2003 IKE 47-0

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PIKE-icon-IKE-20-50 Read document   塑膠物語: 聚乙烯醇

Materials  │ Introduction  │ Basic  │
 PVA; PVAL; polymer;
PlasTerm.Equation   ..蔣重光
 
聚乙烯醇 (polyvinyl alcohol)     聚乙酸乙烯酯水解或醇解而生成的一種聚合物。英文縮寫為 PVA。商品聚乙烯醇是白色到淺黃色粉末。

1924 年德國 W.O. 赫爾曼和W.黑內爾首先製得聚乙烯醇。1934 年製得水溶性聚乙烯醇纖維。1939 年美國開始生產聚乙烯醇﹔日本櫻田一郎等研究成功聚乙烯醇熱處理和縮醛化技術﹐製得耐水性纖維﹐1948 年開始生產﹐商品名為維尼隆。中國商品名為維綸。


類別
聚乙烯醇的工業品種牌號很多。通常是根據醇解度或聚合度分類。按醇解度分類時﹐通常分為全部醇解物和部分醇解物兩大類。全部醇解物是指醇解度在 98% 以上的聚合物﹔部分醇解物是指醇解度在 87%∼89% 的聚合物。按聚合度分類時﹐通常是用 4%水溶液 20℃ 時的黏度來表示﹐分為低黏度、中黏度、高黏度三大類。低黏度指5厘泊左右(相當於聚合度 500左右)﹐中黏度指 20∼30 厘泊左右 (聚合度 1700左右)﹐高黏度指 40∼50 厘泊左右 (聚合度 2000左右)。


性質
聚乙烯醇的性質隨聚合度、醇解度的不同而異﹔相對密度 1.26∼1.31﹐折射率 1.49∼1.53 (25℃)﹔能溶於水﹐不溶或難溶於動植物油脂、酯類、酮類、烷烴類、芳烴類、高碳單元醇類等﹐溶於甘油、乙二醇等多元醇﹐以及二甲基亞等﹔在強酸中溶解或分解﹐在強鹼、弱鹼或弱酸中軟化或溶解﹔在 100℃ 以下熱穩定性良好﹐100℃ 以上開始失水醚化﹐150℃ 以上加快﹐200℃ 以上則分解。外觀由白色漸變黃色、棕色以至黑色。聚乙烯醇的化學性質﹐與低分子量多元醇很相近﹐可與酸或酸酐反應生成酯﹐與醛或酮反應生成縮醛物﹐與環氧乙烷等反應生成醚﹐與二羥甲基素、乙二醛、二異氰酸鹽等發生交聯作用。


聚合
乙烯醇(結構式如   ) 不穩定。聚乙烯醇不能由它聚合而成﹐而是由聚乙酸乙烯酯的水解(或醇解)反應製得的。乙酸乙烯酯可進行本體、溶液、乳液聚合製得聚乙酸乙烯酯(工業上常採用以甲醇為溶劑的溶液聚合)﹐然後在鹼催化劑存在下反應生成聚乙烯醇﹕


應用
聚乙烯醇常用作纖維加工劑、紙加工劑、膠黏劑、乳化穩定劑、土壤改良劑等﹔又因毒性不大﹐可用於食品包裝、化妝品、抑菌劑﹐以及外用醫藥基材等。聚乙烯醇經縮甲醛化可製成纖維﹐其性能接近棉纖維﹐成本較低﹐可用於服裝﹐也可用於篷 蓋布、傳送帶、膠管、簾子線等。




高分子水解 (hydrolysis of polymers)
高分子與水反應而起的分解。它可以發生在高分子的側鏈上﹐也可以發生在主鏈上。前者聚合度不變﹐但聚合物鏈結構單元組成發生了變化﹔後者使聚合度下降。早期研究高分子的水解反應﹐主要是在蛋白質及纖維素方面。近年來﹐對一些合成高分子化合物如聚醯胺、聚酯、聚內酯、聚丙烯酸酯、聚以及聚乙酸乙烯酯等的水解進行了研究﹐ 尤其是在水解降解方面。

高分子的水解反應和小分子的水解有很多相似之處﹐它們都能被酸、鹼或所催化﹔但也有不同之處﹔例如聚甲基丙烯醯胺的鹼性水解﹐開始時(轉化率在 40%∼50% 以前) 速率高﹐隨著醯胺基水解程度的增大﹐主鏈上聚集了越來越多的負電荷﹐阻止了帶負電性的羥基對酯基的進攻﹐使反應難以進行﹔但甲基丙烯醯胺的水解是很順利的。這說明高分子鏈上基團之間的相互作用對水解反應有很大影響。

工業上用酯的水解製備那些不能直接由相應單體合成的聚合物﹐如聚乙酸乙烯酯水解製聚乙烯醇。高分子水解還用於測定蛋白質結構的研究中。
 





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  更新期別: 2003IKE47-0. Date: 2003/12/8.
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