聚乙烯醇理化特性
特性
白色片狀、絮狀或粉末狀固體,無味。
聚乙烯醇的物理性質(zhì)受化學結構、醇解度、聚合度的影響。在聚乙烯醇分子 中的主要結構為1,3-丙二醇,即“頭·尾”結構。聚乙烯醇的聚合度分為**高聚合度(分子量25~30萬)、高聚合度(分子量17~22萬)、中聚合度(分子量12~15萬)和低聚合度(2.5~3.5萬)。醇解度一般有78%、88%、98%三種。部分醇解的醇解度通常為87%~89%,完全醇解的醇解度為98%~**。常取平均聚合度的千、百位數(shù)放在**,將醇解度的百分數(shù)放在后面,如17-88即表聚合度為1700,醇解度為88%。一般來說,聚合度增大,水溶液粘度增大,成膜后的強度和耐溶劑性提高,但水中溶解性、成膜后伸長率下降。聚乙烯醇的相對密度(25℃/4℃)1.27~1.31(固體)、1.02(10%溶液),熔點230 ℃,玻璃化溫度75~85℃,在空氣中加熱至100℃以上慢慢變色、脆化。加熱至160~170℃脫水醚化,失去溶解性,加熱到200 ℃開始分解。**過250℃變成含有共軛雙鍵的聚合物。折射率1. 49~1. 52,熱導率0.2W/(m·K),比熱容1~5 J/(kg·K),電阻率(3.1~3.8)×10 Ω·cm。溶于水,為了完全溶解一般需加熱到65~75℃。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,微溶于二甲基亞砜,120~150℃可溶于甘油,但冷至室溫時成為膠凍。溶解聚乙烯醇應先將物料在攪拌下加入室溫水中,分散均勻后再升溫加速溶解,這樣可以防止結塊,影響溶解速度。聚乙烯醇水溶液(5%)對硼砂、硼酸很敏感,易引起凝膠化,當硼砂達到溶液質(zhì)量的1%時,就會產(chǎn)生不可逆的凝膠化。鉻酸鹽、重鉻酸鹽、高錳酸鹽也能使聚乙烯醇凝膠。PVA 17-88水溶液在室溫下隨時間粘度逐漸增大,但濃度為8%時的粘度是**穩(wěn)定的,與時間無關。聚乙烯醇成膜性好,對除水蒸氣和氨以外的許多氣體有高度的不適氣性。耐光性好,不受光照影響。通明火時可燃燒,有特殊氣味。水溶液在貯存時,有時會出現(xiàn)毒變。無毒,對人體皮膚無刺激性。
用作聚醋酸乙烯乳液聚合的乳化穩(wěn)定劑。用于制造水溶性膠粘劑。用作淀粉膠粘劑的改性劑。還可用于制備感光膠和耐苯類溶劑的密封膠。也用作脫模劑,分散劑等。貯存于陰涼、干燥的庫房內(nèi).防潮,*。
聚乙烯醇17-92,簡稱PVA 17-92,白色顆粒或粉末狀。易溶于水,溶解溫度75~80℃。其他性能基本與PVA17-88相同。用作乳液聚合的乳化穩(wěn)定劑。用于制造水溶性膠粘劑。貯存于陰涼、干燥的庫房內(nèi),*、防潮。
聚乙烯醇17-99,又稱漿紗樹脂(Sizing resin),簡稱PVA17-99。白色或微黃色粉末或絮狀物固體。玻璃化溫度85℃,皂化值3~12mg KOH/g。溶于90~95℃的熱水,幾乎不溶于冷水。濃度大于l0%的水溶液,在室溫下就會凝膠成凍,高溫下會變稀恢復流動性。為使粘度穩(wěn)定,可于溶液中加入適量的硫氰酸鈉,硫氰酸鈣、苯酚、丁醇等粘度穩(wěn)定劑。PVA17-99溶液對硼砂引起凝膠比PVA17-88較敏感,溶液質(zhì)量的0.1%的硼砂就會使5%PVA17-99水溶液凝膠化,而引起同樣濃度PVA 17-88水溶液凝膠化的硼砂量則需1%。對于相同濃度、相同醇解度的聚乙烯醇水溶液,硼砂比硼酸較易發(fā)生凝膠。PVA17-99比PVA17-88對苯類、氯代烴、酯、酮、醚、烴等溶劑的耐受能力較強。加熱至100℃以上逐漸變色,150℃以上時很快變色,200℃以上時將分解。聚乙烯醇加熱時變色的性質(zhì)可以通過加入0.5%~3%的硼酸而得到抑制。耐光性好,不受光照的影響。具有長鏈多元醇的酯化、醚化、縮醛化等化學反應性。通明火會燃燒,有特殊氣味。無毒,對人體皮膚無刺激性。
聚乙烯醇17-99B主要用于制造高粘度聚乙烯醇縮丁醛.廣泛用作漿紗料的分散劑等。其他類型的17-99用作聚醋酸乙烯乳液聚合的乳化穩(wěn)定劑,但效果不如17-88,一般是將17-99與17-88混合使用。17-99用于制造聚乙烯醇縮甲醛水溶液(主要是107建筑膠)。17-99還用于制備耐苯類溶劑的密封膠。貯存于陰涼、干燥的庫房內(nèi),防潮、*。
密度:聚乙烯醇的相對密度(25℃/4℃)1.27~1.31(固體)、1.02(10%溶液)。
玻璃化溫度:75~85℃。
受熱性能:在空氣中加熱至100℃以上慢慢變色、脆化。加熱至160~170℃脫水醚化,失去溶解性,加熱到200 ℃開始分解。**過250℃變成含有共軛雙鍵的聚合物。
折射率:1. 49~1. 52。
熱導率:0.2W/(m·K)。
比熱容:1~5kJ/(kg·K)。
電阻率:(3.1~3. 8)×10Ω·cm。
引燃溫度(℃):410(粉末)
爆炸下限%(V/V):125 g/m3
溶解性:溶于水,為了完全溶解一般需加熱到65~75℃。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。微溶于二甲基亞砜。120~150℃可溶于甘油.但冷至室溫時成為膠凍。
PVA薄膜制造
PVA是一可被細菌作為碳源和能源利用的乙烯基聚合物,在細菌和酶的作用下,46天可降解75%,屬于一種生物可降解高分子材料,可由非石油路線大規(guī)模生產(chǎn),價格低廉,其耐油、耐溶劑及氣體阻隔性能出眾,在食品、藥品包裝方面具有*特優(yōu)勢。PVA的應用基于溶液法,通過流延成膜制備薄膜材料,但是溶液加工成型需經(jīng)歷溶解和干燥過程, 存在工藝復雜、成本高、產(chǎn)量低等缺點,很難制備厚壁、形狀復雜的制品,同時,也無法與其他材料進行共擠吹塑制備多層復合薄膜。
(1)共聚改性,通過共聚或高分子反應在主鏈或側基上引入作用力較弱的單元,減弱PVA分子內(nèi)和分子間作用力,降低熔點。
(2)共混改性,通過加入能與PVA中羥基生成氫鍵的大量聚合物,破壞PVA分子間作用力,降低熔點或提高熱分解溫度,如糖類衍生物、膠原水解物等。Nishino將糖類衍生物Poly(GEMA)與PVA共混,其熱分解溫度大幅提高,當加入量為到25wt%時,混合物的熱分解溫度達到326℃。意大利Montedison集團Novamont公司開發(fā)生產(chǎn)出較成功的PVA/淀粉復合材料“MaterBi”牌號,由變性淀粉與改性PVA 共混構成的互穿網(wǎng)絡結構高分子塑料合金, 具有優(yōu)異的成型加工性、二次加工性、力學性能和生物降解性能。 該公司已開發(fā)出擠出成型用片、吹塑薄膜、流延薄膜、注塑制品、中空容器、玩具等產(chǎn)品。
(3)后反應改性,通過對PVA分子鏈上的羥基進行化學改性,引入可降低PVA的規(guī)整度和提高熱穩(wěn)定性的結構單元,改善PVA的熱塑加工性能。Nishimura研究表明,烷基硼酸絡合物能有效地降低PVA的熔融溫度和提高分解溫度,實現(xiàn)熔融紡絲。
(4)增塑改性,該方法簡單、高效,國內(nèi)外對增塑研究較多,采用水、無機鹽、甘油、多元醇及其低聚物、己內(nèi)酰胺、醇胺等單一或復合增塑改性劑,降低PVA的熔點,改善加工流動性。
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