聚乙烯醇(PVA)

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1、聚乙烯醇(PVA)第二章聚乙烯醇(PVA)2．1概述聚乙烯醇是人们最熟悉的水溶性高分子，它是白色、粉末状树脂，由聚醋酸乙烯水解而得。其结构式为：由于分子链上含有大量侧基———羟基，聚乙烯醇具有良好的水溶性。它还具有良好的成膜性、粘接力和乳化性，有卓越的耐油脂和耐溶剂性能。因此，聚乙烯醇广泛地用作粘合剂(铸造型芯粘合剂，无纺布粘合剂，颜料粘合剂)、造纸用涂饰剂和施胶剂、纺织浆料、陶瓷工业中的暂时性粘合剂、乳液聚合的乳化剂和保护胶体、制备钢的淬火液、化妆晶、油田化学品及汽车安全玻璃。当然，聚乙烯醇之所以早已为人们熟悉，并不是由于它的上述性能和用途，而是因为它是维

2、尼纶的主要原料。本章现在要讨论的并不是以维尼纶的原料出发来讨论聚乙烯醇，而是从非纤维应用的角度来描述其性能和用途。聚乙烯醇最早是由德国化学家W．O．Herrmann和W．Haehnel博士于1924年首先发现的。第一篇有关聚乙烯醇的论文发表于1927年。直到1938年，日本仓敷公司、钟纺公司以电石为原料研制成合成纤维。东京大学的樱田一郎教授发表了聚乙烯醇纤维的第一份研究报告。美国的第一家聚乙烯醇生产厂家是杜邦公司，它于1939年开始生产。而第一家初具工业规模并用以生产维尼纶的聚乙烯醇工厂是日本仓敷公司在富山建立的日产五吨的工厂，它于1950年投产。此后相继有

3、不少聚乙烯醇工厂投入生产，其生产能力和产量逐年都有所提高，产品的价格则逐年下降。表2—2、表2-3是日本和美国的生产能力。由表可见，日本的聚乙烯醇生产能力约为全世界生产能力总和的一半。同时，日本的生产技术水平也居领先地位。我国聚乙烯醇生产起始于60年代初，最早在天津有机化工实验厂试产，1965年在吉林四平联合化工厂建成千吨级生产装置。此后又在北京有机化工厂引进日本的技术和装置，建成万吨级生产装置。70年代，又相继在各地建成九套万吨级生产装置，这些装置都为电石法的生产路线，1976年在上海金山石油化工总厂、1980年在四川维尼纶厂又分别建成乙烯和天然气路线的聚

4、乙烯醇装置。前者生产能力为3．3万t／a，后者为4．5万t／a。这样，1996年我国聚乙烯醇生产能力已达24．2万t／a，跃居世界首位，超过日本。不管是我国还是外国，聚乙烯醇的发展都是在维尼纶的基础上发展起来的，但是，维尼纶作为合成纤维的一个品种，存在着一系列的缺点。例如，维尼纶的弹性低，染色性能不良，尺寸稳定性差，因而在合成纤维工业中逐渐为涤纶、尼龙、腈纶所代替。这就导致聚乙烯醇产品产生严重的滞销。迫使各厂家纷纷加紧非纤维应用的研究。由于聚乙烯醇具有一系列优异的性能，所以，非纤维应用的开发速度是很快的，日本在1960年前几乎全部聚乙烯醇都用来生产维尼纶．十

5、年后，非纤维应用已占总产量的二分之一左右。由表2—2可明显地反映出这种发展趋势。表2—3是美国目前聚乙烯醇应用情况，它和西欧一样，大多用于非纤维方面，几乎不生产维尼纶。英国和联邦德国的聚乙烯醇大多用于乳液聚合的乳化剂，只有少量用作经纱浆料。朝鲜也是生产维尼纶较多的国家。我国的聚乙烯醇非纤维用的开发工作在60年代初即已开始，主要是用聚乙烯醇作乳化剂，生产聚乙酸乙烯乳胶涂料。80年代开始，非纤维应用的开发工作受到了极大的重视，目前已在经纱浆料、粘合剂、医药、乳化剂，淬火剂等方面获得了应用。随着维尼纶滞销形势的继续发展，非纤维应用研究具有更大的吸引力和紧迫感。表2

6、—4为我国非纤维应用的情况。1993年，我国聚乙烯醇表观?肖费量为19．7万t位居世界第一位。据报道非纤维用量已由1984年的30％增加到1994年的75％。目前，市场前景非常乐观。2．2制备刚聚乙烯醇不能直接由乙烯醇聚合而得，因为乙烯醇极不稳定，不可能存在游离的乙烯醇单体。聚乙烯醇的制备；第一步先由乙酸乙烯聚合生成聚乙酸乙烯。然后，聚乙酸乙烯醇解生成聚乙烯醇。其反应式如下：生产工序有：乙酸乙烯聚合、聚乙酸乙烯醇解及乙酸和甲醇的回收等。(1)乙酸乙烯聚合乙酸乙烯经预热后，与溶剂甲醇及引发剂偶氮二异丁腈混合，送入两台串联聚合釜，于66—68~C及常压下进行聚合

7、。聚合4—6小时后，有三分之二的乙酸乙烯聚合为聚乙酸乙烯。借甲醇的蒸发以带走聚合产生的热量，甲醇经冷凝后返回聚合釜中。聚合液送单体吹出塔，用甲醇蒸气将其中未聚合的乙酸乙烯吹出后，以甲醇调节浓度至聚乙酸乙烯含量为33%的甲醇溶液，送醇解工段进行醇解。单体吹出塔中吹出的乙酸乙烯及甲醇经分离精馏，回收循环使用。（2）聚乙酸乙烯醇解聚乙酸乙烯与氢氧化钠甲醇溶液以乙酸乙烯：甲醇：氢氧化钠：水为l：2；0．0l：0．0002的比例同时加入高速混和器经充分混合后进入皮带醇解机，50~C~．度下进行醇解，皮带以每分钟1．1—1．2m的速度移动，约4min醇解结束得到固化聚乙

8、烯醇，经粉碎、压榨、千燥脱除溶剂后得到成品聚乙烯醇。