简述全球高强度聚乙烯醇纤维结构与加工技术等情况
简述全球高强度聚乙烯醇纤维结构与加工技术等情况
【作者：赵春保】
一、前言
与棉纤维相比，聚乙烯醇(PVA)纤维的强度、耐磨性、耐光性、耐腐蚀性等优良，密度小，吸湿率与棉纤维相近，有合成棉花之称， 因此， 早期在日本、朝鲜、中国等都是以民用为主。由于服用性能更加优良的聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈等纤维品种的出现和后来居上，PVA纤维在服用领域的优势逐渐减弱，世界总产量也相应降低。自20世纪70年代以来，PVA纤维的应用逐渐由服用转向工农业、渔业、医用等方面，高性能及功能PVA纤维品种如高强高模纤维、中空纤维、水溶性纤维、细特和超细特纤维、离子交换纤维、含氯纤维、医用纤维等相继问世，使PVA纤维再次呈现快速发展趋势。其中，对高强度PVA纤维的研究与开发一直受到人们的重视，特别是UHMW-PE纤维的出现，打破了高强高模纤维只能由刚性成纤高分子制取的传统观念，为开发高强度PVA纤维提供了科学和实践依据。确实，聚乙烯醇(简称PVA)纤维由于服用性能比较差，现在逐渐退出了服用领域。目前，国内外的学者利用聚乙烯醇分子结构的特点，致力于研究提高其强度，制造超高强度聚乙烯醇纤维(强度大于20CN/dtex)，提高其附加值，以便替代造价昂贵的芳纶。
二、聚乙烯醇(简称PVA) 纤维的发展历史
自1924年德国赫尔曼等人发明聚乙烯醇(简称PVA)纤维，1940年日本樱田一郎和朝鲜人李升基等人对聚乙烯醇(简称PVA)纤维进行缩醛化而制得具有实用价值的合成纤维后，维纶纤维一度得到广泛应用。由于其它合成纤维的开发和大规模投入生产，成本下降，使用性能与聚乙烯醇(简称PVA)纤维接近或超过，使聚乙烯醇(简称PVA)纤维这一工艺路线相对较长、成本高的合成纤维产量大幅度下降，全国的聚乙烯醇(简称PVA)纤维产量从原设计的16万吨/年降到2000年的不到2万吨/年，聚乙烯醇(简称PVA)纤维生产厂家全面亏损，举步维艰。因此，开发具有特殊功能、高附加值的新产品成为整个行业的出路所在。北京维尼纶厂60年代从日本可乐丽公司引进常规聚乙烯醇(简称PVA)纤维生产线，从80年代初着手开展对高强高模纤维的研制工作，并成功地生产出国内第一代高强高模维纶纤维，年生产能力2000吨，于1987年申请专利。高强高模PVA纤维与尼龙、聚酯、高强力粘胶纤维等比较，具有强度高、模量大、延伸度低、耐冲击强度高、耐候性好、吸水性好、耐酸、耐碱等优点，可用作轮胎帘子线、工业用布、绳索、水泥包装袋、水泥增强材料、抗寒纱、过滤布、石棉替代品等。在北京维尼纶厂成功开发的基础上，国内的其它聚乙烯醇(简称PVA)纤维厂也相继着手开发高强高模纤维。1997年上海石化维纶装置在其它厂家开发经验基础上，进行高强高模纤维的研制，至2001年已具有年产2200吨的生产能力。高强高模维纶纤维，与水泥的亲和性较好，是水泥制品理想的增强防裂材料；由于高强高模维纶还具有稳定的高温特性，因此它在要求十分严格的橡胶行业中将占有十分重要的比例。例如，构成轮胎材料的强力人造丝已经面临淘汰，高强高模的维纶将完全有希望成为子午轮胎或斜胎的帘子线；同时高强高模维纶以其高模量、高强度和低伸度的独特优势，正在进入塑料增强材料的领域之中。众所周知，聚乙烯醇是介于塑料与橡胶之间的一种橡胶塑料材料，也是一种可降解的绿色高分子材料，在我国为大吨位的产品，
生产装置能力与年产量位居世界第一，开发聚乙烯醇在汽车制造、电子电气等方面的新用途显得更为重要。高品级的抗菌聚乙烯醇新一代合成纤维与纳米聚乙烯醇工业技术上的进步，将为聚乙烯醇产业的发展提供更加广阔的发展空间。由于聚乙烯醇具有十分优良的独特性能，因此具有广泛的使用范围。而聚乙烯醇具有无毒、无害的优异性能，完全符合现代社会需要的环保产品要求，因而具有良好的发展前景。聚乙烯醇为一种白色、无臭，无味的纤维状粉末。比重：1.31g/cm．折射率：1.49-1.53。在100℃-140℃下稳定，高于150℃时慢慢变色，在190℃-200℃下脱水。耐矿物油、烃类、醇、酮等的浸蚀，其分子量越你，水溶性越好。聚乙烯醇对水蒸汽、氢气、氮气、二氧化碳气的透过度很低，高水解度的聚乙烯醇在25℃下对氧的透过率几乎为零。二氧化碳的透过性仅为0.2g/m2，耐大多数有机溶剂。另外，与棉纤维相比，聚乙烯醇(PVA)纤维的强度、耐磨性、耐光性、耐腐蚀性等优良，密度小，吸湿率与棉纤维相近，有合成棉花之称， 因此， 早期在日本、朝鲜、中国等都是以民用为主。由于服用性能更加优良的聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈等纤维品种的出现和后来居上，PVA纤维在服用领域的优势逐渐减弱，世界总产量也相应降低。自20世纪70年代以来，PVA纤维的应用逐渐由服用转向工农业、渔业、医用等方面，高性能及功能PVA纤维品种如高强高模纤维、中空纤维、水溶性纤维、细特和超细特纤维、离子交换纤维、含氯纤维、医用纤维等相继问世，使PVA纤维再次呈现快速发展趋势。其中，对高强度PVA纤维的研究与开发一直受到人们的重视，特别是UHMW-PE纤维的出现，打破了高强高模纤维只能由刚性成纤高分子制取的传统观念，为开发高强度PVA纤维提供了科学和实践依据。
三、纤维结构与性能
根据大分子上羟基的空间排布，可将PVA分成三种不同构型，即全同立构(等规)PVA (i-PVA)、间同立构(间规)PVA (S-PVA)和无规立构(无规)PVA
(a-PVA)。其中， 间规PVA分子之间最易形成氢键，随间规度增大，PVA耐热水性增强；而无规PVA分子间或分子内氢键最少，其结晶性较强。PVA结晶属单斜晶系，每个晶胞中含两个单元链节，大分子呈锯齿状排列。由于PVA分解温度低于熔点，难于直接测定。根据间接方法测定的结果，PVA熔点随其立体规整度而异，其中s-PVA最高，i-PVA最低。提高纤维强度的关键之一是提高成纤聚合物的相对分子质量。就纤维分子结构而言，大分子末端不能传递应力，受外力作用时在分子链末端发生应力集中导致纤维断裂，而成纤聚合物相对分子质量越高，则末端缺陷越少。PVA分子的立体规整度对纤维力学性能有很大影响。高间规度PVA分子间易形成氢键，限制了纤维拉伸变形时大分子的伸展和相对位移。例如，用平均聚合度8000的PVA凝胶纺丝和区域拉伸，随PVA间规度减小或拉伸温度升高，纤维的拉伸比增大。影响纤维拉伸比的因素包括相对分子质量、大分子的线性程度、立体规整度、纺丝及拉伸条件等。间规度越高，拉伸比越小。这是因为间规度越高，分子间氢键的作用越强，氢键在晶区与非晶区之间起到网结点作用，抑制了大分子链的相对位移和片晶之间的拆分。
四、高强高模PVA纤维制造方法
1.湿法加硼纺丝
传统的湿法纺丝是以水为溶剂，硫酸钠水溶液为凝固浴进行纺丝。由于硫酸钠是强脱水剂，PVA细流在凝固浴中往往是先浓缩后固化，凝固和浓缩无法同步，使初生纤维结构不均匀，分子间缩结严重，形成许多似晶区域，无法进
行高倍拉伸，不能制得高强高模纤维。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，形成交联凝胶结构，然后通过喷丝孔进入碱性凝固浴中时，丝条出现凝胶化，通过湿拉伸一酸中和一湿热拉伸一水洗，解除交联结构后，进行高倍热拉伸热定型，得到高取向和高结晶的高强高模PVA纤维。用聚合度3000-7000的PVA为原料，在凝固浴中精心控制其双向扩散、相分离和凝固过程，用此种纺丝工艺方法可使纤维强度达到15-18cN／dtex、模量可达到400-500cN/dtex。
2.干湿法纺丝
干湿法纺丝是高温纺丝和低温凝固相结合的一种溶液纺丝的新方法。纺丝液从喷丝孔喷出后通过数毫米到数十毫米的空气(或惰性气体)层，进入温度较低的(-20-5℃)凝固浴，形成均匀的冻胶态韧生纤维。该法采用提高纺丝液温度的方法来降低PVA的溶液粘度，以使溶液有较好的流变性和可纺性；降温后由大分子间的范德华力形成交联，得到伸展链结构韧生纤维，其后处理与普通湿法纺丝相同。
干湿法纺丝的特点：
①可以适用浓度较高、粘度较大的纺丝溶液；
②纺丝溶液温度与凝固浴温度可形成较大的温差；
③由于丝条先进入空气层，纺丝溶液流动变形大，可进行较大的喷丝头拉伸；
④可使用较大孔径的喷丝板纺丝；
⑤凝固、萃取浴可经分离、回收、循环使用，环境污染小。
胡绍华等以聚合度为4070的聚乙烯醇为原料，制成10%PVA的DMS0溶液，以甲醇作凝固浴，进行干湿法纺丝，强度最高可达18.2cN/dtex、模量可达392.5cN/dte/。
3.凝胶纺丝法
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，所得初生纤维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。凝胶纺丝过程中基本上不发生传质过程，一般通过热甬道中的超倍拉伸和后处理使溶剂和聚合物分离。因此，PVA凝胶纺丝用溶剂和冷却液是有一定要求的。凝胶纺丝常用溶剂有：DMS0、己二醇、甘油、萘，冷却液有石蜡油和十氢萘。以聚合度为3000-7000的PVA为原料，在实验室中以凝胶纺丝获得的PVA纤维的强度和模量已达到38.7cN/dtex和915cN/dtex，分别为理论极限值的15％和50％左右。但用凝胶纺丝其缺点在于有溶剂萃取以及回收等系列附加设备，因而工业化生产存在一定的难度，用此法生产高强高模PVA纤维的产量并不高，但从其发展状况和效果来看，是有很大前景的。
4.相分离纺丝
相分离纺丝采用PVA纺丝原液，通过改变温度使丝条固化，而不是通过溶液组成的改变。高聚物PVA的溶解可采用单一溶剂或混合溶剂，溶剂必须能在高温下溶解高聚物，而在冷却时能迅速地分成两相。PVA纺丝溶液一般采用苯磺酰胺、甲苯磺酰胺以及己内酰胺等单一溶剂或水顺等混合溶剂。
5.交联纺丝
交联纺丝是以普通分子量或中等分子量PVA为原料，利用纺丝成形过程中
发生的暂时交联现象，减少高分子缩结，形成结构均匀的初生纤维，然后将初生纤维进行中和处理，切断分子间交联，使初生纤维具有高拉伸性。它是利用PVA独特的化学性质进行反应的特有纺丝法，纤维强度和模量可以达到12-16cN和193-232cN/dtex，是一种非常有前途的纺丝方法。
6.PVAc醇解直接纺丝法
PVAc醇解直接纺丝法是用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。该工艺流程短，原液浓度和纺丝速度高，纤维的强度和模量接近凝胶纺丝的水平，此纺丝方法省去了纺丝前的醇解和甲醇的回收。
上述的种种纺丝方法，归纳起来都有如下共同特点：
①为了在最终纤维中减少因大分子本身末端造成的缺陷的影响，大量采用高聚合度的聚乙烯醇原料；
拉伸倍数与聚合度成正比。分子量越高，可拉伸倍数越高，末端缺陷越少，越有利于强度的提高。
②为了控制影响可拉伸性的缠结点的密度偏高，采用凝胶化，以加大分子问的相对滑移。
超高分子量聚乙烯纤维的结构与性能
超高分子量聚乙烯纤维的结构与性能
何正洋;潘志娟
【摘 要】超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是上世纪80年代开发出的一种新型高性能纤维.与其它纤维相比,UHMWPE纤维具有密度小、强度高、模量高、耐切割、耐腐蚀、耐化学药剂等特点,被广泛应用在绳索、防弹衣、航空航天等领域.本文测定与分析了不同规格UHMWPE纤维的结构与性能,结果表明:UHMWPE纤维的结晶度较高,在60％以上;在145℃会发生熔融,当温度到达500℃时,纤维会完全分解;单纤维的断裂伸长率在5％左右,断裂强度可达30 cN/dtex,初始模量可达800 cN/dtex;纤维在受到恒定外力作用时,很容易发生变形,抗蠕变性能比较差.
【期刊名称】《现代丝绸科学与技术》
【年(卷),期】2018(033)004
【总页数】3页(P5-7)
【关键词】UHMWPE纤维;结晶度;热学性能;拉伸性能;蠕变性能
【作 者】何正洋;潘志娟
【作者单位】苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215123;苏州大学纺织与服装工程学院,江苏苏州215123;现代丝绸国家工程实验室(苏州),江苏苏州215123
【正文语种】中 文
随着科学技术的发展，各种高性能纤维不断出现在我们的日常生产生活中。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维是上世纪80年代开发出的一种新型高性能纤维[1]，其综合性能优异，具有密度小、强度高、模量高、耐切割、耐腐蚀、耐化学药剂等特点[2]，从而在众多高性能纤维中脱颖而出，被广泛应用在绳索、防弹衣、航空航天等领域[3]。目前，工业上多采用凝胶纺丝超倍拉伸技术制备UHMWPE纤维，制备UHMWPE纤维的原料分子量一般在100万以上。UHMWPE纤维的分子链以聚乙烯为基本结构，聚乙烯分子属于非极性分子，无极性基团，从而导致其与所接触的物质不容易发生化学反应，纤维具有很好的耐腐蚀、耐化学性能；同时经过超倍拉伸后，纤维内部结构变得较为致密规整，因此UHMWPE纤维的结晶度都比较高，纤维具有很好的耐高能辐射性能[4]。
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
聚乙烯醇
聚乙烯醇 求助编辑百科名片
聚乙烯醇
聚乙烯醇，有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味。溶于水，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。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。
目录
成分/组成信息
医药级聚乙烯醇
危险性概述
消防措施
泄漏应急处理
操作处置与储存
接触控制/个体防护
理化特性
成分/组成信息
医药级聚乙烯醇
危险性概述
消防措施
泄漏应急处理
操作处置与储存
接触控制/个体防护
理化特性
• 主要用途 展开
基本信息 中文名称： 聚乙烯醇
英文名称2： polyvinyl alcohol，vinylalcohol polymer，poval，简称PVA
CAS No.： 9002-89-5
分子式： [C2H4O]n
结构式：
PVA
编辑本段成分/组成信息
有害物成分 含量 CAS No.
聚乙烯醇 9002-89-5
编辑本段医药级聚乙烯醇
高先诺尔（gohsenol） EG系列产品
高先诺尔 EG是一系列高质量的、超高纯度的聚乙烯醇。利用高纯度这一特性，高先诺尔 EG系列产品被广泛用于制药、化妆品、电子材料和陶瓷中。
高先诺尔 EG--P级系列产品是一个新开发的产品等级。本等级的产品是根据经过ISO质量管理体系认证，在严格的质量控制条件下生产的，并且成功地申请了USP（美国专利局）和EP（欧洲专利局）的专利。*.
*未被GMP（药品生产质量管理规范）规定采用。
医药级主要规格
[1]
医药级用途
*中国区总代理：广东信翔化工贸易有限公司。
编辑本段危险性概述
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
聚乙烯醇
聚乙烯醇PVA
.
.
1 / 9 聚乙烯醇PVA
聚乙烯醇，有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味。溶于水，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。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、纸涂层、粘合剂、胶水等。
中文名：聚乙烯醇 英文名polyvinyl alcohol,vinylalcohol polymer
别 称：PVA 化学式[C2H4O]n 分子量 44.05（单体） CAS登录号9002-89-5
熔 点230-240℃ 水溶性：溶于水 外 观：白色片状、絮状或粉末状固体
闪 点：79℃ 应 用：粘合剂、乳化剂、分散剂等
危险性描述：吸收后对身体有害，可燃，具有刺激性。
目录
1 技术指标
2 医药级
3 危险性
4 急救措施
5 消防措施
6 泄漏处理
7 操作处置
8 接触控制
9 个体防护
10 理化特性
▪ 特性
▪ PVA薄膜制造
11 主要用途
12 配伍禁忌
13 用途应用
▪ 产品性能
▪ 产品用途
▪ 使用方法
▪ 贮存
▪ 消泡剂添加
▪ 储运
14 市场分析
技术指标 编辑
聚乙烯醇产品标准(cp2010)
序号 指标名称 标准
1 外观 白色固体粉末
2 黏度 3～70
3 PH值 4.5～6.5
4 干燥失重 ≤5.0 .
.
2 / 9 5 炽灼残渣 ≤0.5
6 酸值 ≤3.0%
7 醇解度 85～89
8 重金属 ≤10PPM
聚乙烯醇产品标准（USP25）
低黏度
序号 指标名称 标准
1 外观 白色固体粉末
2 黏度 4.0～7.0
3 PH值 5～8
4 平均分子量 16000～20000
5 干燥失重 ≤5.0
从X-射线衍射谱图分析研究聚乙烯醇纤维的微观结构 王云
从X-射线衍射谱图分析研究聚乙烯醇纤维的微观结构 王云
摘要：X-射线衍射谱图在聚乙烯醇纤维中的研究应用，能够明确其中的微观结构。特别是聚乙烯醇纤维中的高度结晶状态，都能够通过X-射线衍射谱图进行显示。与常规聚乙烯醇纤维进行比较，表现出的多级拉伸状态在聚乙烯醇纤维中的结晶度都能够得到体现。聚乙烯醇纤维强度会根据拉伸倍数的增长不断地加大。拉伸倍数在高性能聚乙烯醇纤维中发挥着重要的作用。本文对X-射线衍射谱图研究聚乙烯醇纤维的微观结构进行分析。
关键词：X-射线衍射谱图；聚乙烯醇纤维；微观结构
聚乙烯醇是制造高强纤维的化工原料之一，聚乙烯醇纤维有很好的亲水性、粘结性和抗冲击性，在加工中有容易分散的性能，而且在工业、建筑等领域有很好的应用。X-射线衍射谱图对于聚乙烯醇纤维的性能分析效果最为明显。并且在不同的领域中的应用水平持续的加大。利用聚乙烯醇纤维分子结构明确强度附加值，将会降低造价。X-射线衍射谱图的技术特点将会使聚乙烯醇纤维表现为数字图谱。同时还能够在不同的工艺条件下表现出微观结构。需要利用X-射线衍射谱图对聚乙烯醇纤维进行深层次的结构分析，明确聚乙烯醇纤维的结构变化以及纤维强度。
1.X-射线衍射谱图
X-射线衍射谱图精确度较高，是一种应用较广的数学拟合方法。利用整体叠加的方式获取到相应的图谱，并且通过对不同因素的分析搜集到对应的特征信息。利用X-射线衍射谱图软件进行XRD数据的分峰处理。这样就能够更为精确的获取到聚合物的微观结构信息。X-射线衍射谱图基本原理中利用数字拟合的方法进行计算，并且对不同的峰值表现出的函数强度等做好对应的锋位、锋形参数分析，利用优化之后的参数进行图谱拟合计算。特别是不同的算法都能够对目标函数等进行优化计算。并且在减少计算的过程中优化误差的产生。在进行拟合计算的时候需要对评价指标等进行说明。详细做好数据的处理工作。利用X-射线衍射谱图能够获取到对应的XRD数据曲线分峰，同时根据结晶之后的定义在进行衍射峰强度的分析。X-射线衍射谱图对聚乙烯醇纤维微观结构的变化能够更加的确定。同时开展的定量分析会保证不同的纤维都能够在晶面上进行纤维轴的择优录取。
聚乙烯醇类超细纤维及其制造方法
２０１５年第３５卷第１期 王大仁译．高强度高弹性率聚乙烯醇纤维及其制法 ４９
聚乙烯醇类超细纤维及其制造方法
玄马恒夫等
（日本可乐丽株式会社）
［专利申请范围］
（１）单纤纤度为０．０５～０．５旦、拉伸强度为
９．０ ｇ／ａ以上，水中软化点为１０５℃、单纤纤维的
’断面充实度在７０％以下的聚乙烯醇类超细纤维。
（２）平均聚合度１ ２００—３ ０００的聚乙烯醇以
及其重量（０．５～５）％的硼酸或硼酸盐，一起溶解
后，加入酸，使其ｐＨ值小于５，加热溶解，制成浓
度为（８—１４）％（重量）的水溶液，将此作为纺丝
‘原液，经直径０．０２～０．０４ ｔｎｌ＇／１的圆形喷丝孔在总
拉伸率（１Ｏ一６Ｏ）％的范围内纺人到碱性高浓度盐
水溶液所成的纺丝浴中，此后再经ｌＯ倍以上的拉
伸，以此为特征制取聚乙烯醇类超细纤维。
［发明的详细说明］
Ａ．本发明的技术归类
本发明指的是超细的且强度大的、耐水性优
良且呈扁平状的聚乙烯醇类纤维及其制造方法。
Ｂ．以往的技术及其问题所在
聚乙烯醇（ＰＶＡ）类超细纤维的研制到目前为
止已有了报道。
如特公昭４７—３１３７６号公报所报道：将完全
醇解的ＰＶＡ与低醇解度的ＰＶＡ用常规的纺丝方
法进行混合纺丝，拉伸热处理得到通常旦数的纤
维，将其叩解得到原纤状的超细纤维，用作造纸用
的纤维。该方法由于使用了带有大侧链的部份醇
解的ＰＶＡ而致难以拉伸，且明显阻碍了结晶化。
甚至在叩解前就降低了强度，耐水性也差，并且由 于机械性的叩解而致非晶相中的分子和结晶的取
向被扰乱，结晶被破坏，此趋势越发严重。
另外，特开昭５４—７７７２０号公报也报道了超
细纤维的制造方法。这也是将高醇解度ＰＶＡ与
低醇解度ＰＶＡ混合纺丝的方法，从所得的通常旦
数的纤维中经过水洗将低醇解度的ＰＶＡ溶解除
去，可以制得数十分之一旦到数百分之一旦的超
细纤维。该法与前一种制法的差别就在于将通常
旦数做成超细旦数的手段，借助叩解这一机械性
高强维纶的结构和性能
龙源期刊网
高强维纶的结构和性能
作者：施楣梧 任鹏飞
来源：《中国纤检》2011年第07期
摘要：
在介绍维纶发展历史和现状的基础上，叙述了高强维纶的研发思路和加工方法特征、结构和性能特征，介绍了高强维纶的应用领域和典型应用方法。
关键词：维纶；高强；结构；性能
国外军警作训服和厂矿工作服通常采用锦/棉织物，我国则以涤/棉为主。国内外现有工装面料的使用牢度均不高，导致对员工的劳动保护效果受到影响，并影响到军警的仪容和战术技术水平的发挥。一般而言，对位芳纶、超高分子量聚乙烯、聚芳酯等高强纤维因价格、加工性能及服用舒适性等问题，不用于普通工作服；而纺织纤维中缺乏价格适中的高强纤维来提高工作服、作训服的坚牢程度。为了开发适合于军警作训服和厂矿工作服的高强面料，并兼顾吸湿性、舒适性和加工性能，我们根据维纶理论强度高、吸湿性适中、资源丰富、产业化基础好的特点，开发了性价比高的高强维纶。
1维纶的历史和现状
维纶即聚乙烯醇缩甲醛纤维。聚乙烯醇（PVA）纤维因存在大量羟基，具有水溶性，不能作为服用纤维使用。日本化学家樱田一郎和朝鲜化学家李升基通过对PVA纤维热处理和缩甲醛化改性，于1939年获得耐热水性良好的聚乙烯醇缩甲醛纤维，并于1950年在日本实现了聚乙烯醇缩甲醛纤维的工业化生产，商品名为维尼纶（Vinylon），我国称之为维尼纶或维纶。目前聚乙烯醇纤维及聚乙烯醇缩甲醛纤维的生产国家主要有日本、朝鲜和我国。
1963年我国从日本可乐丽公司引进1万吨/年的维纶成套生产装置，在北京顺义县牛栏山建成北京维尼纶厂。1963—1980年间我国先后建成14个维尼纶厂，维纶年生产总能力达到16.5万吨。维纶具有耐酸、耐碱、耐盐、耐磨损、耐日照、耐腐、防霉、防虫蛀等优点，但着色不够鲜艳、面料不够挺括。因此，随着涤纶等熔纺合成纤维的工业化生产，维纶逐渐被逐出了服用纤维行列。目前我国聚乙烯醇纤维生产厂有四川维尼纶厂、福建纺织化纤集团有限公龙源期刊网
聚乙烯醇纤维掺量对混凝土力学性能的影响
48合成纤维 Synthetic Fiber in China2021年第50卷第10期
聚乙烯醇纤维掺量对混凝土力学性能的影响
梁腾飞、雷瑛2
(1.西安交通工程学院土木工程学院，陕西西安710300; 2.西安交通工程学院机械工程
学院，陕西西安710300)
摘要：为了提高建筑保温用混凝土的综合力学性能，采用添加聚乙烯醇纤维的方式对其进行加强，
研究了不同聚乙烯醇纤维掺量下混凝土的各项基本力学性能。结果表明：聚乙烯醇纤维对混凝土的立
方体抗压强度提升较小，在聚乙烯醇纤维质量分数为0.1%时，立方体抗压强度达到最大，增幅为
17.2%,当掺量大于0.2%时，立方体抗压强度会低于未掺纤维的基准组强度；聚乙烯醇纤维对混凝土的
劈裂抗拉强度和抗折强度有较大提升，两者均在纤维质量分数为0.1%时达到最大值，分别比未掺纤维
时提高了 51.3%和48.1%;提高聚乙烯醇纤维掺量有助于降低混凝土试样的弹性模量。
关键
词：聚乙烯醇纤维；混凝土；力学性能
中图分类号：
TB332 文献标志码：
A
fj窗和墙体是建筑热量损失的重要部分，因此
可以考虑通过选择合适的保温材料来改善间距隔热
性能|1:|。随着当前研究人员对各类高分子材料与复
合保温材料的深入研究，越来越多保温材料被开
发，包括空心玻璃珠、保温聚合物、泡沫酚醛树脂
等1
N时，更多绿色保温材料被用作建筑材料，
优化了人类居住环境，并达到更明显的节能减排效
里
I气-91
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在混凝土中加入纤维增强体可以制得纤维复合
混凝土，增强纤维材料包括碳纤维、聚乙烯醇纤维、
钢纤维、玻璃纤维等|
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D其屮，聚乙烯醇纤维通常
采用高聚合度的聚乙烯醇作为原料制得，具备高力学
强度、低密度、良好隔热性、耐化学介质、不吸水等
多项优势"2_131。通过工程应用测试发现，在混凝土
屮加入聚乙烯醇纤维后能够有效增强抗裂强度，提
升混凝土韧性，从而获得更强抗冲击能力，显著提
高混凝土的承载抗变形作用此外考虑到聚乙烯醇
聚乙烯醇文献综述
聚乙烯醇文献综述
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，工业上多采用聚乙烯酯醇解或水解来制备。最后，对不同种类的PVA制备做了大致介绍。聚乙烯醇的市场前景广阔，其附加值和新用途受到了人们的青睐。
关键词：聚乙烯醇，性能，应用，制备，发展前景
一﹑前言
聚乙烯醇（简称PVA）是目前已发现的唯一具有水溶性且无毒的高聚物，别名为PVA,Poval。聚乙烯醇（简称PVA）是由德国化学家W.O.Herrmann和W.WHachnel博士于1924年合成的，1926年实现了小规模生产，工业化生产源于上世纪50年代，我国上世纪60年代中期，从日本进口引进生产技术生产。聚乙烯醇的结构式为－[CH2CH(OH)]n－，其中n表示聚合度。聚乙烯醇的物理性质受化学结构、醇解度、聚合度的影响。它是近三十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的不断下降，其用途日益广泛，发展速度很快。其性能介于橡胶和塑料之间，按用途可分为纤维和非纤维两大用途。
聚乙烯醇的基本信息
中文名称： 聚乙烯醇
英文名称2： polyvinyl alcohol，viny alcohol polymer，poval，简称PVA
分子式： [C2H4O]n
结构式：
二.聚乙烯醇的性质及用途
1.聚乙烯醇的性质
聚乙烯醇 (polyvinyl alcoho1) ，简称 PVA ，分子式一[CH C H (O
H )] 一 ，为白色片状 、絮状或粉末状固体 ，无味无毒 、无污染 ，可在80 ～90 ℃水中溶解 ，是一种由醋酸乙烯经醇解聚合而成的水溶性高分子聚合物 ，分纤维用和非纤维用两种。其水溶液有很好的黏接性和成膜性，能耐油类、润滑剂和烃类等大多数有机溶剂，具有长链多元醇酯化、醚化、缩醛化等化学性质。
聚乙烯醇 2
聚乙烯醇
摘要：聚乙烯醇是一种用途广泛的水溶性高分子聚合物，其性能介于塑料和橡胶之间，是重要的化工原料，其潜在市场也相当大。本文主要介绍了聚乙烯醇的基本性质以及合成和应用，从不同方面说明聚乙烯醇的制备方法，同时介绍聚乙烯醇在工业以及生活上的应用和发展前景。
关键词：聚乙烯醇 性质 合成 应用 发展前景
一、聚乙烯醇的性质
1．物理性质
聚乙烯醇是一种高分子聚合物，无臭、无毒，外观为白色或微黄色絮状、片状或粉末状固体。分子式为（C2H4O）n，部分醇解PVA分子式为－(C2H4O)n－(C4H6O2)m－。絮状PVA的假比重为（0.21 ～0.30）g/cm3，片状PVA的假比重为（0.47±0.06）g/cm3。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℃。
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。