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聚乙烯醇

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聚乙烯醇(PVOH,PVA或PVAI)是一种水溶性合成聚合物其理想化的分子式为[CH2CH(OH)]n,可应用于造纸、纺织和各类涂料制造。它白色(无色)无味的,作为商品的聚乙烯醇通常呈珠状或水溶液状态。

1 使用编辑

聚乙烯醇可以用作悬浮聚合助剂制备聚醋酸乙烯酯分散体,它在其中起到保护乳胶粒的作用。这是聚乙烯醇在中国市场内部最大的应用。而在日本,它的主要用于生产维尼纶。

聚乙烯醇的其他用途有:通过注塑成型制作成可溶性容器,其中可填充洗涤剂或农用化学品用于在后期主动释放;含硼酸的纸用粘合剂,可用于螺旋管的缠绕和板材生产;增稠剂;改性剂;聚醋酸乙烯酯胶,织物上浆剂;纸张涂料;防粘衬里;水溶性包装材料(如用于包裹“liquid-tabs”中洗衣液成分的薄膜);用于制作聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料瓶中的二氧化碳阻隔层;制作水转印工艺中的薄膜;由于环氧树脂等材料不与之发生粘连,可作为脱模剂;通过和硼砂混合,可用于实现电影效果,或制作用于儿童玩具的橡皮泥或冻状胶泥;可用于制作滴眼液(如用于治疗干眼症的人造泪液)和硬质隐形眼镜的润滑剂;聚乙烯醇现为可用于增强混凝土;可作为原料生产聚硝酸乙烯酯(PVN),后者是一种硝酸和聚乙烯醇的酯化产物;可用作表面活性剂,用于制备聚合物包裹的纳米珠;制作化学防护手套;用作样品(尤其是粪便样品)的固定剂;通过与碘混合,其可用于偏振光;在医疗过程中可用作栓塞剂;可用来制作人造血管,在多普勒血流测试中用于颈动脉假体;[1]可在3D打印工艺中作为随后可除去的支撑结构(即失蜡法)。

1.1 聚乙烯醇缩醛 

聚乙烯醇缩醛由醛类和聚乙烯醇反应制得,例如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和聚乙烯醇缩甲醛(PVF),它们分别由聚乙烯醇与丁醛和甲醛反应制备而成。聚乙烯醇在美国和西欧的最大用途是制备聚乙烯醇缩丁醛。

1.2 渔业

聚乙烯醇广泛用于淡水钓鱼。聚乙烯醇模制胶囊和由聚乙烯醇制成的、内部填充有干燥或油状诱饵的小袋附在挂钩上,或者将带诱饵的挂钩放入上述小袋内并投到水中。当袋子落在湖底或河底时,聚乙烯醇溶解在水中,留下被投饵、小球等包围的鱼钩。

垂钓者也使用聚乙烯醇制成的线来制作临时附件。例如,在线圈中使用一段聚乙烯醇制成的线,避免在铸造时线会缠结在一起。

2 准备编辑

与大多数乙烯基聚合物不同,聚乙烯醇不是由相应的单体(即乙烯醇)直接聚合而成,因为单体乙烯醇相对于其互变异构物乙醛的热力稳定性较差。聚乙烯醇是通过乙酸乙烯酯聚合反应产物进一步转化而来的。[2]有时使用其他前体聚合物,用甲酸酯、氯乙酸酯基团代替乙酸酯。聚酯的转化通常采用碱催化乙醇酯交换反应:

聚合物的性质取决于酯基的残余量。

2006年,全球聚乙烯醇消费量超过100万公吨。[2]较大的生产商包括库拉雷(Kuraray)(日本、欧洲和美国)和塞基水特种化学品(Sekisui Specialty Chemicals)(美国),中国并不在其中,但中国大陆在过去十年中建立了许多非常大的生产设施,目前占世界产能的45%。朝鲜制造的纤维醋液是由聚乙烯醇制成的。尽管它作为服装纤维的性能较差,但它的生产是出于自给自足的原因,因为生产它不需要石油。

3 结构和性质编辑

聚乙烯醇是一种具有结晶度的无规立构材料。就微观结构而言,它主要由1,3-二醇键连接的[-CH2-CH(OH)-CH2-CH(OH)-]组成,但是根据乙烯基酯前体的聚合条件,有少数的1,2-二醇键连接的[-CH2-CH(OH)-CH(OH)-CH2-]发生。[2]

聚乙烯醇具有优异的成膜、乳化和粘合性能。它还耐油、油脂和溶剂。它具有高拉伸强度和柔韧性,以及高氧、芳香阻隔性能。然而,这些特性取决聚乙烯醇的湿度,换句话说,湿度越高,吸收的水分越多,作为增塑剂的水会降低其拉伸强度,但增加其伸长率和撕裂强度。

对于完全水解和部分水解等级,聚乙烯醇的熔点分别为230℃和180–190℃(356-374℉)。它在200℃以上迅速分解,因为它可以在高温下热解。

聚乙烯醇几乎不可压缩。泊松比在0.42和0.48之间。[2]

4 聚乙烯醇的商品名编辑

商品名包括戈什诺尔、库拉雷波瓦尔、莫沃、塞尔沃、埃克塞尔瓦尔、波利维尔、锡诺帕克和埃尔瓦诺。

5 安全性编辑

聚乙烯醇无毒。它降解缓慢,含有高达5%聚乙烯醇的溶液对鱼类无毒。[3]

参考文献

  • [1]

    ^"PrimaSELECTPVA+". PrimaCreator. Retrieved 30 April 2019..

  • [2]

    ^SRI Consulting CEH Report Polyvinyl Alcohol, published March 2007, abstract retrieved July 30, 2008..

  • [3]

    ^Manfred L. Hallensleben "Polyvinyl Compounds, Others" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2000, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a21_743.

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