聚乙烯醇胶黏剂耐水性改性研究进展

精细化工工艺学 聚乙烯醇胶黏剂耐水性改性研究进展 陈德栋 (荆楚理工学院化工与药学院,湖北荆门 448000) 摘要:目前 ,对聚乙烯醇胶黏剂(PVA)的改性技术主要集中在以下几个方面:PVA 的热塑性改性; PVA 的水速溶性改性;PVA 的生物降解性改性;PVA 的耐水性改性.本文着重对PVA 的耐水性改性进行综述. 关键词:聚乙烯醇;胶黏剂;改性;耐水性;综述 The research progress about modified water resistance of Polyvinyl Alcohol Adhesive CHEN De-dong (The colle ge of chemic al engineering and pharmacy Jingchu university of technology ,Hubei province Jingmen city 448000,China ) Abstract: Nowadays,the aspects of modified technique of PVA mainly as following:the modified thermoplasticity ,the modified water solubility,the modified biodegradability,the modified water resistance. And the article focuses on summarizing the modification of water resistance. Keyword:polyvinyl alcohol;adhesive;modification;water resistance;summarization 1概述 聚乙烯醇(PVA)是以聚醋酸乙烯酯(PVAC)作为起始原料在碱性(一般为NaOH)催化下用甲醇醇解工艺制得,由于具有无毒、无害、无污染 ,成膜性、耐热性、耐化学性、粘接力优良等性能,常用做胶黏剂.但单纯 PVA 胶水 ,由于分子内和分子间存在氢键,分子聚合链中含有羟基,能与水相似相容,其耐水性能较差 ,应用范围有限。因而 PVA 作为胶黏剂耐水性改性显得尤为重要.提高PVA的耐水性,主要是通过加入交联剂和使其交粘熟化.能使PVA交联的是硫酸锌、硼酸以及多元有机酸和醛类化合物等.加热能使聚乙烯醇熟化. 1 2 PVA 的水溶性及存在问题 PVA 的水溶性与其醇解度有关系[1].醇解度在 75%~80%的产品只能溶于冷水, 不溶 于热水;醇解度为 87%~89%的产品水溶性最好,不管在冷水还是在热水中它都能很快地溶解,表现出最大的溶解度;醇解度在 89%~90%以上的产品,为了完全溶解,一般需加热到 60~70℃;醇解度为 99%以上的 PVA 是高度结晶的聚合物,耐水性相当好,只溶于 95℃的热水中.因-OCOCH3是疏水性的, 所以从水溶性要求来说, 以醇解度为 85%~88%的PVA 为好.另外,随着聚合度的增加,PVA 分子链增长,分子之间的作用力增强、缠结增多,使它的水溶性也逐渐降低,溶液粘度增大. 3耐水性的改性方法及结论 范文如等[2]利用溶液共混法制备了改性聚乙烯醇/ 聚乙二醇( VE-PVA/ PEG) 复合材料.其中选择了不同相对分子质量的 PEG 、不同含量的 PEG 、不同端基类别的PEG 与 VE-PVA 进行溶液共混。研究了 PEG 的加入对 VE-PVA/ PEG 复合材料结晶性能、热性能及力.这种改性水溶聚乙烯醇树脂( VE-PVA) , 具有良好的熔融加工性能、水溶性和溶液稳定性. 张新荔等[3]采用廉价易得的玉米淀粉与 PVA 进行复配来制备主胶料,以价低性优的 双氧水和过硫酸铵APS 为氧化剂,硼砂为交联剂,制备胶合板用PVA/ 淀粉复合胶黏剂.实验得出的结论是,PVA/ 淀粉胶黏剂的黏度、耐水性和胶合强度与淀粉含量有很大关系.淀粉含量越低,淀粉与 PVA 之间的交联作用就越小,胶液黏度就越低;反之,胶液黏度就越高;另外研究表明过硫酸铵APS 用量过少时,胶黏剂的耐水性和胶合强度较低,APS 用量过多时,耐水性和胶合强度也会迅速降低,而APS 的最佳用量应为PVA 质量的 0.3%. 樊晓东等采用价格低廉的硼砂和淀粉同时对 PVA 胶改性 ,改善了 PVA 胶的耐水性,避免了毒性.在实验中,将改性的 PVA 胶粘剂涂在玻璃板上 ,室温干燥 48 h 后 ,置于 25 ℃水中浸泡 24 h ,观察涂层的溶胀脱落现象. 得出结论是,加入硼砂作为交联剂 ,使淀粉与 PVA 产生进一步的交联 ,能够提高胶粘剂的粘接强度和耐水性 [4、5]. 陈忠祥等[6]将淀粉和聚乙烯醇(PVA)分别制胶,然后将它们共混改性制备性能良好的胶剂. 基于淀粉与 PVA 共混胶体系相不稳定,该实验考察了共混时的搅拌强度、胶液的 PH 值、共混胶液的浓度PVA 胶液体积分率对共混体系相稳定性的影响,结果表明:适当地提 高搅拌强度或胶液的碱性强度、降低共混胶液的总浓度或PVA 含量都有利于体系相稳定性的提高.当体系相出于相对稳定的状态时,淀粉/聚乙烯醇共混胶体系能够增加聚乙烯醇的耐水性能. 陈林等[7]以丁二酸为交联剂,对PVA 胶进行改性,以提高其成膜机械性能及耐水性能; 优化了改性条件,并对改性PVA 胶的性能进行了测试。以丁二酸为交联剂,对PVA 胶进行改性.确定最佳改性条件为:PVA 胶质量浓度7%、反应温度85℃、PVA 胶与丁二酸质量比5.6:1,在此条件下,得到的改性PVA胶的耐水性能也得到了提高.该法可用于制备对附着力、耐水性要求较高的PVA 粘胶剂和涂料. 4 结束语 近年来,我国对聚乙烯醇的需求量相对比较稳定。目前的表观消费量约为50.0万吨。 预计到2016年,我国对聚乙烯醇的总需求量将达到约58.0-60.0万吨,而届时的生产能力将超过100.0万吨. 截止到 2011年12月底,国内生产PVA 企业已达17 家,总生产能力达到约 99 万 t/a , 产能世界第一,生产能力约占世界总生产能力的 45.9%[8].开发和生产的品种也日趋多元化, 随着国家积极财政政策的持续实施, PVA 需求向粘合剂、涂料等精细化工领域拓展, 高粘度品种日益受到市场欢迎.PVA 所具有的无毒无害的环保性能, 使其呈现良好的发展前景.目前,随着经济的发展,对各种优异性能的 PVA 产品需求很大 ,相关的研究也十分活跃.通过改性不断提高 PVA 耐水性及其他性能 ,开发高附加值产品 ,对提高PVA 产品的国际竞争力 ,促进我国 PVA 行业的发展有重要意义. 参考文献: [1]康永,柴秀娟. 改性聚乙烯醇的研究进展[M],佛山瓷 ,2010,(11):1-3 [2]范文如, 毛庆, 费国霞等.改性聚乙烯醇/ 聚乙二醇共混复合材料的制备与性能[J],高分子材料科学与工程,2014,30(2):115-120 [3]张新荔,吴义强,胡云楚,刘晓梅. 高强耐水 PVA/ 淀粉木材胶黏剂的制备与性能表征[J],中南林业科技大学学报,2012,32(1):104-108 [4]孔祥文,樊晓东,隋智通. 改性聚乙烯醇在矿渣墙体材料中的应用研究[J],新型建筑材料,2011,(12),53-55 [5]樊晓东,张静,孔祥文.复合改性聚乙烯醇胶粘剂的研制[J],沈阳化工学院学报,2006,20 (4):261-263 [6]陈忠祥,蒋伟锋. 淀粉/聚乙烯醇共混胶体系相稳定性研究[J] ,安徽化工,2011,123 (3):25-26 [7]陈林,吴雅红,余坚等.聚乙烯醇胶的改性及性能测试[J], 化学与生物工 程,2012,29(4):15-17 [8]贾明芬,李侠,王帅.聚乙烯醇的生产现状及市场前景 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 [J], 云南化 工,2012,39(5):36-40