PVA聚合工艺乙炔段课程设计

湖南科技大学课程设计题目PV A聚合工艺乙炔段作者学院化学化工学院专业材料化学学号12060301指导教师二〇一五年九月一十五日摘要本文从性状、常用数据以及性质特点等方面介绍了聚乙烯醇的性能，详细描述了聚乙烯醇在食品、医药、造纸、化纤、纺织、建筑、农业等行业中的重要作用，并对其国内外的发展前景进行了分析。

聚乙烯醇的制备有三种来源，分别是乙烯直接合成法、乙炔直接合成法、天然气乙炔合成法三种制备方法，并对各种方法进行了详细的论述。

最后，对不同种类的PVA制备做了大致介绍。

而且对电石法生产乙炔原料工艺指标等进行了十分详细的叙述。

关键词：聚乙烯醇，性能，应用，制备，乙炔，电石，工艺第一章聚乙烯醇简介聚乙烯醇(简称PVA)最早由德国的化学家赫尔曼（W.O.Hemnann）和海涅尔(W.Hachnel)于1924年发明的。

1926年实现了小规模生产，工业化生产源于上世纪50年代，1951年我国已经从事PVA的研究和开发工作，我国上世纪60年代中期，从日本进口引进生产技术生产，20世纪70年代市场上出现了PVA商品，它是近四十年来发展起来的高分子化合物，由于合成技术的不断提高和价格不断下降，它的用途日益广泛，发展速度很快。

已经成为生活中十分常见的高分子材料之一，而且聚乙烯醇是目前已发现的唯一具有水溶性且无毒的高聚物，应用前景很好。

中文名称：聚乙烯醇英文名称：polyvinyl alcohol，简称PV A分子式：[C2H4O]n理化特性形态：白色片状、絮状或粉末状固体，无味。

密度：聚乙烯醇的相对密度(25℃／4℃)1.27～1.31(固体)、1.02(10％溶液。

玻璃化温度：75～85℃受热性能：在空气中加热至100℃以上慢慢变色、脆化。

加热至160～170℃脱水醚化，失去溶解性，加热到200 ℃开始分解。

超过250℃变成含有共轭双键的聚合物。

折射率：1. 49～1. 52。

热导率：0．2w／(m·K)。

比热容：1～5J／(kg·K)。

电阻率：(3．1～3. 8)×10Ω·cm。

引燃温度(℃)：410(粉云)爆炸下限%(V/V)：125(g/m3 )危险性概述健康危害：吸入、摄入或经皮肤吸收后对身体有害，对眼睛和皮肤有刺激作用。

燃爆危险：本品可燃，具刺激性。

急救措施皮肤接触：脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。

眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，就医。

吸入：脱离现场至空气新鲜处。

如呼吸困难，给输氧，就医。

食入：饮足量温水，催吐。

就医。

消防措施危险特性：粉体与空气可形成爆炸性混合物, 当达到一定浓度时, 遇火星会发生爆炸。

加热分解产生易燃气体。

有害产物：一氧化碳、二氧化碳。

灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。

灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。

泄漏应急处理应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。

切断火源。

建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。

避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。

也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。

若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。

收集回收或运至废物处理场所处置。

操作处置与储存操作要求：密闭操作。

密闭操作，提供良好的自然通风条件。

操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。

建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套。

远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。

使用防爆型的通风系统和设备。

避免产生粉尘。

避免与氧化剂接触。

搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。

配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

倒空的容器可能残留有害物。

储存要求：储存于阴凉、通风的库房。

远离火种、热源。

应与氧化剂分开存放，切忌混储。

配备相应品种和数量的消防器材。

接触控制/个体防护职业接触限值中国MAC(mg/m3)：10前苏联MAC(mg/m3)：10工程控制：密闭操作，提供良好的自然通风条件。

呼吸防护：空气中粉尘浓度超标时，必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。

紧急事态抢救或撤离时，应该佩戴空气呼吸器。

眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。

身体防护：穿防毒物渗透工作服。

手防护：戴橡胶手套。

其他防护：工作现场严禁吸烟，保持良好的卫生习惯。

第二章性能及应用聚乙烯醇性能溶解性PVA溶于水，水温越高则溶解度越大，为了完全溶解一般需加热到65～75℃。

但几乎不溶于有机溶剂，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。

微溶于二甲基亚砜。

120～l50℃可溶于甘油．但冷至室温时成为胶冻。

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—溶胀—无限溶胀—溶解。

成膜性PVA易成膜，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。

热裂解实验表明：聚合度越低，重量减少越快；醇解度越高，分解时间越短。

目前，医用的PVA有PVA05-88，PVAl7-88，PVA-124等规格，前2种规格的醇解度均为(88±2)(m01)％，平均聚合度(n)分别为500~600和1700～1800；PVA．124的醇解度为98～99(m01)％，平均聚合度(n)2 400~2 500。

开发新的药用辅料，促进剂型优化是当前我国中药开发与国际接轨的战略任务之一。

PVA具有合成方便、安全低毒、产品质量易于控制、价格便宜、使用方便等特点。

因此，PVA是具有再次开发潜力的优良药用辅料。

聚乙烯醇的应用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。

聚乙烯醇是一种用途很广泛的水溶性高分子聚合物。

由于其性能介于塑料和橡胶之间，具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性，且无毒无害，因此除了作纤维原料外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品，应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等行业。

在化纤工业中的应用聚乙烯纤维在化纤行业中又称为维纶，维纶纤维是一种很有价值的功能性差别化纤维，水溶性维纶纤维有长丝和短纤两大类。

水溶性维纶长丝是理想的水溶性纤维，是维纶的特色品种，可有 O～100℃水溶温度，供各种用途使用。

它具有理想的水溶温度和强伸度，良好的耐酸、耐碱、耐干热性能，溶予水后无味、无毒，水溶液呈无色透明状，在较短时间内能自然生物降解。

其主要应用有以下几种： (1) 无捻毛巾(2) 织袜(3) 渔网吸水性与棉纤维相近，是合成纤维中吸水性最强的一种；透气性和耐磨性好；强力高；耐霉蛀、耐日光和保暖性能均良好。

但弹性和染色性差，易折皱，缩水率较大，耐热性能差。

适用于制造各种衣着纺织品、家用织物、渔网、绳索、帆布等。

维纶是聚乙烯醇缩醛纤维的商品名称，也叫维尼纶。

其性能接近棉花，有“合成棉花”之称，是现有合成纤维中吸湿性最大的品种。

维纶在30年代由德国制成，但不耐热水，主要用于外科手术缝线。

1939年研究成功热处理和缩醛化方法，才使其成为耐热水性良好的纤维。

生产维纶的原料易得，制造成本低廉，纤维强度良好，除用于衣料外，还有多种工业用途。

但因其生产工业流程较长，纤维综合性能不如涤纶、锦纶和腈纶，年产量较小，居合成纤维品种的第5位。

维纶特性：最大特点是吸湿性大，合成纤维中最好的，号称“合成棉花”。

强度比锦、涤差，化学稳定性好，不耐强酸，耐碱。

耐日光性与耐气候性也很好，但它耐干热而不耐湿热（收缩）弹性最差，织物易起皱，染色较差，色泽不鲜艳。

用途：多和棉花混纺：细布，府绸，灯芯绒，内衣，帆布，防水布，包装材料，劳动服等。

维纶生产：维纶的主要成分是聚乙烯醇，但乙烯醇不稳定，一般是以性能稳定的乙烯醇醋酸酯（即醋酸乙烯）为单体聚合，然后将生成的聚醋酸乙烯醇解得到聚乙烯醇，纺丝后再用甲醛处理才能得到耐热水的维纶。

聚乙烯醇的熔融温度（225～230C）高于分解温度（200～220C），所以只能用溶液纺丝法纺丝。

特点用途：维纶是合成纤维中吸湿性最大的品种，吸湿率为4.5% ~ 5%，接近于棉花（8％）。

维纶纺织布穿着舒适，适宜制内衣。

维纶的强度稍高于棉花，比羊毛高很多。

在一般有机酸、醇、酯及石油灯溶剂中不溶解，不易霉蛀，在日光下暴晒强度损失不大。

缺点：耐热水性不够好，弹性较差，染色性较差。

维纶的柔软及保暖性好，它的相对密度比棉花要小，因此与棉花相同重量的维纶能织出更多的衣料。

它的热传导率低，因而保暖性好。

维纶的耐磨性和强度也比棉花要好，因此维纶在很多方面可以与棉混纺以节省棉花。

维纶主要用于制作外衣、棉毛衫裤、运动衫等针织物，还可用于帆布、渔网、外科手术缝线、自行车轮胎帘子线、过滤材料等。

在造纸工业中的应用造纸 PVA 水溶纤维在造纸中具有应用极为方便、利用率高、增强效果好、对环境无污染等特点。

除在特种纸中可应用外，在普通印刷纸、水泥包装袋纸上也有广阔的前景。

目前，美国、韩国等已在医疗器械包装纸、嘴棒成型纸上大量应用，国内在电池隔膜纸、空气过滤纸、汽车用纸板、扬声器专用纸、包装纸板、液体过滤纸板、水溶纸、果袋纸、培草纸、地膜纸上的应用也取得了较大的进展。

总体面言，PVA 的易水溶性和环保性是其最大的优势。

在越来越注重环保的今天，其用途将会得到进一步的扩展。

在建筑业中的应用高强度PVA 纤维在建材中的应用已日益广泛，已被用于建筑物中混凝土的加强，如水泥板，下水道，地面，停车场等；也可用于水泥和玻璃纤维的理想替代物，室内装潢的纤维的补张等中，而且在内墙涂料及胶黏剂上，PVA 也开始得到越来越广泛的应用。

在食品中的应用由改性 PVA 与变性淀粉共混构成的互穿网络结构高分子塑料合金，可生物降解。

常制得适用于包装食品的薄膜、农用水溶性薄膜、容器及一次性消费用品等，其废弃物在潮湿的土壤中即可被微生物吞噬，降解为二氧化碳和水，对环境无污染，有利于环保和实现绿色消费，因此制得的产品属于环境友好产品，具有良好的应用前景。

PVA 薄膜已列入我国塑料包装材料“十五大”发展规划中。

在医疗中的应用PVA 水凝胶由于具有与人体自然组织相近的含水量、弹性模量、低摩擦系数及较高的机械强度、丰富的孔漏网络结构、良好的生物相容性等特点，在生物医学领域有着广泛的应用。