聚乙烯醇的物理特性受化學結構、醇解程度和聚合程度的影響。聚乙烯醇分子中有兩種化學結構,即 1,3 和 1,2 二醇結構,但主要結構是 1,3 二醇結構,即 "頭尾 "結構。聚乙烯醇的聚合度分為超高聚合度(分子量為 25 萬至 30 萬)、高聚合度(分子量為 17 萬至 22 萬)、中聚合度(分子量為 12 萬至 15 萬)和低聚合度[2.5 萬至 3.5 萬]。醇解度壹般為 78%、88% 和 98%。部分醇解的醇解度通常為 87% 至 89%,完全醇解的醇解度為 98% 至 100%。通常取平均聚合度的千位、百位數在前面,醇解度在後面的百分數,如 17-88 即聚合度為 1700 表,醇解度為 88%。壹般來說,聚合度增大,水溶液的粘度增大,薄膜的強度和耐溶劑性提高,但在水中的溶解度降低,薄膜的伸長率減小。聚乙烯醇的相對密度(25℃/4℃)1.27~1.31(固體),1.02(10%溶液),熔點 230℃,玻璃化溫度 75~85℃,在空氣中加熱到 100℃以上慢慢變色、脆化。加熱到 160 ~ 170 ℃ 脫水醚化,失去溶解性,加熱到 200 ℃ 開始分解。250 ℃以上變成含***共軛雙鍵的聚合物。折射率 1.49~1.52,導熱系數 0.2w/(m-K),比熱容 1~5J/(kg-K),電阻率 (3.1~3.8)×10Ω-cm,易溶於水,要完全溶解壹般需加熱到 65~75℃。不溶於汽油、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。微溶於二甲亞碸。可溶於 120 ~ 150 ℃ 的甘油。但冷至室溫後會變成膠凍狀。應在攪拌下將溶解的聚乙烯醇加入室溫水中。分散均勻後再升溫,以加速溶解,防止結塊,影響溶解速度。聚乙烯醇水溶液(5%)對硼砂、硼酸敏感,易引起凝膠化,當硼砂達到溶液質量的 1%時,會產生不可逆的凝膠化。鉻酸鹽、重鉻酸鹽、高錳酸鹽也能使聚乙烯醇凝膠化。PVA 17-88 水溶液在室溫下隨著時間的推移粘度逐漸增大。但濃度為 8%時粘度絕對穩定,與時間無關,屆特殊現象 c 聚乙烯醇成膜性好,除水蒸氣和氨氣外,許多氣體都有高度不適氣體。耐光性好,不受光線影響。遇明火可燃燒,有特殊氣味。水溶液儲存時可能有毒。無毒,對人體皮膚無刺激。
用作聚醋酸乙烯酯乳液聚合的乳液穩定劑。用於制造水溶性粘合劑。用作澱粉粘合劑的改性劑。還可用於制備照相膠粘劑和耐苯溶劑密封膠。還用作脫模劑、分散劑等。儲存在陰涼幹燥的倉庫中。它具有防潮和防火功能。
聚乙烯醇 17-92 簡稱 PVA 17-92,白色顆粒或粉末。易溶於水,溶解溫度 75 ~ 80 ℃。其他性質與 PVA17-88 基本相同。用作乳液聚合的乳液穩定劑。用於制造水溶性粘合劑。貯存於陰涼、幹燥的倉庫中,防火、防潮,
聚乙烯醇17-99,又稱施膠樹脂(Sizing resin),簡稱PVA17-99.白色或微黃色粉末或絮狀固體。溶於 90 ~ 95 ℃ 的熱水,幾乎不溶於冷水。濃度大於 l0% 的水溶液,常溫下會凝膠成冰凍狀,高溫下會變稀,恢復流動性。為了穩定粘度,溶液中可加入適量的硫氰酸鈉、硫氰酸鈣、苯酚、丁醇等粘度穩定劑。PVA17-99水溶液對硼砂引起的凝膠比PVA17-88更敏感,溶液質量為0.1%的硼砂會使5%的PVA17-99水溶液凝膠化,而引起相同濃度的PVA17-88水溶液凝膠化。PVA 17-88 水溶液凝膠化的濃度為硼砂量的 1%。PVA17-99 比 PVA17-88 對苯、氯化烴、酯、酮、醚、烴等溶劑更耐受。加熱到 100℃以上會逐漸變色,加熱到 150℃以上會迅速變色,加熱到 200℃以上會分解。加熱時聚乙烯醇變色的性質可通過添加 0.5%~3% 的硼酸來抑制。耐光性好,不受光線影響。具有長鏈多元醇的酯化、醚化和縮醛化的化學反應活性。能用明火燃燒,有特殊氣味。無毒,對人體皮膚無刺激。
聚乙烯醇 17-99B 主要用於制造高粘度聚乙烯醇縮丁醛。它被廣泛用作施膠材料的分散劑。其他類型的 17-99 用作聚醋酸乙烯酯乳液聚合的乳液穩定劑,但效果不如 17-88,壹般 17-99 和 17-88 混合使用。17-99 用於制造聚乙烯醇甲醛水溶液(主要是 107 建築膠粘劑)。17-99 還用於制備耐苯溶劑密封膠。儲存於陰涼、幹燥的倉庫中,防潮、防火。
密度:聚乙烯醇的相對密度(25℃/4℃)1.27~1.31(固體),1.02(10%溶液)。
玻璃轉化溫度:75~85℃。
熱性能:在空氣中加熱到 100 ℃ 以上慢慢變色、脆化。加熱到160~170℃脫水醚化,失去溶解性,加熱到200℃開始分解。250 ℃以上變成含***枷雙鍵的聚合物。
折射率:1.49~1.52.
導熱系數:0.2w/(m-K)。
比熱容:1~5kJ/(kg-K)。
電阻率:(3.1-3.8)×10Ω-cm。
啟動溫度 (℃):410(粉末)
爆炸下限 % (V/V):125(克/立方米)
溶解性:易溶於水,為完全溶解壹般需加熱至 65-75 ℃。不溶於汽油、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。微溶於二甲亞碸。120 ~ l50 ℃時可溶於甘油。但冷至室溫後會變成膠凍狀。PVA 是唯壹能被細菌作為碳源和能源利用的乙烯基聚合物,在細菌和酶的作用下,46 天可降解 75%,屬於可生物降解的高分子材料,可通過非石油路線大規模生產,價格低廉,其耐油性、耐溶劑性、氣體阻隔性能突出,在食品和藥品包裝方面具有獨特的優勢。PVA的應用是基於溶液法,通過流延制備薄膜材料,但溶液法加工成型需要經過溶解和幹燥過程,存在工藝復雜、成本高、成品率低等缺點,難以制備厚壁、形狀復雜的制品,同時無法通過***擠出等材料吹塑制備多層復合薄膜。
(1)***聚合改性,通過***聚合或聚合物反應在主鏈或側基引入弱作用力單元,削弱PVA分子內力和分子間力,降低熔點;
(2)***混合改性,通過加入大量可與PVA羥基生成氫鍵的聚合物,破壞PVA分子間力,降低熔點或提高熱分解溫度。西野將糖衍生物聚(GEMA)與PVA***混合,其熱分解溫度急劇升高,當添加量達到25wt%時,混合物的熱分解溫度達到326℃。意大利 Montedison 集團 Novamont 公司開發生產的最成功的 PVA/ 澱粉復合材料 "MaterBi "牌號,是由改性澱粉和改性 PVA *** 混合而成的互穿網絡結構高分子塑料合金,具有優良的成型加工性、二次加工性,它具有優良的成型加工性、二次加工性、力學性能和生物降解性。公司已開發出擠出成型片材、吹塑薄膜、流延薄膜、註塑制品、中空容器、玩具等產品。
(3)反應後改性,通過對 PVA 分子鏈上的羥基進行化學改性,引入結構單元,可降低規整度,提高 PVA 的熱穩定性,改善 PVA 的熱塑性加工性能。Nishimura 的研究表明,烷基硼酸復合物能有效降低 PVA 的熔融溫度,提高分解溫度,實現熔融紡絲。
(4)增塑改性,該方法簡單、高效,國內外對增塑研究較多,利用水、無機鹽、甘油、多元醇及其低聚物、己內酰胺、醇和胺等單壹或復合增塑改性劑降低PVA熔點,提高加工流動性。