聚乙烯醇简称PVA,是一种有机化合物,化学式为[C2H4O]n,外观是白色片状、絮状或粉末状固体,无味。溶于水(95℃以上),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、乙二醇等有机溶剂。
聚乙烯醇是通过醋酸乙烯酯聚合制得聚醋酸乙烯酯(PVAC),然后再醇解或者水解得到的。由于羟基基团的存在,使PVA有很高的吸水性,是一种性能优良,用途广泛的水溶性聚合物。
作为一种可溶性树脂,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、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂、胶水等,广泛用于纺织浆料,粘合剂、建筑等行业。也可通过改性制成薄膜,用来制作可降解的地膜、保鲜膜等,其最大特点就是可以自然降解,环境友好。
中文名: 聚乙烯醇
外文名: polyvinyl alcohol, vinyl alcohol polymer
别 名: PVA
化学式: [C2H4O]n
CAS登录号: 9002-89-5
EINECS登录号: 209-183-3
熔 点: 230 至 240 ℃
水溶性: 可溶
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
安全性描述: S24/25
危险性符号: R36/38;R39/23/24/25
危险性描述: Xn
聚乙烯醇的性质:① 水溶性:易溶于水,不溶于几乎所有的有机溶剂。溶解速度随水温的增高而加快。 ② 水溶液的粘度:聚乙烯醇水溶液的粘度比其他水溶性高分子低。根据聚合度,浓度和温度的变化而变化。 ③ 造膜性:聚乙烯醇的水溶液容易成膜。其皮膜有抗拉强度和耐磨强度等物理性能,超过其他的合成树脂。 ④ 吸湿性:聚乙烯醇的吸湿性比其他的水溶性高分子低,受湿度的影响比较少。
聚乙烯醇的醇解度和聚合度:聚乙烯醇是通过聚醋酸乙烯酯醇解得到的,因此其醇解度就是已经成功醇解的官能团占总官能团的百分数。醇解度的单位为%(摩尔分数)。比如原有基团(酯基)有100个,醇解后羟基是60个,那么醇解度就是60%。如型号是这样的聚乙烯醇PVA17-88,那么它的醇解度就是88%。
而聚合度则是大分子中单体的数目。因为聚乙烯醇是一个大分子,这个大分子是由许多个小分子醋酸乙烯酯键接而成的。因此一个是衡量形成的骨架的大小,一个是衡量转变成所要的产物的转化率。
聚乙烯醇的型号:
聚乙烯醇在制造过程中,由于聚合和醇解条件不同,可以得到不同牌号的聚乙烯醇。聚乙烯醇的类型牌号较多,国内与国外牌号也不一致,且牌号不同其性质和用途也不同。
国外类型牌号
国外类型牌号主要有1XX和2XX,l和2为水解度,1代表全水解,2代表部分水解,XX代表聚合度。国外牌号PVA性能指标见表1-2。
国内类型牌号
聚乙烯醇的牌号一般分为17—99、20一99、23--99、24—99、26—99、17—88、20—88、24—88等,前2位数表示平均聚合度的千、百位数,例如17—99中的17表示聚合度为1700,后2位表示醇解度,99表示醇解度为99%,其余类推。国内类型牌号其聚合度主要有500、1700,水解度有99%、88%、78%,主要是17- xx。表1-3为国内常见牌号PVA的性能指标。
聚乙烯醇的粘度和水溶性:
聚乙烯醇在使用过程中最重要的物理性能是其水溶性和水溶液的粘度,这两个性能主要是由构成树脂的分子的醇解度和聚合度而决定的。
粘度:聚合度增大,相同浓度水溶液的粘度增大。在聚合度相同时,醇解度提高,则粘度下降。
水中溶解度: 聚乙烯醇是一种含有大量羟基的高聚物,也是一种水溶性的高分子化合物。但是,由于大分子内和分子间存在者较强的氢键,所以阻碍了其水溶性。其溶解性很大程度上受聚合度、特别是醇解度的影响(醇解度对溶解性的影响大于聚合度)。聚合度增大,在水中的溶解度下降;醇解度增大,在冷水中的溶解度下降,在热水中的溶解度变化并不明显。
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。醇解度在88%以下时,在20℃常温下几乎完全溶解,但随着醇解度的上升,溶解度则大幅度下降,完全醇解的PVA在水中的溶解极微,醇解度为99%及以上的聚乙烯醇只溶于95℃以上的热水中。
聚乙烯醇在铸造涂料中的应用
聚乙烯醇是一种适合水基涂料使用的优良粘接剂,具有以下特点:
但是,聚乙烯醇不易在冷水中溶解,使用时需要在50-60度的热水/温水中预先溶解成水溶液。目前大量使用的牌号是17-88型。
许多公司使用一种进口的PVA,具有较低的粘度,而且具有冷水速溶的特点,即使在冬天,也可以在冷水中较快地溶解。
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