化工毕业论文

1、聚乙烯醇(简称pva)最早由徳国的化学家赫尔曼(w.o.hemnann) 和海涅尔(w.hachnel)? 1924年发明的。1951年我国已经从事pva 的研究和开发工作，20世纪70年代市场上出现了 pva商品。由于合 成技术的不断提高和价格不断下降，它的用途口益广泛，发展速度很 快。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。由于轻基基团的存在，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。聚乙烯醇为一种 可溶性树脂，一般用作纺织浆料，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。聚乙烯醇的最人特

2、 点就是可以自然降解，环境友好。1聚乙烯醇的性质聚乙烯醇一般为白色或微黄色，为絮片状、颗粒状、粉末状固体。无毒无味，性能介于塑料和橡胶之间。pva溶液遇碘液变深蓝色，这 种变色受热后消失而冷却又重现。由于分子链上含有大量的侧基一轻 基，具有良好的水溶性，同吋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。聚乙烯醇的相对密度为(25°c / 4°c)1.271.31(固体)、1.02(10%溶液),熔点230°c ,玻璃化温度 75-85 °c,在空气屮加热至100°c以上慢慢变色、脆化。加热至160 一 170°c脱

3、水醯化，失去溶解性，加热到200°c开始分解。超过250°c 变成含有共辄双键的聚合物。折射率1. 49叮152,热导率0.2w/ (mk),比热容15j/(kgk),电阻率(3138)xlo7qcm。1.1pva在水屮的溶解性聚乙烯醇溶于水，几乎都是溶解在水中使用，其溶解性很大程度 上受聚合度、特别是醇解度的影响。pva是一种含有大量耗基的高聚 物，而轻基是强亲水性基团，所以它是一种水溶性的高分子化合物。 然而，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。pva屮残余的醋酸根（表现在醇解度的高低）是疏水性基团。它的 存在，一方面阻碍了聚乙烯醇在水中的溶解；

4、另一方血，它的空间位 阻很大，妨碍了大分了之间或大分了木身氢键的形成，促进了水溶性。 例如:1799-pva残余醋酸根0.2%，其结品度高，所以只能溶解在 95°c的热水中。1788pva残余醋酸根为12%,故在20°c时几乎完 全溶于水。pva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。微溶于二甲基亚砚乙二醇, 溶于丙三醇、乙醇胺、甲酰胺等。120-150°c可溶于甘油。但冷至室 温时成为胶冻。一般说来，聚合度增人，聚乙烯醇水溶液的粘度增大， 成膜后的强度和耐溶剂性增大，但在水中的溶解度下降，成膜后的伸 长率下降。醇

5、解度增大，在冷水中溶解度下降，而在热水中的溶解度 提高。聚乙烯醇的溶解性随其醇解度的高低而有很大差别。醇解度小 于66%,由于憎水的乙酰基含量增大，水溶性下降。醇解度在50% 以下，聚乙烯醇即不再溶于水。以上品种的产品，一旦制成水溶液, 就不会在冷却吋从溶液中再析出來。温度对聚乙烯醇溶解性能的影响也因醇解度的高低而不同。在醇 解度为97%98%吋这种影响变得十分明显。1.2pva水溶液的性质从表11可知，当聚乙烯醇的水溶液浓度为1 %5%时，在室 温下放置较长时间或长时间加热，其粘度不下降，说明没有解聚现象。 当溶液浓度增高时，粘度也有所升高，长时间静置后可出现凝胶，因 为放置后形成了超分了结

6、构。但加热后凝胶消失，形成均一的溶液。表1-1在30t下不同pva浓度时的水液性质浓度()时间(h)1%pva3%pva5%pva粘度(mpa -s)6%pva7%pva102.79.833.552.894.5502.810.034.060.2114.01002.89.933.870.0130.1(1) pva水溶液粘度的变化pva水溶液的粘度随品种、溶液浓度、溶液温度而变化。 pva. 1799拜基较多，乂缺少空间障碍，分了之间易产生氢键，易进 行交联。所以，pva-1799水溶液粘度随时间而上升，而1788-pva 几乎看不出粘度随时间上升而变化。其粘度随时间大体是一直线关系。(2) 聚乙

7、烯醇溶液的溶胶一凝胶化转变凝胶化有两种物理途径：一是提高溶液的浓度；二是降低溶液的 温度。聚乙烯醇浓度越高，其凝胶点也越高。凝胶的熔融行为与结晶 热力学熔融相类似。随着聚乙烯醇浓度的增加，市于pva分子互相 缠结，溶液由稀溶液进入亚浓溶液，此时溶液山有的空间完全被溶胀 的大分子线团所填充，聚乙烯醇浓溶液会形成凝胶。聚乙烯醇浓溶液冷却至某一温度，溶液转变凝胶，在很小的应力 下不会流动，此温度称为凝胶点。凝胶点与溶液的冷却速度有关。同 样，对凝胶加热，凝胶丿|:始流动时的温度，即为凝胶熔点。另外，聚乙烯醇水凝胶对外加盐也是相当稳定的。(3) 水溶液的稳定性pva-1799的水溶液，放置后会引起粘度

8、上升，而pva. 1788的 水溶液较稳定。然而，如果添加某些化学药品如硼酸或硼砂，则情况 相反。随着醇解度的降低，其凝胶化所需这两种化合物量则降低，也 就是其稳定性降低。(4) pva薄膜的吸湿性所有牌号的聚乙烯醇都是吸湿性的。2聚乙烯醇的类型牌号2.1聚乙烯醇的结构与类型聚乙烯醇(pva),结构式-ch2ch(0h)n-。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“头一尾"结构。聚乙烯醇的人分子链分子主链构 型为伸直链，反式一左右式平面子截面积0.228nm2，单元链节长度 0.253nmo其分子链直径小、分子间作

9、用力强、极性大，其理论强度 和模量分别可达200cn / dtex和2000en / dtexo聚乙烯醇按水解度可分为超级水解、全水解、部分水解-:种类型o 超级水解其水解度为99%100%,全水解其水解度为92%98%, 部分水解其水解度为86%89%和73%78%(造纸上用)以及66%以 下(不在造纸上用)。聚乙烯醇的醇解度一般有78%、88%、98%三种。部分醇解的 醇解度通常为87%89%,完全醇解的聚乙烯醇醇解度为98%-100%o聚乙烯醇按聚合度可分为：超高聚合度(分了量2530万)、高 聚合度(分子量1722万)、中聚合度(分子量12-15万)和低聚合度 (2.5-3.5万)。p

10、va按粘度可分为高、中、低三种类型。粘度 55-,67(10-3pas)为高粘度，粘度2532(10-3pas)为中粘度,粘度 6.0(103pas)以下为低粘度(此粘度值是在质量分数为4%时测定)。在水解度相同的情况下，粘度的高、中、低三种类型与聚合度的 高、中、低三种类型相对应。2.2聚乙烯醇的类型牌号聚乙烯醇在制造过程屮，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。(1) 国外类型牌号国外类型牌号主要有1xx和2xx, 1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

11、能指标见表 l-2o(2) 国内类型牌号聚乙烯醇的牌号一般分为1799、20 99、23-99、2499> 2699、1788、2088> 2488等，前2位数表示聚合度，例如 1799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17xxo表13为国内常见牌号 pva的性能指标，表1-4为中国石油化工股份有限公司公布的树脂级 聚乙烯醇的牌号。表12国外牌号pva的性能指标粘度/4%pva牌号水解度/%聚合度(10-3pa s)10599500-60054117

12、991700-18002532124992400-250055-6720587 89500-6005-621787-8917(x41800192322487 892400-25003977表13国内牌号pva的性能指标pva牌号水解度/%聚合度粘度/4%(103pa s)17-9999170045 5517-88881700142117-7878170013-1705-88885005605-787850037注：有些牌号后带有英文字母,如 1799s(l),s表示主要用于浆纱，(l)表示醇解工艺。聚乙烯醇17-99,简称pva1799, 乂称浆纱树树脂(sizingresin), 习惯上也称

13、为纺织级的聚乙烯醇。我国生产的聚乙烯醇多数为 pva17-99,即完全醇解型聚乙烯醇。其为白色或微黄色粉末或絮状物 固体，玻璃化温度85°c,皂化值3-12mgkoh/go溶于90-95°c的 热水，几乎不溶于冷水。浓度大于1o%的水溶液，在室温下就会凝 胶成冻，高温下会变稀恢复流动性。聚乙烯醇17-88,简称pva1788,部分醇解型，习惯上称为非纺丝级或浆料级。聚乙烯醇17-92,简称pva 17-92,片色颗粒或粉末状。易溶于水，溶解温度75-80°co其他性能基本与pva17. 88和同。用作乳液 聚合的乳化稳定剂。用于制造水溶性胶粘剂。贮存于阴凉、干燥的

14、库 房内，防火、防潮。表14衆乙烯薛一树脂级牌号（中国石化）牌号醇解度/%粘度(10-3pa s)ph值主要用途179999.962&5主要用于织物浆纱料，广泛用于涂 料、粘合剂、乳化剂、土壤改良剂等209999.9239.7主要用于整理剂、粘合剂、乳化剂、 涂料、研磨材料、暂时性保护膜等主要用于涂料、粘合剂、分散剂、178888.5323.16.0浆纱料、乳化剂、感光胶、金属表面处理、土壤改良剂等179291.8625.16.0主要用于涂料、粘合剂、分散剂、胶水.浆纱料等测试方法gb/t12010gb/t12010gb/t12010注：残余醴酸根（解解度）已皂化晨/样品未皂化部分/样

15、品3聚乙烯醇应用特点与应用领域聚乙烯醇根据性状可分为絮状和片状（颗粒状）。聚合度越高其溶 液的粘度越大，醇解度越低低温溶解性越好。低聚合度高醇解度的一 般用作纺织浆料，其余一般用作水性粘合剂的保护胶体，或者用作建 筑粘合剂（如常用的107、801建筑胶水）。工业上除了用作维纶的原 料外，还被大量用于生产涂料、胶粘剂、纤维浆料、纸品加工剂、乳 化剂、分散剂等产品，应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材 加工、造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等领域。现在市场上1799絮状价格在1610016300每吨,1788价格在17000, 2699片状约17200o中国石油化工股份有限公司生产的部分聚乙

16、烯醇牌号及用途见下表。表15聚乙烯醇用途（中国石化）牌号挥发分/%主要用途主要用于织物浆纱料，广泛用于涂料、粘合剂、乳化剂、土17995.8壤改良剂等主要用于整理剂、粘合剂.乳化剂、涂料、研磨材料.暂时20995.6性保护膜等主要用于涂料.粘合剂、分散剂、浆纱料、乳化剂.感光胶、17884.8金属表面处理、土壤改良剂等17925.0主要用于涂料.粘合剂、分散剂、胶水.浆纱料等测试方法gbe2010聚乙烯醇多梵基强氢键的特点使其具有优良的水溶性、生物相容 性、阻隔性、耐溶剂性、力学性能、可生物降解性、强力粘接性、皮 膜柔韧性、平滑性、耐磨耗性，除了用于维纶纤维外，还被大量用于 生产涂料、胶黏剂、

17、纤维浆料、纸品加工剂、乳化剂、分散剂等产品， 应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农 业、钢铁、高分了化工等领域。国内外聚乙烯醇的具体应用领域如下： 3.1在化纤工业屮的应用在化学纤维中，pva尤其是以pva. 1799为原料可制备制各维 尼纶（以下简称维纶）。维纶纤维是种很有价值的功能性差别化纤维, 水溶性维纶纤维有长丝和短纤两大类。水溶性维纶长丝是理想的水溶 性纤维，是维纶的特色品种，可有o100°c水溶温度，供各种 用途使用。维纶纤维具有以下特点：理想的水溶温度。优良的吸湿性、 耐磨性和强伸度。其吸湿性不仅能与棉花相媲美，而且其强度和耐磨 性均优于棉花。良

18、好的耐腐蚀性。维纶能耐酸、耐碱，长时间放置 在海水或埋于地下，强度均无明显下降。良好的耐日光性和耐干热 性。其耐口光性比聚酰胺纤维和粘胶纤维还要好。溶子水后无味、 无毒，水溶液呈无色透明状，在较短时间内能自然生物降解。由于其 以上优点，被广泛应用于制备纤维，薄膜、纺织浆料、织物整理剂、 无捻毛山、织袜、渔网、帘子布、篷布等工业以及生活领域的产品。 3.2在造纸工业中的应用pva代替淀粉作纸张表面施胶剂可使纸张质量如印刷适应性、平 滑性、耐磨擦性、耐折度、耐油性和耐化学品性显著提高，适用于各 种纸张的表面施胶。造纸pva水溶纤维在造纸中具有应用极为方便、 利用率高、增强效果好、对环境无污染等特点。除在特种纸中可应用 外，在普通印刷纸、水泥包装袋纸上也有广阔的前景。3.3在建筑业屮的应用高强度pva纤维在建材中的应用已日益广泛，已被用于建筑物 中混凝-上的加强，如水泥板，下水道，正面观台的地面，停车场等； 也可用于水泥和玻璃纤维的理想替代物、室内装磺的纤维的补张等中。 而且在内墙涂料及胶黏剂上pva也开始得到越来越广泛的应用。 pva涂料具有良好的耐候性、防水性，遇水不膨胀、不脆化，无毒无 味、且价