第6章 聚乙烯醇缩醛纤维的生产及质量控制.pptVIP

第六章 聚乙烯醇缩醛纤维生产 及质量控制 我国简称维纶（代号PVA）、日本称维尼龙，产品以短纤维为主，其性状与 棉花相似，有“合成棉花”之称 第一节 概述 聚乙烯醇缩醛纤维的发展 聚乙烯醇缩醛纤维的性能 （1）强度高，耐磨性好 （2）密度小，保暖性强 （3）吸湿性好 （4）耐腐蚀性强，耐光好，耐气候性好 （5）耐热水性差 （6）染色性能差 （7）弹性差 聚乙烯醇缩醛纤维的用途 民用 、工业 第二节 聚乙烯醇的制备及其性能 2、醋酸乙烯聚合工艺控制 引发剂 工业上常用的引发剂是偶氮二异丁腈（AIBN） 溶剂 工业生产中几乎都以甲醇为溶剂。 甲醇既是醋酸乙烯和聚醋酸乙烯的良溶剂，又是聚乙烯醇的凝固剂；甲醇在醋酸乙烯溶 液聚合中的链 转移常数适当，因此可不另加分子量调节剂。 转化率 转化率↑→→聚合反应进行的程度越完全→ 需要回收的未参加反应的单体量越少 →聚合产物的支化度增加和分子量分布变宽 工业：转化率50%～60% 聚合时间 聚合时间短↓→→生产设备的利用率↑ →产品的分子 量分布宽 工业：聚合时间4.5～5.0h 聚合温度 温度↑→链转移反应和副反应加速→高聚物支化度↑、聚合度↓ 工业：64～65℃ 杂质 杂质：乙醛、巴豆醛、乙烯基乙炔和二乙烯基乙炔等 威海：导致产物的平均分子量下降和在大分子链中引入羰基，使产物的热稳定性变低。 控制：供制聚乙烯醇纤维用的醋酸乙烯中乙醛含量应在0.02%以下，巴豆醛含量应在0.05%以下。 （二）聚醋酸乙烯的醇解 2．醇解工艺控制 碱摩尔比 碱不仅是酯交换反应的催化剂，还直接参与皂化和副反应。碱在醇解过程中，对于主反应（酯交换反应）具有加速的作用，醇解反应的速度与所用碱量成正比，因此，当反应时间一定时，增加碱摩尔比可提高所得聚乙烯醇的醇解度。但是随着碱摩尔比的提高，副反应也随之加速，使所得聚乙烯醇产物中夹带的醋酸钠量增大，对纤维生产非常不利一般在高碱醇解法中，碱摩尔比为0.11～0.12；在低碱醇中则为0.012～0.016 聚醋酸乙烯浓度 如高碱醇解法反应体系中的含水量约为6%，醇解液中聚醋酸乙烯含量应控制为22%～23%；低碱醇解法反应体系中的含水量小于0.1% ～0.3%，醇解液中聚醋酸乙烯含量应控制为33%～35% 醇解介质的含水率 醇解介质中含水量对醇解过程副反应的影响很大。同时，含水量对主反应——酯交换反应的速度也有 一定影响 ；实际生产中多趋向于采用几乎无水的低碱醇解法。 醇解温度 醇解温度不宜过高，一般不超过50℃ 醇解时间 高碱醇解：醇解反应速度较快，醇解时间只需1min左右，延长时间会使析出的聚乙烯醇 变得很硬，不易破碎。 低碱醇解：反应速度慢，醇解时间约需10～20min，采用皮带式醇解机来延长物料在醇解 机中的停留时间。 二、聚乙烯醇的性能 物理性能 色泽洁白，其性状有颗粒状、小片状或粉状，在水中发生溶胀，经干燥和热处理后可提高其耐热性，其抗压、抗张强度大、耐冲击及耐磨性优越，电绝缘性能好。 聚乙烯醇的玻璃化温度约为80℃左右，其熔点很难直接测定，因为它在空气中加热时未熔化就开始分解。用间接方法测定其熔点为220～260℃。 聚乙烯醇易溶于水、甘油、乙醛、苯酚、乙二醇、醋酸，不溶于乙醇、苯、硫酸、盐酸。 化学性能 聚乙烯醇具有大量仲羟基，其化学性能与纤维素颇为相似。它能进行酯化、醚化，能和氢氧化钠与醛反应，也能进行黄酸化而生成聚乙烯醇黄酯。 热性能 聚乙烯醇加热到130～140℃时性质几乎不变，只是色泽变成微黄；加热至180℃ 以上时，聚乙烯醇开始发生以下变化：大分子发生脱水，重量减轻。在长链上形成共轭双键，并使其色泽逐渐变深，弹性模量增大；加热至300℃时，大分子主链断裂，使平均分子量下降，分解生成各种带醛基的低分子物，如乙醛、巴豆醛、苯甲醛等，而且还伴随着聚乙烯醇的氧化。 第三节 纺丝原液的制备及其性能 一、纺丝原液的制备 PVA→水洗→脱水→精PVA→溶解→混合→过滤→脱泡→纺丝原液 （一）水洗 目的 降低聚乙烯醇物料中醋酸钠含量，使之不超过0.2% ，通过水