聚乙烯醇的性质上课讲义.doc

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预混液的量和你要做的固含量有关，一般只用调节预混液的水含量来控制固含量，其他单体、交联剂、分散剂、粉体质量什么的量都不用动。AM一般按预混液质量分数算，分散剂按粉体质量分数算，固含量就是粉体占粉体+预混液体积的分数。一般10wt或15wt%AM，0.几wt%分散剂，记得调节PH，固含量50vol%以上。引发剂和催化剂应该是根据AM和MBAM的量算，这几个都是固定值，一般只调节水就可以了

先由单体、交联剂以及分散剂与去离子水（或其他）配制成预混液，预混液配置好后通常会调节PH值，之后再加入粉料进行球磨，若干小时候取出，抽真空，加入引发剂和催化剂，最后注模，希望有所帮助。

一、聚乙烯醇的性质
1、基本物理及化学性质聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，缩写PVA），分子式为[C2H4O]n，结构式为，是水溶性高分子树脂。白色片状、絮状或粉末状固体，无味，无毒，但其粉末吸入会对人体产生刺激。相对密度(25℃／4℃)1．27～1．31(固体)、1．02(10％溶液。
玻璃化温度：75～85℃，引燃温度(℃)：410(粉末)。
聚乙烯醇分子中存在两种化学结构：

（2）1，2——乙二醇结构

图1为聚乙烯醇薄膜的红外光谱，为聚乙烯醇薄膜的红外光谱，图中标明了几个主要键和基团特征频率变化情况。图中3587 cm–1处的强吸收峰对应于二级羟基σ键的振动，2950 cm–1处的吸收对应于C–H2σ键的振动，1652cm–1处的强吸收属于残留的聚醋酸乙烯酯结构中C＝O键的伸缩振动，1320 cm–1附近的强吸收对应于C–H键和O–H键共同作用的σ键的变形振动。2．聚乙烯醇的醇解及溶解性能聚乙烯醇的醇解度（摩尔分数）通常有三种，即78%、88%和98%。完全醇解的聚乙烯醇的醇解度为98%～100%；而部分醇解的聚乙烯的醇解度通常为87%～89%；78%的则为低醇解度聚乙烯醇。我国聚乙烯醇牌号命名是取聚合度的千、百位数放在牌号的前两位，把醇解度的百分数放在牌号的后两位，如1799，即聚合度为1700，醇解度为99%，完全醇解的聚乙烯醇。  
溶于水，为了完全溶解一般需加热到65～75℃。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。微溶于二甲基亚砜。120～l50℃可溶于甘油．但冷至室温时成为胶冻。一般说来，聚合度增大，相同浓度水溶液的粘度增大，但在水中的溶解度下降。醇解度增大，在冷水中的溶解度下降，在热水中的溶解度提高。一般规律，对PVA溶解性的影响，醇解度大于聚合度。醇解度87%～89%的产品水溶性最好，不管是在冷水中还是在热水中它都能很快地溶解；醇解度为99%及以上的聚乙烯醇只溶于95℃以上的热水中。随着聚合度的增大，水溶液表面生成的皮膜强度都要增大。PVA溶解过程是分阶段进行的，即：亲和润湿一溶胀一无限溶胀一溶解。
3、聚乙烯醇的热稳定性能及其分解产物
在空气中，将聚乙烯醇加热至100℃以上，它就会慢慢地变色、脆化；在150℃以上，会充分软化而熔融；加热至160℃以上，颜色会变得很深；在170℃以上，颜色更深；加热至220℃以上，聚乙烯醇很快分解，生成醋酸、乙醛、丁烯醇和水；至250℃以上来不及分解的聚乙烯醇则变成含有共轭双键的聚合物。聚乙烯醇的分解速度受加热温度、保温时间及气氛中的氧含量和分解物的蒸汽压等因素的影响。在空气中，聚乙烯醇开始分解的温度为230℃左右，而在氧气中却为180℃。气氛中氧含量过低，开始分解的温度会增高。聚乙烯醇由于规格、品种不同，两种化学结构所占的比例不同，开始分解温度和分解曲线也有一定的差异，其开始分解的温度差异可达80℃左右。PVA分解反应式如下：(CH2CHOH)n+O2→CH3COOH+CH3CHO+CH3CH=CHCHO+H2O分解后生成的水形成过热水蒸气。生成的醋酸、乙醛和丁烯醛也是过热蒸汽。它们是否燃烧，视窑炉内的温度、氧含量等情况而定。乙醛蒸气在空气中自然点为156℃，分解后遇到空气中的氧气会燃烧，生成CO2和过热水蒸汽。其燃烧热为1164.8J/mol。丁烯醛燃点8℃，燃烧同样生成CO2和过热水蒸汽，燃烧热3239.5J/mol。醋酸自燃点为454℃，其过热蒸汽是否燃烧视混合气体中氧含量高低及有无名火而定。若无明火，则在454℃以上、氧含量21%左右才会燃烧，燃烧热876.1J/mol

聚乙烯醇薄膜的DSC曲线如图2所示。一般说来，聚乙烯醇的玻璃化转变点依测量条件而异，受热历程的影响较大。由于聚乙烯醇分子侧链较强的极性形  图2聚乙烯醇薄膜的DSC曲线    成分子间或分子内的结合，从而导致主链的旋转运动被束缚的转变点温度约为–15℃，这一温度点又叫第一转变点温度。而在此之后，非晶区的侧链间的键合在一定程度上得到减弱。
在聚乙烯醇DSC曲线中，264℃处的吸热峰需特别注意，因为该温度对应于聚乙烯醇的分解吸热。聚乙烯醇的分解速度受加热温度、保温时间及气氛中的氧含量和分解物的蒸汽压等因素的影响较为显著。
3、聚乙烯醇的使用及储存聚乙烯醇水溶液的制备方法如下：  将一定量聚乙烯醇分散于常温去离子水中，在烘箱内于80℃浸泡2 h左右，并适当搅拌，使其充分溶胀、分散。然后逐步升温并磁力搅拌直至完全溶解，搅拌速度为60～100 r/min。为了避免剧烈发泡，限制升温速度不超过150℃/h。聚乙烯醇完全溶解后，边搅拌边冷却，直至常温，补加去离子水至计算量并搅拌均匀得8%（质量分数）溶液，于40℃过120目筛，密封贮存备用。聚乙烯醇的醇解度不同，其溶解的温度和保温时间也不同。一般说来，完全醇解的聚乙烯醇的溶解温度为95～100℃，保温时间为2～2.5h；醇解度为87%～89的聚乙烯醇溶解温度为65～85℃，保温时间为0.5～1.0h，过高的溶解温度可能会产生不良影响。  聚乙烯醇是否已完全溶解，仅用肉眼观察是无法判断的，必须进行检验。检验方法是：取少量溶液，加入1～2滴碘液，并适当摇动，然后进行观察。对完全醇解聚乙烯醇而言，若出现兰紫色团粒状透明体，对部分醇解聚乙烯醇而言，若出现红紫色团粒状透明体，则说明尚未完全溶解。若色泽能均匀扩散，说明已完全溶解。聚乙烯醇完全溶解后，边搅拌边冷却，直至常温，并补加水至计算量并搅拌均匀为止。再过60目筛，贮存备用。聚乙烯醇水溶液长期存放，溶液中的水会腐败，若加入0.01%～0.05%（以PVA为基准）的甲醛、水杨酸，则可以防腐。完全醇解聚乙烯醇水溶液的粘度随存放时间的延长而上升，若存放时间过长或贮存温度过低，甚至会产生凝胶化。为了使其粘度稳定，除保持其温度在常温外，还可向溶液中加入5%～10%（以PVA为基准）的硫氰酸胺或苯酚丁醇。
一般说来，聚合度增大，相同浓度的水溶液的粘度明显增高：醇解度增大，相同浓度的水溶液的粘度稍有增高；同一牌号聚乙烯醇的浓度增大，粘度增大；贮存温度升高，水溶液粘度降低；完全醇解聚乙烯醇的水溶液的粘度随存放时间的延长而升高；部分醇解聚乙烯醇的水溶液的粘度基本上不随时间的延长而变化。聚合度越高，浓度越高，聚乙烯醇水溶液的粘度稳定性就越差。适当延长溶解时间或加强搅拌，均能提高其水溶液的粘度稳定性。
储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

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