洋明胶有限公司；甲醇，分析纯，天津市富宇精细化工有限公司；硫氰酸铵，分析纯，天津市耀华化工厂；苯甲酸钠，分析纯，天津市天达净化材料精细化工厂；氯化铝，分析纯，天津市津北精细化工有限公司；聚乙烯醇，工业级，天津市福晨化学试剂厂.(2)主要仪器：101A-1型电热鼓风干燥箱，北京科伟永兴仪器有限公司；可控温冰箱，合肥美菱股份有限公司；NDJ-4型旋转黏度计，上海恒平科学仪器有限公司；VECTOR-22型FT-IR傅立叶变换红外光谱仪，德国布鲁克光谱仪器公司；DSA100型光学接触角测量仪，德国Kruss公司；Q500型热重分析仪，美国TA公司；Q2000型差示扫描量热仪，美国TA公司；Q45型环境扫描电子显微镜，美国FEI公司；Digaku D/max-3c型X射线衍射仪，日本理学公司；1036PC型万能材料试验机，台湾宝大仪器有限公司.1.2 合成工艺1.2.1 制备实验向250 mL三口烧瓶中加入30 mL蒸馏水、0.3 g聚乙烯醇，升温至85 ℃，搅拌使其溶解.随后，降温至60 ℃，加入9.69 g硫氰酸铵、5 mL甲醇和0.1 g苯甲酸钠，待充分搅拌溶解后，再加入25 g骨胶，恒温中速搅拌反应一定时间，再加入0.82 g氯化铝溶液，继续搅拌反应，即得黄褐色改性胶液A.将得到的黄褐色改性胶液A倒入聚四氟乙烯板中流延成膜，再在室温条件下放置72 h，然后再放置到干燥烘箱中在35 ℃的条件下干燥24 h，再冷却至室温，得高韧性骨胶胶黏剂胶膜A.1.2.2 对照实验重复实验1.2.1，仅不加入聚乙烯醇.即向250 mL三口烧瓶中加入30 mL蒸馏水、9.69 g硫氰酸铵、5 mL甲醇和0.1 g苯甲酸钠，搅拌使其溶解.随后加入25 g骨胶，升温至60 ℃，恒温中速搅拌一定时间，再加入0.82 g氯化铝溶液，继续搅拌反应，即得黄褐色改性胶液B.将得到的黄褐色改性胶液B倒入聚四氟乙烯板中流延成膜，再在室温条件下放置72 h，然后再放置到干燥烘箱中在35 ℃的条件下干燥24 h，再冷却至室温，得骨胶胶黏剂胶膜B.将高韧性骨胶胶黏剂胶膜A与骨胶胶膜B进行对比.探究PVA用量对改性骨胶胶黏剂凝固点、黏度、耐水性以及力学性能的影响.1.3 胶膜结构表征与性能测试1.3.1 表观粘度测试选用NDJ-4型旋转粘度计(25±5 ℃)进行测定.1.3.2 凝固点测试将制得的改性骨胶装于磨口瓶中，然后放入冰箱，观察胶液出现凝胶现象时的温度作为凝固点.1.3.3 耐水性测试将分别用改性骨胶胶液A、B粘接的松木板放在(60±3) ℃ 的烘箱中干燥24 h ，然后将其完全浸泡在25 ℃水中，记录胶接处出现开裂的时间.1.3.4 FT-IR表征样品通过KBr法处理，采用VECTOR-22型FT-IR傅立叶变换红外光谱仪进行结构表征.1.3.5 XRD表征选用Digaku D/max-3c型X射线衍射仪测试骨胶胶膜的结晶度，电压为40 kV，电流为40 mA，扫描角度为10 °～60 °，扫描速率为8 °/min.1.3.6 接触角选用DSA100型表面润湿角测量仪对骨胶胶膜进行测定.1.3.7 TGA表征选用Q500型热重分析仪测试骨胶胶膜的热稳定性(高纯N2流量为50 mL/min，升温速度为10 K/min，取样量约为5 mg).1.3.8 DSC表征选用Q2000型热重分析仪，取样量约为5 mg，N2升温速度为10 K/min，对骨胶胶膜进行测试.1.3.9 ESEM表征取5 mm×5 mm的骨胶胶膜做真空镀金处理，选用Q45型环境扫描电子显微镜，对骨胶胶膜的微观结构进行表征.1.3.10 力学性能测试将改性骨胶胶膜裁成哑铃型，选用1036PC型万能材料试验机测量其拉伸强度，夹具速率为10 mm/min.1.3.11 胶膜韧性测试在室温下，以折断骨胶胶膜的次数为指标，将制备的改性骨胶胶膜A、B分别进行对折测试.2.1 PVA用量对改性骨胶凝固点和黏度的影响探究PVA的用量对改性骨胶凝固点和黏度的影响，保持其他条件不变[即V(蒸馏水)=30 mL、m(硫氰酸铵)=9.69 g、V(甲醇)=5 mL、m(苯甲酸钠)=0.1 g、m(骨胶)=25 g、m(氯化铝)=0.82 g)]，仅改变PVA的用量，则其对骨胶凝固点和黏度的影响如图1所示.由图1可知，改性骨胶的凝固点和黏度随着PVA用量的增加，也逐渐地增加.这是由于体系中的铝离子不仅可以与PVA分子中大量的羟基配位，形成稳定六元环；还可以与骨胶分子中的氨基、羧基配位，形成稳定的五元环.这样铝离子使PVA分子与骨胶分子、骨胶分子与骨胶分子或PVA分子与PVA分子之间产生交联，使得体系的交联程度增加，从而使胶液的黏度和凝固点增大.体系内PVA量过少，体系的交联程度不高，导致胶黏剂的黏度和凝固点较低.随着PVA量的增加，PVA分子内的羟基充分与铝离子发生配位反应，形成交联网状结构，使体系交联度增加，胶液的黏度和凝固点也逐渐增加.虽然骨胶胶液A的凝固点与骨胶胶液B相比有所升高，但是与纯骨胶胶液(常温下凝胶)相比，还是有明显的改善.综合考虑，选择m(PVA)=0.3 g时较为适合，此时骨胶的凝固点较低且黏度较高，达到了骨胶的使用要求.骨胶结构如图2所示，PVA结构如图3所示.推测反应机理如下：(1)骨胶分子和Al3+的反应机理如图4所示.(2)PVA分子和Al3+的反应机理如图5所示.(3)PVA分子、骨胶分子和Al3+的反应机理如图6所示.2.2 耐水性测试其耐水测试结果如下：经纯骨胶胶液粘接的松木板经过2 h出现开胶现象；经改性骨胶胶液A粘接的松木板经过40 h出现开胶现象；经改性骨胶胶液B粘接的松木板经过42 h出现开胶现象.PVA的加入对改性前骨胶的耐水性影响较小.2.3 PVA改性前后骨胶的接触角改性前后骨胶胶膜的接触角如图7所示.由图7可知，纯骨胶的接触角为59.88 °，未加入PVA改性的骨胶胶膜接触角为116.47 °，加入PVA改性后的骨胶胶膜接触角为106.37 °，与未加入PVA的改性骨胶相比，PVA改性骨胶胶膜的接触角减小了10.1 °，这是由于PVA的加入，体系中存在着未反应的亲水性羟基，接触角稍有下降，但是与纯骨胶胶膜的接触角59.88 °相比，PVA的加入对骨胶的耐水性影响不大.通过骨胶分子中的氨基、羧基，PVA分子中的羟基和铝离子发生配位反应，从而减少骨胶分子中的亲水基团，使分子间形成网状结构，达到增强耐水性的目的.2.4 PVA改性前后骨胶ESEM谱图纯骨胶与PVA改性前后骨胶的ESEM谱图如图8所示.由图8可知，纯骨胶胶膜表面凹凸不平，十分不平整，而且膜表面有大量的孔洞和裂缝；PVA改性前后的骨胶胶膜表面平整，光滑，没有孔洞和裂缝，说明PVA改性前后的胶膜致密性有所提高，而且PVA的加入对改性前骨胶胶膜的相容性较好，并没有明显的相分离[12].2.5 PVA改性前后骨胶FT-IR分析纯骨胶与PVA改性前后骨胶的红外谱图如图9所示.由图9可知，纯骨胶分子的特征吸收峰为3 506 cm-1(N-H或O-H的伸缩振动)，1 656 cm-1(C=O伸缩振动)，1 542 cm-1(C-N伸缩振动或N-H弯曲振动)，未加入PVA的骨胶分子的特征吸收峰分别为3 500 cm-1、1 673 cm-1、1 535 cm-1，加入PVA的骨胶分子的特征吸收峰分别为3 394 cm-1、1 675 cm-1、1 531 cm-1，加入了PVA的骨胶分子特征吸收峰发生了移动且基团特征峰的强度均明显的减弱.这是由于铝离子不仅与骨胶中的-COO-和-NH2发生配位反应，还与PVA中的-OH发生反应，使得PVA 分子中的羟基数量明显减少，形成了交联结构，从而使各官能团的振动、弯曲强度均减弱，分子间的作用力发生了改变[13].并且参加配位反应的SCN-中的C=N和S-C的特征吸收峰分别从2 062 cm-1、745 cm-1移至2 055 cm-1、744 cm-1，进一步说明了PVA、铝离子以及骨胶之间发生了相互作用[14-16].。
聚乙烯醇缩甲醛的制备及其润湿性的测定
化学化工学院材料化学专业实验报告实验名称：聚乙烯醇缩甲醛的制备及其润湿性的测定年级：09级材料化学日期：2011/10/26 姓名学号：2同组人：一、预习部分1.聚乙烯醇缩甲醛的发展聚乙烯醇缩甲醛胶最初只是代替浆糊及动植物胶，用作文具胶水及粘贴皮鞋衬里等用。
70年代开始用于民用建筑，80年代则广泛用于多种壁纸、玻璃纤维墙布、多种墙板、瓷砖之粘贴，用作大白粉浆、石灰浆、多种腻子的粘结剂，还用作内外墙涂料，水泥地面涂料的基础及外墙饰面，墙体处理等多方面。
近年来，为了适应市场需求人们对聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂进行了大量的改性研究，无论在合成工艺上还是在胶液的性能方面都有显著的提高。
本文以聚乙烯醇缩甲醛为例，探讨了甲醛和聚乙烯醇的配比、反应时间、反应温度、pH值等因素对胶粘剂性能的影响及用水量对产品粘度和稳定性的影响，在此基础上，提出了改进工艺的最佳条件，制备了聚乙烯醇缩甲醛改性胶液，使其在粘度、耐水性等性能方面有显著提高，并降低了胶液的毒性。
2. 聚乙烯醇缩甲醛的性质聚乙烯醇，有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味。
聚乙烯醇是重要的化工原料，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂等。
溶解性PVA溶于水，水温越高则溶解度越大，但几乎不溶于有机溶剂。
PVA溶解性随醇解度和聚合度而变化。
部分醇解和低聚合度的PVA溶解极快，而完全醇解和高聚合度PVA则溶解较慢。
一般规律，对PVA溶解性的影响，醇解度大于聚合度。
PVA溶解过程是分阶段进行的，即：亲和润湿一溶胀一无限溶胀一溶解。
成膜性PVA易成膜，其膜的机械性能优良，膜的拉伸强度随聚合度、醇解度升高而增强。
粘接性PVA与亲水性的纤维素有很好的粘接力。
一般情况，聚合度、醇解度越高，粘接强度越强。
热稳定性PVA 粉末加热到100℃左右时，外观逐渐发生变化。
部分醇解的PVA在190℃左右开始熔化，200℃时发生分解。
完全醇解的PVA在230℃左右才开始熔化，240℃时分解。
聚乙烯醇改性的热塑性淀粉的结构与性能
聚乙烯醇改性的热塑性淀粉的结构与性能第27卷第2期2006年4月化:f:,I0I:程技术JournalfJ/(,^Ⅲ(allndustry&EngineeringV o1.27No.2Apr.,2006聚乙烯醇改性的热塑性淀粉的结构与性能汪劲波,朱新生,严明(苏州大学材料工程学院,江苏苏州215021)摘要:采用双螺杆挤出法,以甘油为增塑剂,研究了低质量分数的聚乙烯醇对玉米淀粉的改性作用.用扫描电镜观察了淀粉和聚乙烯醇共混物的微观结构,借助差热分析考察了共混物的热性能,拉伸试验测得各种比例共混物的力学性能.研究结果表明,在聚乙烯醇质量分数低于15时.聚乙烯醇在淀粉中呈均匀分散状态,力学性能接近淀粉的力学行为;在聚乙烯醇质量分数介于15～25时.聚乙烯醇与淀粉共混物呈现两相连续状态,淀粉力学性能逐步改善;在聚乙烯醇质量分数大于3o时,聚乙烯醇柏趋于呈现连续相分布,力学性能得到明显提高.关键词:淀粉;聚乙烯醇;共混改性;结构;性能中图分类号:TQ325.12文献标识码:A文章编号:1006—7906(2006)02—0020—04 石油危机日益加剧和石油基塑料带来严重环境污染2方面因素进一步加快了淀粉塑料的研究与开发.淀粉由于自身结构造成的加工性能,物理力学性能,特别是耐水性能差,严重制约了其应用.具有良好生物可降解性能的合成聚合物聚乙烯醇(PV A)被广泛应用于淀粉的改性n].目前,淀粉改性方法可分为溶液法口和熔体法[7-.溶液法常用在流延制膜过程,在该过程使用大量的水作增塑剂,这虽然明显地改善了淀粉的加工性,但所得改性膜由于淀粉发生再结晶而变得很脆.这种方法具有生产工艺复杂,投资规模大等缺点,未得到广泛应用.熔体法是在较高的温度,压力和剪切作用下,迫使淀粉分子链结构发生物理和化学变化,所得制品的聚集态结构,特别是结晶性无明显增加,因而制品仍可保持良好的韧性[.目前,在流延淀粉膜中,PV A质量分数一般可低于2O¨1..而在熔体法改性淀粉制品中,PV A质量分数常大于3O].本实验采用双螺杆挤出技术,以甘油为增塑剂,探讨了PV A质量分数小于3O时,改性淀粉共混料的微观结构及物理力学性能.l实验部分1.1原材料及设备玉米淀粉,市售;PV A(聚合度1788),北京有机化工厂;甘油(工业级),市售;抗氧剂1010.双螺杆挤出机,L/D=36,南京诚盟化工机械有限公司;高速混合机,SHR-lOA,江苏张家港市轻工机械厂;平板硫化机,上海轻工机械股份有限公司;制样机,上海松江华立电缆附件厂;Zwick—Z01o型拉伸机;差示扫描式量热仪,CDR-4P,上海天平仪器厂;扫描电子显微镜,S-570,日本日立公司.1.2样品制备a)改性PV A的制备;用占PVA质量33的甘油与PV A混合静置24h,然后在高速混合机中高速混合5rain,再在双螺杆挤出机中180C下挤出造粒.b)将淀粉,改性PV A粒子与甘油按不同质量比加入到高速混合机中搅拌5min,将所得淀粉混合料由双螺杆挤出机挤出造粒.然后将适量的挤出成型的粒子放入1mm厚的模具中,再将模具放入平板硫化机加热板中,先预压2次,再预热Iomin,之后保压IOmin,热压成1mm厚的薄板.取出置入冷却板中冷却300s,用万能制样机制样,最后进行各种性能测试.样品组成与挤出温度控制见表1,表2.表1试样配方试样淀粉/g甘油/g增塑PVA/g抗氧剂1010/g收稿日期:2005—10—19作者简介:汪劲波(1983),男,江苏盱眙人,硕士研究生在读,主要从事生物降解塑料的研究.E-mail:howard,**************加OOOO.踟啪0OOOOOO∞踮∞∞0OOOOOO∞∞322222210"34567汪劲波等聚乙烯醇改性的热塑性淀粉的结构与性能?2】? 表2机筒温度参数段123456789温度/C100110130150155150150145145注:螺杆转速150r/rain.1.3性能测试力学性能测试:参照GB/T1040—92,拉伸速率为5mm/min.测得拉伸强度和断裂伸长.热学性能测试:用差示扫描式量热法(DSC)测定纯淀粉和含不同量PV A的淀粉体系的热性能, 样品量10mg,升温速率为10.C/min,测试范围为室温至260C.微观结构分析:用扫描电子显微镜(SEM)测试,将样品在液氮中冷冻,折断,断面喷金处理.在电镜下观察形貌,放大1000倍.2结果与讨论2.1PV A质量分数与共混物力学性能见图1.^静晕群鉴图1PV A质量分数与拉伸强度和断裂伸长率的关系由图1可见.随着PV A质量分数的提高,拉伸强度和断裂伸长率均逐渐增加,增长趋势类似于"S"曲线,而通常拉伸强度的增加伴随断裂伸长率的下降.当PV A质量分数在0～15%,拉伸强度和断裂伸长率几乎成线性上升;而当PVA质量分数在15～25,拉伸强度和断裂伸长率升幅明显;而当PV A质量分数大于25,拉伸强度和断裂伸长率增幅明显变小.首先,PV A是线形,结晶性聚合物.其拉伸强度明显高于纯淀粉.当PV A质量分数低时,可认为在淀粉中它以分散相形式存在,PV A质量分数增加,则分散相数目增多,拉伸强度和断裂伸长率都呈线性规律上升.当PV A质量分数大于15时,可初步认为,PVA分散相数目大幅度增多,分散相之间出现明显接触,最终甚至导致淀粉相,PV A相均呈现连续分布,即两相连续分布的共混体系.PV A分子中,淀粉分子中的羟基形成大量分子内,分子间的氢键,这种强次价键进一步构成类似于互穿网络聚合物共混体系,致使共混料的拉伸强度和断裂伸长率随PV A质量分数的升高而急剧增大.随着PVA加入量的继续增大,可认为共混体系发生了相反转过程.即淀粉呈分散相分布,而PV A为连续相.PV A具有优异的胶黏性和延伸性,其质量分数增加,意味着淀粉质量分数减少,共混料拉伸强度和断裂伸长率又线性提高(与PV A低质量分数时变化规律类似),共混体系性能向均相PV A体系逼近,此时体系性能变化变缓.事实上,Simmons等在研究乙烯一乙烯醇共聚物改性热塑性淀粉时也得出.只有当淀粉质量分数大于7O时,淀粉才呈连续分布状态口.在本次实验中,为了更好获得改性共混物微观结构方面的信息,未使用任何交联剂,因而共混物的拉伸强度总体偏低口.共混挤出过程中,挤出温度可能偏高,物料在螺杆中停留时间偏长,造成物料热氧化降解;玉米淀粉料在挤出试验前未干燥处理,致使样品存放时发生再结晶;样品在存放时吸湿等过程都可能造成共混料力学性能劣化.2.2PV A质量分数与共混物的热性能纯淀粉及不同质量分数PV A的淀粉混合料的DSC曲线见冈2.'享吕,增霰享吕''{彗最图2纯淀粉及不同质量分数PV A的淀粉塑料的DSC曲线汪劲波等聚乙烯醇改性的热塑性淀粉的结构与性能?23? 可接近纯PV A的特性.3结论在以双螺杆挤出途径,甘油为增塑剂时?PV A共混改性淀粉体系的结构与性能表现出明显规律性.当PV A质量分数低于15时,PVA作为分散相存在于淀粉相中,实际上PV A以类似于增容方式而无颗粒特征存在于淀粉中,PV A与淀粉存在明显的相互作用;当PV A质量分数在15～25之间时,淀粉相和PV A相为两相连续分布,且存在明显相容性,表现出单一的熔点;当质量分数高于3O,则PV A为连续相,而淀粉为分散相.这种微结构特征决定了拉伸强度和断裂伸长率力学性能与PV A质量分数之间的关系为"S"型增长规律.参考文献:lJayasekaraR.HardingI,BowaterI.eta1.Preparation.surfacemodificationandcharacterisationofsolu—tioncaststarchPVAblendedfilms[J2.PolymerTesring,2004,23(1):17～272CasconeMG.Dynamic—mechanicalpropertiesofbioar tificialpolymericmaterials[J].PolymerInternational.l997,43(1):55～693WongsubanB,MuhammadK,GhazaliZ,eta1.The effectofelectronbeamirradiationonpreparationofsa—gostarch/po1yvinylalcoholfoams[J].NuclearInstru—mentsandMethodsinPhysicsResearch,SectionB: BeamInteractionswithMaterialsandAtoms,2003.211 (2):244～2504ZhaiM,Y oshiiF,KumeT.Radiationmodificationof starch—basedplasticsheets[J].CarbohydratePoly—mers.2003,52(3):3ll～3175曾祥成,刘白玲,李坤福.高速搅拌对淀粉/聚乙烯醇共混物溶液成膜性能的影响EJ].高分子,1999.(1):68～736张蓓,吴张永,陆冲等.改性淀粉/PVA生物降解材料性能的研究[J].功能高分子,2004.17(2):272～2757WillettJL.ShogrenRL.Processingandpropertiesof (22):5935～594'7王会才,崔永岩.聚乙烯醇/淀粉共混体系的热塑性加工研究EJ;.工程塑料应用,2004,32(2):27~29 LoercksJ.Propertiesandapplicationsofcompostablestarch—basedplasticmaterial[J].PolymerDegradation andStability,1998,59:245～249熊汉国,吴俊,卢金珍等.玉米淀粉生物降解薄膜的制备及其生物降解特性的研究[J].中国粮油,2003,18 (3):32～34于九皋,张蕾.淀粉/PV A共混的最佳组成[J].天津大学,1998,31(2):193～199LuiWB,positionoptimizationofextru—dedstarchfoamsusingresponsesurfacemethodology [J].PackagingTechnologyandScience,2004,17(6): 295～305SimmonsS,Thomas.EI.Theuseoftransmissione—lectronmicroscopytostudytheblendmorphologyof starch/poly(ethylene—co—vinylalcoho1)thermoplastics [.Polymer,1998,39(23):5587～5599CinelliP,ChielliniE.GordonSH,eta1.Characteris—ticsanddegradationofhybridcompositefilmsprepared fromPV A,starchandlignoce11u1osics[J].Maeromolec—ularSymposia,2003,197:143～155YinY,LiJ,LiuY,eta1.Starchcrosslinkedwithpoly (vinylalcoho1)byboricacid[J]JournalofAppliedPoly metScience.2005,96(4)11394～1397SreedharB,SairamM,ChattopadhyayDK,etaL Thermal,mechanical,andsurfacecharacterizationof starch—poly(vinylalcoho1)blendsandborax- crosslinkedfilms[J-I.JournalofAppliedPolymerSei—ence,2005,96(4):1313～1322SteptoRFT.Theprocessingofstarchasathermo—plastic[J].MacromolecularSymposia,2003,201;2o3～212陈庆,郭木.全淀粉热塑性塑料的开发应用rJ].化工新型材料,2003,31(2):39442Siddaramaiah,RajB,SomashekarR,Structure—property relationinpolyvinylalcohol/starchcomposites[J].Jour—nalofAppliedPolymerScience,2004.91(1):630～extrudedstarch/polymerfoams[Po1ymer,2002,43635:一:...:一:一:...:...{?一{¨+?,}一-}?...}?寺??{-..'...}?+?+?+一:～...:...}...{一}...?r?+-+?{...: (4)简讯国内首套1一己烯工业化装置开建国内首套50kt/al一已烯工业化生产装置日前在燕山石化破土动工.该装置采用燕LlJ石化自主研发的乙烯三聚制1一己烯成套工艺技术建设,预计年底即可建成投产.1一己烯是生产高性能高密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯的重要共聚单体.以其产品制得的聚乙烯树脂具有拉伸强度高,抗冲击和抗撕裂能力强等优点,特别适合于生产包装膜和农用覆盖膜,同时也是制造高级润滑油,增塑剂,表面活性剂等精细化工产品的重要原料但由于目前国内没有乙烯三聚制1一己烯生产技术工业化生产装置.1一己烯只能长期依赖高价进口,已影响到我国聚乙烯产品的更新换代.因此.泼装置的建改肘提高我丽聚乙烯产品的档次,增强市场竞争力意义重大.0u¨H¨¨"。
聚乙烯醇的改性--正文
第一章引言1.1聚乙烯醇的概述1.1.1聚乙烯醇的简介聚乙烯醇,简称PVA,在聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液中添加氢氧化钠皂化制得。
根据皂化程度的不向,分完全皂化物(可溶于水)和部分皂化物(仅能溶胀)两种。
其结构含有大量亲水性基团(经基)。
因而具有耐矿物油类、油脂、润滑剂和大多数有机溶剂的特性[1]。
1.1.2聚乙烯醇的应用聚乙烯醇主要应用于( 1 )水溶性胶粘剂5%-20%的PVA溶液,具有长期稳定性,加少量三聚氰胺树脂扩可提高耐水性,用于邮票胶带、安全玻璃中间膜,以及纸与纸、纸与木材和卷烟纸等的粘接；( 2 ) 纸张表面施胶剂将PVA涂布于纸品的表面,可减少纸品对水和油墨等的吸附,有利于提高纸张的平滑度、疏水性、适印性等指标,且具有优于丁苯橡胶的耐风性,臭味也少,可用于食品包装纸；（ 3 )非离子表面活性剂PVA是水溶性高分子化合物,可部分吸附在分散粒子的表面,起胶体保护作用,提高物系的粘度,防止分散粒子的聚结,使乳液稳定可用于乳化植物油、矿油和蜡等；( 4 ) 化妆品的基质用于配制美容乳[2]及揭取型面膜,含15% PVA 的面膜涂抹在皮肤上,形成覆盖膜,经过一定时间后取去，可使松弛的皮肤紧缩、皱纹暂时舒展、皮肤温度升高而促进血液循环。
覆盖膜的封闭作用,暂时地阻碍皮下水分蒸发，促进角质层的永合,使皮肤变得柔软,并吸附除去表面的污垢, 起光滑皮脸的作用；( 5 ) 彩色照相用彩色影像稳定剂，在显影加工完的彩色印相纸上涂贴一层PVA,能够提高彩色影像坚牢度,不发生光退色,是因为PVA薄膜层能隔断空气中湿气和氧对彩色染料的影响。
另外，还用于替代明胶干板中的明胶彩和制备光致变色照相材料的基质；( 6 )制备特种蒸发膜PVA能用于制备使醇脱水的薄膜预蒸发器。
目前聚乙烯醇的应用虽然已经很广泛，但通过对其物理或化学改性厂应用领域将更为拓阔。
1.2 聚乙烯醇的结构、聚合度和醇解度1.2.1 聚乙烯醇的结构聚乙烯醇分子中存在两种化学结构：( 1 )1，3——乙二醇结构（ 2 ）1，2——乙二醇结构－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－－CH2－CH－CH－CH2－CH2－CH－CH－| | | | | | |OH OH OH OH OH OH OH这两种结构在聚乙烯醇分子中所占比例的不同，将导致其在性能上产生一定的差异。
高分子化学实验(聚乙烯醇缩甲醛的制备)
聚乙烯醇缩甲醛的制备摘要：本文概述了聚乙烯醇缩甲醛（PVFM）胶的发展现状、性能、制备方法，介绍聚乙烯醇缩甲醛的多种用途，并详细阐述制备红旗胶水的实验原理及其实验方法和影响胶水生产质量等多方面因素。
关键词:聚乙烯醇，甲醛，聚乙烯醇缩甲醛，胶水，制备Preparation of PVFMAbstract：The properties and preparation of poly（Polyvinyl formal）（PVFM）cellular plastics were reviewed in this paper，Introduce a variety of uses of polyvinyl formal，And referral described in detail the experimental principle and the experimental methods of preparat，Affect the glue production quality and other factors.Key words：poly( vinyl alcohol),formaldehyde,poly( vinyl formal),preparation,glue1前言1.1聚乙烯醇缩甲醛的发展1.2聚乙烯醇缩甲醛的化学式结构、性能指标、理化性质1.3聚乙烯醇缩甲醛用途1.3.1聚乙烯醇缩甲醛泡沫塑料1.3.2聚乙烯醇缩甲醛地面涂料应用1.3.3聚乙烯醇缩甲醛胶水1.4聚乙烯醇缩甲醛的制备1.4.1聚乙烯醇缩甲醛的制备原理1.4.2聚乙烯醇缩甲醛的反应化学方程式、机理2实验方法与仪器2.1实验方法2.2实验仪器与药品2.2.1实验仪器2.2.2实验药品3结果与讨论3.1实验记录与分析3.1.1实验记录3.1.2实验分析3.1.3实验失败分析3.2问题讨论4结论5参考文献6致谢1.1聚乙烯醇缩甲醛的发展精细化工与农业、国防、人民生活和尖端科学技术都有着极为密切的关系。
聚乙烯醇功能性共聚改性：Ⅱ.磺酸盐改性
2018年第38卷第3期 聚乙烯醇功能性共聚改性:II.磺酸盐改性1聚乙烯醇功能性共聚改性:II.磺酸盐改性[摘要]2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸钠，简称SAM PS,是一种包含磺酸钠基团的功能性单体。
该功能性单体已发现通过与醋酸乙烯单体共聚、醇解后，制成分子链上包含磺酸钠基团的改性PVA。
这种改性PVA具有很强的亲水性，即使醇解度低于80m〇l%，也表现出良好的水溶解性。
相比较于羧基改性PVA，磺酸钠改性PVA的溶解性能受溶液的PH值和无机盐含量的影响更小。
[关键词]聚乙烯醇共聚磺酿单体引言羧基改性聚乙烯醇(PVA)在有些论文中进行 了广泛的讨论，主要讨论了醋酸乙烯（VAc)单体 通过与不同羧基单体进行共聚和醇解，合成了不 同的羧基改性PVA。
PVA中引人羧基等离子型改性基团可能带来 一些典型的影响，比如，部分醇解，甚至是醇解度 低于80 m ol%的改性PVA用做水溶性聚合物，这 是由于引人亲水的羧基改性基团的结果。
另一方 面，由于改性PVA聚合物链中存在羟基和羧基，两种基团相互作用，导致一些较复杂的现象出现。
对PVA进行其它的阴离子改性，比如:磺酸 或磺酸盐类阴离子改性单体，同样也能制得水溶 性良好的聚合物，这是由于磺酸比羧酸的酸性强，而且横酸不与羟基发生反应。
考虑到改性PVA 聚合物中含有磺酸钠，本文考察了通过PVA与氯 磺酸直接反应制备磺酸改性PVA的方法。
然而 这类聚合物有在醇解过程出现分解现象的缺点。
相比较于与VAc反应的其它稳定磺酸或磺酸盐 基团，烯丙基磺酸钠、甲基烯丙基磺酸钠以及乙烯 磺酸钠是更加优选的改性单体。
它们当中的后两 者单体在聚合过程中存在稳定性和溶解性差等难 题。
第一种单体（烯丙基磺酸钠）能够和VAc共 聚反应，制得含有磺酸基团的改性PVA，然而在该 单体与VAc共聚过程中，会出现聚合率明显下降 以及改性聚合物难以得到较高聚合度等不利现 象。
在本文中，主要是研究一种有效的合成磺酸 盐改性PVA的方法:通过VAc和2 -丙烯酰胺- 2-甲基丙基磺酸钠（SAMPS)共聚，然后醇解制 得。
聚乙烯醇粘度测试方法
聚乙烯醇粘度测试方法聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol）是一种具有广泛应用的合成聚合物。
它是由乙烯基醇单体经过聚合反应得到的。
聚乙烯醇具有良好的可溶性、粘性和膜形成能力，因此在许多领域得到了广泛应用，如纺织、造纸、涂料、胶粘剂等。
然而，在很多应用中，聚乙烯醇的粘度是至关重要的一个性质。
粘度是指物质在受力作用下流动的阻力大小，是液体的黏稠程度的度量。
通过粘度测试，可以确定聚乙烯醇的质量、纯度以及适用性。
因此，聚乙烯醇粘度测试方法的准确性和可靠性对于产品质量的控制和应用效果的保证非常重要。
在聚乙烯醇粘度测试中，有几种常用的方法可供选择，包括旋转粘度法、滴定法和凝胶渗透色谱法等。
不同的方法适用于不同的测试需求。
下面将对这几种常用的聚乙烯醇粘度测试方法进行详细介绍。
首先是旋转粘度法（Rotational Viscometry），也称为旋转黏度法。
该方法是通过旋转式粘度计来测量聚乙烯醇的黏度。
粘度计使用内部的转子通过在样品中旋转，测量样品与转子之间的粘滞阻力。
该方法操作简便、结果准确，适用于测量不同浓度和温度下的聚乙烯醇粘度。
滴定法是另一种常用的聚乙烯醇粘度测试方法。
它基于滴定过程的流动性质来测量粘度。
在滴定法中，将聚乙烯醇溶液定量注入专用仪器中，然后测量溶液通过特定孔口的时间。
根据滴定时间可以计算出聚乙烯醇的粘度。
滴定法特别适用于低粘度的聚乙烯醇，但在高浓度样品和高温条件下可能会导致误差。
凝胶渗透色谱法（Gel Permeation Chromatography）是一种高级的聚乙烯醇粘度测试方法。
该方法通过将聚乙烯醇溶解在特定溶剂中，并将其在固定相柱中分离。
根据样品在柱中的运动速率可以确定聚乙烯醇的分子量分布和粘度。
凝胶渗透色谱法的优点在于可以同时得到聚合物的分子量和粘度信息，适用于复杂的聚乙烯醇样品。
总结起来，聚乙烯醇粘度测试方法包括旋转粘度法、滴定法和凝胶渗透色谱法。
选择适当的测试方法取决于样品的特性、需求和实验条件。
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々 浓 加热 ， 次 得 到 质 量 度 为 ４ ６／、 、 、 ０ 、 依 ％、 ７／ ８ １ ９ ９ ６ ６ １ 的 Ｐ ２ ＶＡ 胶 。
Ｃ
１ 实验
１ １ 试 剂 与 仪 ９型 ） 天 津 福 晨 化 学 试 剂 厂 ； 二 １９ ， 丁 酸， 分析 纯 ； 离子水 ， 去 自制 。
（ ） ＶＡ 胶 的’ 性 ： 一 定 温 度 水 浴 下 ， 上 述 ２Ｐ 改 在 向 Ｐ ＶＡ胶 中添加 适量 丁二 酸 ， 密 闭条 件 下搅 拌 反应 ｌ 在
广泛 ， 单纯 以 Ｐ 但 ＶＡ作 为 成膜 建 筑涂 料 ， 由于其 耐水
性较 差而 受到一 定 限 制 。 目前 ， 普遍 采 用 化 学 改性 的
高其 耐水性 、 度 、 硬 附着力 等 。反应式 如下 ：
方法 提高 其耐水 性 ， 常用 的 甲醛 改性 聚 乙烯 醇 ， 甲醛 因
的刺 激气 味及毒 性 使 其 应用 范 围受 到 限 制 ； 聚醋 而
（） ３ 固定 其 它条 件 ， 别 改变 Ｐ 分 ＶＡ 胶 质 量 浓 度 、
反应 温度 、 ＶＡ 胶 与 丁 二 酸 的质 量 比 ， 察 其 对 改 性 Ｐ 考
Ｐ ＶＡ胶性 能 的影 响 ， 以确定最 优改 性条 件 。 １ ４ 性 能测试 ．
（） 学性 能测试 ｌ １力 ＿ ６
Ｐ ＶＡ 是一 种强 亲水性 羟基 聚合 物 ， 其 改性 主 要 对
是对 羟基 进行屏 蔽或 者与 其它基 团结 合生 成难 溶于水
的改 性 Ｐ ＶＡ 胶 。
本 实 验 以 丁 二 酸 为 交 联 剂 ， 过 一 Ｃ ＯＨ 与 通 Ｏ
将改 性 Ｐ ＶＡ 胶 均 匀 涂 在 玻 璃 板 （ ５ ｍｍ × １ ０ ７ ０
酸 乙烯 、 烯 酸乳 液 、 丙 硅溶 胶 、 砂［ 等 改性 方 法存 在 硼 ２ 着改 性工 艺复 杂 、 操 作性 差 、 可 引入 原 材 料 种类 多 、 成 本高 等 问题［ 。 ３ ］ 作 者 在此 以丁二 酸为 交联 剂 ［ ］ 对 Ｐ ４ ， ＶＡ 胶进 行
改性， 以提高其 成膜 机械 性能及 耐水 性能 ； 优化 了改 性 条件 ， 对改性 Ｐ 并 ＶＡ胶 的性 能进行 了测 试 。
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ｆ ４ｇ ６ｇ ７ｇ ８ （ ） ＶＡ 的溶 解 ： 别 称 取 适（ （ 、 、 、 １Ｐ 分 量
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化 程度 和 红 外 光谱 进 行 测试 。确 定 最佳 改性 条 件 如 下 ： ＶＡ 胶 质 量 浓 度 ７ 、 应 温 度 ８ Ｐ 反 ５℃ 、 ＶＡ 胶 与 丁 二 酸 质 量 比 Ｐ
５ ６： ， 此 条 件 下 ， ． １在 可得 到性 能优 良的 改性 Ｐ ＶＡ 胶 。
关键词 ： 交联 剂 ； 乙烯 醇 （ ＶＡ） 改 性 ； 水 性 聚 Ｐ ； 耐 中 图 分 类 号 ： Ｑ ３ ． Ｏ ６ １ ５ Ｔ ６ ３ １ ３ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ２ ４ ５ ２ １ ） ４ ０ １ —０ １ ７ —５ ２ （ ０ ２ ０ — ０ ５ ３
亿 与 生 物 Ｚ 程 ２１， Ｉ ９ ｏ４ ０２Ｖ ． ． ｏ２ Ｎ
Ｃｈ ｍ ｉ ｒ ＆ Ｂ ｉｅ ｇｎ ｅ ｉｇ ｅ ｓ ｙ ｔ ｏ ｎ ｉｅ ｒｎ
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ＮＤ 一Ｓ型 数 字 旋 转 粘 度 计 ； ａａ３ ０ ＴＩ 型 Ｊ５ Ａｖ ｔｒ７ Ｆ Ｒ
红 外光 谱仪 ； Ｊ型 漆 膜 冲击 器 ； Ｚ型 漆 膜 附 着 力 ＱＣ ＱＦ
试验 仪 ； ＱＨＱ 型漆膜铅 笔划 痕硬度 计 。
１２ 改 性机理 ．
２ｈ 冷却 至 室温 ， 到改 性 Ｐ ， 得 ＶＡ 胶 。
聚 乙烯 醇 胶 的 改 性 及 性 能 测 试
陈 林 ， 雅红 ， 吴 余 坚 。 珊玲 ， 佟 阎 雁
（ 东工 业 大学轻 工化 工学 院 ， 东 广州 ５ ０ ０ ） 广 广 １ Ｏ ６
摘
要 ： 丁二 酸 为 交 联 剂 ， 聚 乙烯 醇 （ Ｖ 胶 进 行 改 性 ； 对 改 性 Ｐ 以 对 Ｐ Ａ） 并 ＶＡ 胶 的 粘 度 、 度 、 着 力 、 冲 击 力 、 硬 附 抗 固
基 金 项 目 ： 家 自然科 学基 金 资助 项 目（ ０ ７ ０ ３ ， 东省 第 三 批 ２ １ 程 建 设 项 目 国 ２７１７）广 ｌ工
收 稿 日期 ：０ １ １ — ２ ２１— ２ ７
作者简 介 ： 林 （９６ ） 男， 北 黄 冈人 ， 士研 究 生 ， 究 方 向 ： 属 卟啉 及 材料 化 学； 讯 作 者 ： 雁 ， 授 ， — ｉ ｙｎ 陈 １８ 一 ， 湖 硕 研 金 通 阎 教 Ｅ ｍａ ： ａ ｌ
聚 乙烯 醇 （ ＶＡ） 子 含 有 大 量 羟 基 ， 水 性 强 ， Ｐ 分 亲
具有 良好 的水溶 性 和成膜 性能 ， 且价 格低廉 ， 应用 非 常
一
ＯＨ的反 应 ， 生成酯 基 ， Ｐ 使 ＶＡ 分 子 发生 交 联 ， 生成
难溶 于水 的改 性 Ｐ ＶＡ 胶 。引入 的 一Ｃ ＯＨ 基 团可 提 Ｏ