聚乙烯醇纤维.ppt

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1、聚乙烯醇纤维以聚乙烯醇为原料纺丝制得的合成纤维。将这种纤维经甲醛处理所得到聚乙烯醇纤维，中国称维纶，国际上称维尼纶。比较低分子量聚乙烯醇为原料经纺丝制得的纤维是水溶性的，称为水溶性聚乙烯醇纤维。一般的聚乙烯醇纤维不具备必要的耐热水性，实际应用价值不大。聚乙烯醇缩甲醛纤维具有柔软、保暖等特性，尤其是吸湿率(可达5%)在合成纤维诸品种中是比较高的,故有合成棉花之称;但其耐热性差,软化点只有120℃。聚乙烯醇的合成、结构和性质一、聚乙烯醇的合成聚乙烯醇的化学结构为[C2H4O]n，相应的单体帷乙烯醇CH2=CHOH。由于游离态的乙烯醇极不稳定，不

2、能单独存在，所以要获得具有实用价值的聚乙烯醇，通常以醋酸乙烯为单体进行聚合，进而醇解或水解制成聚乙烯醇。1．醋酸乙烯制备目前醋酸乙烯的合成主要有乙炔法和乙烯法。(1)乙炔法：乙炔法是以乙炔和醋酸为原料，在200℃左右，常压下以气相通到 以活性炭等为载体的催化剂醋酸锌上反应制得醋酸乙烯。HC≡CH + CH3COOH —→ H2C = CH∣OCOCH3（2)乙烯法：乙烯法则以乙烯和醋酸为原料，以钯-金为催化剂，醋酸钾或醋酸钠为助催化剂，活性氧化铝或硅胶为载体，在100℃以上，加压下反应制得醋酸乙烯。H2C=CH2 + CH3COOH + 1

3、/2O2  —→H2C=CH  + H2O∣OCOCH3以上所得醋酸乙烯是一种无色透明液体，易流动，挥发性强，略有毒性，对人体皮肤和眼睛有刺激作用，微溶于水，溶于甲醇、乙醇和乙醚等普通有机溶剂。2．醋酸乙烯聚合在紫外线、γ射线、X射线等作用下，醋酸乙烯容易发生自由基型聚合反应。十分纯净的醋酸乙烯在无氧情况下仅靠加热不会发生聚合。在引发剂作用下，醋酸乙烯能在较缓和的条件下发生聚合。根据聚醋酸乙烯的不同用途，工业上醋酸乙烯聚合的实施方法有很多种。用于制造聚乙烯醇纤维使用的聚醋酸乙烯，通常是以甲醇为溶剂采用溶剂聚合法制得。其主反应式为：nH2C=

4、CH─→-[H2C─CH]-n+89kJ／mol

5、

6、OCOCH3OCOCH3二、聚乙烯醇的制备目前生产成纤用聚乙烯醇都是将聚醋酸乙烯在甲醇或氢氧化钠作用下进行醇解反应而得。-[H2C─CH]-n+CH3OHNaOH=-[H2C─CH]-n+nCH3COOCH3

7、

8、OCOCH3OH-[H2C─CH]-n+nNaOH—→-[H2C─CH]-n+nCH3COONa

9、

10、OCOCH3OH二、聚乙烯醇的结构和性质1、聚乙烯醇的结构在聚乙烯醇分子中存在着两种化学结构，即1,3和1,2乙二醇结构，但主要的结构是1,3乙二醇结构，即“头·尾”结构。聚

11、乙烯醇的聚合度分为超高聚合度（分子量25～30万）、高聚合度（分子量17－22万）、中聚合度（分子量12～15万）和低聚合度〔2．5～3.5万〕。~~~~CH2-CHOH-CH2-CH0H-CH2-CHOH~~~~~~头尾连接~~~~CH2-CHOH-CHOH-CH2-CH2-CH2-CHOH~~~~~~头头连接聚乙烯醇的聚合度分为超高聚合度（分子量25～30万）、高聚合度（分子量17－22万）、中聚合度（分子量12～15万）和低聚合度〔2．5～3.5万〕。醇解度一般有78%、88%、98%三种。部分醇解的醇解度通常为87%～89%，完全醇

12、解的醇解度为98%～100%。常取平均聚合度的千、百位数放在前面，将醇解度的百分数放在后面，如17－88即表聚合度为1700,醇解度为88%。一般来说，聚合度增大，水溶液粘度增大，成膜后的强度和耐溶剂性提高，但水中溶解性、成膜后伸长率下降。2、聚乙烯醇的性质（1）物理性质聚乙烯醇的物理性质受化学结构、醇解度、聚合度的影响。聚乙烯醇（PVA）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

13、点。（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

14、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