聚乙烯醇的质量特性和测定方法

聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，简称PVA）是一种水溶性高分子聚合物，用途广泛，除了作为维纶、新型功能性纤维（如高强高模纤维、水溶纤维）原料外，还广泛应用于涂料、黏合剂、纺织浆料、纸张增强剂和表面涂层、薄膜、乳化剂、制革加工助剂等领域。

PVA由醋酸乙烯单体在甲醇中，经溶液聚合成一定聚醋酸乙烯树脂后，再经过加碱皂化而得，反应原理见式（7-39）。从反应式也可以看出，醇解反应实际上是甲醇和高分子聚醋酸乙烯醇之间的酯交换反应。根据醇解过程中甲醇中含水量的不同，PVA的制备分为高碱醇解和低碱醇解两类。低碱法虽然醇解速度慢，产品中的醋酸钠因结构致密而不易洗去，但由于采用了低碱摩尔比，氢氧化钠消耗量少，副反应少，副产物醋酸钠也相应较少，生产聚乙烯醇时多被采用。

聚乙烯醇产品为白色或微黄色粉末或片状材料，最关键的质量特性是醇解度和聚合度以及黏度。PVA玻璃化温度为75～85℃，醇解度通常有3种：完全醇解（醇解度98%～100%）、部分醇解（87%～89%）和醇解度78%。聚合度与黏度之间具有高度相关性，应用中聚合度与黏度常常只测定其中一个。PVA作纤维原料、纤维浆料、缩醛树脂原料以及聚乙烯醇薄膜生产时，聚合度是重要指标，而聚乙烯醇作涂料和黏合剂时，黏度特性很重要。

PVA成膜性好，膜的拉伸强度随聚合度、醇解度升高而增强；PVA与亲水性纤维素的黏接性好，聚合度、醇解度越高，黏接强度越强。200℃左右温度下易分解，聚合度越低，醇解度越高，分解时间越短。(www.xing528.com)

不同醇解度的PVA溶解性有很大差别。醇解度98%或以上的PVA只溶于95℃的热水，多数用作维尼纶的原料；醇解度在89%～97%的产品，为了完全溶解，一般需加热到60～70℃。醇解度85%～89%的产品水溶性最好，在冷水或热水中都能很快地溶解，表现出最大的溶解度。

PVA醇解度降低，溶解性提高，是由于—OCOCH₃的增多，极性增强，进一步削弱了氢键的缔合，破坏了PVA大分子的定向性，从而使水分子容易进入PVA大分子之间，提高了溶剂化作用。但—OCOCH₃是疏水性的，它的含量过高会使PVA的水溶性下降，醇解度在75%～80%的产品只溶于冷水，不溶于热水。当醇解度在66%以下时，水溶性下降，直到醇解度降到50%以下，聚乙烯醇即不再溶于水。低醇解度的PVA常为非纤维应用，温度越高则溶解度越大，也可溶于热的含羟基溶剂如甘油、苯酚等，但不溶于甲醇、苯、丙酮、汽油等一般有机溶剂。

挥发分、乙酸钠含量、氢氧化钠、灰分等指标是PVA产品中的副产物，会影响PVA的纯度，也会对PVA使用有一定影响，特别是聚乙烯醇用作纤维生产的原料时，这些副产物或杂质必须设法去除。其中，乙酸钠含量、氢氧化钠与灰分之间有一定相关性。粉末状PVA的乙酸钠含量是片状聚乙烯醇的2～3倍，后者用化学分析法一般不能检出氢氧化钠含量。灰分是乙酸钠、氢氧化钠以及其他可能的固体杂质高温灼烧后的残余物，与乙酸钠、氢氧化钠含量具有高度的相关性。测定PVA时，先将样品充分混合均匀，储存于广口瓶中。贴好瓶外标签，注明试样名称、购买日期、取样日期和批号。