用于高分子膜改性的PVA合成文献综述
2020-04-13 13:24:35
1.1聚乙烯醇的性质及应用 1.1.1聚乙烯醇的性质 1924年,德国化学家W.O.Hermann在实验室将碱液加入到聚醋酸乙烯酯(PVAC)的甲醇溶液中醇解得到聚乙烯醇(PVA),世界上第一种制造聚乙烯醇的方法由此诞生[1]。
聚乙烯醇的外观为白色絮状体或片状体,无毒无味,是一种用途十分广泛的高分子聚合物,具有优良的力学性能和可调节的表面活性,另外还具有强粘结性、皮膜强韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、气体阻隔性、耐磨性、保护胶体性等特性,聚乙烯醇的水溶性和优良的成膜性,也是其它聚合物难以相比的[2]。
溶解性聚乙烯醇溶于水,溶解度随着水温的升高而增大,但是几乎不溶于有机溶剂。
聚乙烯醇的溶解性随聚合度和醇解度的变化而变化:低聚合度和部分醇解的聚乙烯醇溶解很快,而高聚合度和表全醇解的聚乙烯醇则溶解较慢,醇解度对聚乙烯醇溶解性的影响大于聚合的的影响;成膜性聚乙烯醇易成膜,所形成的膜的机械性能优良,膜的拉伸强度随聚合度、醇解度升高而增强;粘结性聚乙烯醇与亲水性的纤维素有良好的粘接力,#8212;般情况下,聚合度和醇解度越高,聚乙烯醇的粘结强度越强。
1.1.2聚乙烯醇的应用 早在1926年聚乙烯醇就实现了工业化生产,用途仅限于作为织物上浆剂,到了二十世纪七八十年代,聚乙烯醇的主要用途是生产维尼纤维,但是维纶挺括性差,染色效果不理想等诸多缺点影响维纶市场的发展,从而影响到聚乙烯醇的生产规模。
随着聚乙烯醇研究技术的不断进步和应用领域的开发,聚乙烯醇的应用又重新受到关注,日常生活和工业生产中都使用到聚乙烯醇产品,纺织、建筑、农业生产、包装和印刷、医药、油田开发、高分子化工等行业都大量使用聚乙烯醇[3]。
聚乙烯醇主要应用如下: (1)功能高分子材料 丙烯酸可以在高价铈盐的引发下在聚乙烯醇无纺布上进行接枝共聚,得到对稀土离子具有很强的吸附能力的接枝共聚物;在低温下以聚乙烯醇为载体将含物理交联固定化酶的膜贴在电极表面上可作为医疗检测用的功能电极;聚乙烯醇改性及交联型丙烯酸酯可得到强度高、保存时间长的具有吸水保湿作用的聚合物,可以用于餐巾、尿布、土壤保墒等;聚乙烯醇还应用于生产感光树脂、高分子催化剂、蓄冷剂、吸附剂、分解性高 分子等领域[4]。
(2)胶粘剂和涂料 聚乙烯醇作为胶粘剂对玻璃和木材等都具有很好的粘接效果,因此可以用于安全玻璃的中间膜、胶带、邮票、纸与纸和纸与木材的粘结等;用聚乙烯醇合成胶粘接的纸箱比使用钉子和塑料胶纸固定的纸箱更便于回收利用;聚乙烯醇还可以通过改性其他的胶粘剂来提高其品质,聚醋酸乙烯乳液胶粘剂通过聚乙烯醇改性以后,本身的固化速度、储存稳定性及热稳定性都得到有效提高;聚乙烯醇缩甲醛胶可以用来作瓷砖、马赛克的胶料,还可以作为墙纸水泥制品的胶粘剂;建筑用水性仿瓷涂料也是聚乙烯醇经部分缩醛化制得的胶料,因其具有细腻光滑的触感和良好的视觉效果受到人们的青睐;另外,以聚乙烯醇缩丁醛树脂和铬酸盐作为主要成分的长曝型磷化底漆使用寿命更长;聚乙稀醇应用于铸型涂料可以改善铸型工作面的光滑度,从而提高铸件的加工精度,还可以提高铸型的涂刷性沉、降稳定性及快千性。
(3)助剂 在纺织印刷工业中,聚乙烯醇可以作为经纱楽料和印花浆料;聚乙烯醇能形成无色透明的薄膜,表面光洁不粘衣物,耐溶剂性和印刷效果好,因此可以用于纤维和衣物的包装;聚乙烯醇作施胶剂可以减少纸张对水和油墨的吸收,从而提高纸张的平滑度、疏水性等;在建筑施工方面,聚乙烯醇缩甲醛纤维可以耐受水泥的碱性,与水泥之间也有很好的粘结性和亲和性,因此可以作为水泥的增强材料。
(4)药物与生物医学材料 聚乙烯醇无毒无味,对皮肤的无刺激性及良好的生物适应性使其广泛应用于药物载体和生物医学材料[5]。