第7章聚乙烯醇纤维

聚乙烯醇（pva）纤维合成及生产工艺第一章概述一、聚乙烯醇纤维的发展概况聚乙烯醇（PVA）纤维是合成纤维的重要品种之一，其常规产品是聚乙烯醇缩甲醛纤维，国内简称维尼纶或维纶。

产品以短纤维为主。

1924年，德国的Hermann和Haehnel合成出聚乙烯醇，并用其水溶液经干法纺丝制成纤维。

随后，德国的Wacker公司生产出用于手术缝合线的聚乙烯醇纤维。

1939年以后，日本的樱田一郎、朝鲜的李升基等人，采用热处理和缩醛化的方法成功地制造出耐热水性优良、收缩率低、具有实用价值的聚乙烯醇纤维。

但由于第二次世界大战的干扰，直到1950年，不溶于水的聚乙烯醇纤维才实现工业化生产。

我国第一个维尼纶厂建成于1964年，随后又兴建了一批年产万吨的维尼纶厂。

生产聚乙烯醇纤维的国家还有日本、朝鲜等少数国家。

由于聚乙烯醇纤维染色性差、弹性低等缺点不易克服，近年来在服用领域不断萎缩。

但在工农业、渔业等方面的应用却有所增加。

另外装饰用、产业用纤维和功能性纤维的比例也在逐步增大。

二、聚乙烯醇纤维的性能聚乙烯醇纤维外观形状接近棉，但强度和耐磨性都优于棉。

用50／50的棉／维混纺织物，其强度比纯棉织物高60％，耐磨性可以提高50％～100％。

聚乙烯醇纤维密度约比棉花轻20％，用同样重量的纤维可以纺织成较多相同厚度的织物。

聚乙烯醇纤维在标准条件下的吸湿率为4.5％～5.0％，在几大合成纤维品种中名列前茅。

由于导热性差，聚乙烯醇纤维具有良好的保暖性。

另外，聚乙烯醇纤维还具有很好的耐腐蚀和耐日光性。

聚乙烯醇纤维的主要缺点是染色性差，染着量较低，色泽也不鲜艳，这是由于纤维具有皮芯结构和经过缩醛化使部分羟基被封闭了的缘故。

另外，聚乙烯醇纤维的耐热水性较差，在湿态下温度超过110～115℃就会发生明显的收缩和变形。

聚乙烯醇纤维织物在沸水中放置3～4h后会发生部分溶解。

再有，聚乙烯醇纤维的弹性不如聚酯等其它合成纤维，其织物不够挺括，在服用过程中易发生折皱。

水溶性聚乙烯醇纤维的应用论文摘要聚乙烯醇纤维，是一种仿棉型的纤维。

早些年，由于维纶强力偏低，价格又高于丙纶等常规合成纤维，限制了其发展。

近年来，水溶性聚乙烯醇纤维--溶性纤维的开发成功，为维纶的使用开拓了一片新的疆土，已被广泛地应用于纺织、轻工、农业、军事、医药等领域。

随着人们环保意识的不断增强，无毒、无污染并可水解的环保型水溶性纤维的应用得到逐渐普及，对这种纤维的研制开发也不断地深入，其应用十分广泛。

关键词：水溶性聚乙烯醇纤维概念特征应用概述（一）定义：水溶性聚乙烯醇纤维指能在水中溶解或遇水缓慢水解成水溶性分子(或化合物)的纤维，是一种很有价值的功能性差别化纤维。

水溶性纤维即是可溶于水的纤维状物质。

其纤维形状可粗可细、可长可短。

有超短纤、短纤、长丝等不同品种，亦有超细水溶纤维，线密度在O．1—1．Odtex之间。

纤维在水中溶解(或丝溶化)，有一定温度要求，所以按水溶温度来衡量水溶纤维的水溶性，并以此区别不同的品种和类别。

未经醛化的维纶纤维即聚乙烯醇(PVA)纤维，因其分子链中含有大量的新水基团——羟基(-OH)，故其具备水溶性能。

在合成纤维中，PVA纤维是唯一可以水溶的纤维。

（二）水溶性纤维的特性：水溶性纤维一般在加工和使用过程中的某一阶段被溶去，以达到某种效果。

因此应具有下列特征：1．在一般温度下就能充分溶解于水；2．在中等湿度的空气中不发生粘并，有较好的稳定性；3．物理机械性能要求不高，但一般要有一定的强度和延伸度。

水溶性纤维的水溶机理水溶性PVA纤维的溶解过程包括膨润和溶解分散两大过程。

将水溶性PVA纤维放在一定温度的热水中，随着水温的提高，纤维逐步膨润，随之产生收缩。

当水温继续提高，纤维轴方向达到最大收缩率时，纤维就被溶断成胶状片断，进一步提高水温或延长处理时间，则PVA就以分子形式溶解分散而称为均匀的溶液。

纤维的膨润可看作组成纤维的高分子与溶剂的结合，即由溶剂化产生的局部溶解。

纤维膨润时，溶剂渗入非晶区，纤维方向的伸度小，而纤维径向的尺寸增大较大，膨润时一般呈现各向异性。

聚乙烯醇纤维膜溶胀概述说明以及解释【1. 引言】1.1 概述：聚乙烯醇纤维膜溶胀是一种常见且重要的现象，在材料科学和工程领域具有广泛的应用。

溶胀是指在特定条件下，聚乙烯醇纤维膜与其周围介质发生相互作用，导致膜的体积增大的过程。

随着近年来对功能性材料的需求增加，对聚乙烯醇纤维膜溶胀行为及其机制的研究也日益受到关注。

1.2 文章结构：本文将首先对聚乙烯醇纤维膜溶胀进行定义和原理解释，重点阐述溶胀现象发生的基本原理和相关概念。

接着，将深入分析影响聚乙烯醇纤维膜溶胀行为的关键因素，并探讨其应用领域。

然后，本文将详细介绍实验方法并进行结果分析和数据展示。

此外，还将解析聚乙烯醇纤维膜溶胀机制，并讨论化学反应与物理作用对溶胀机制的影响。

最后，本文将对研究进行总结，并提出未来研究方向的展望。

1.3 目的：本文旨在全面了解聚乙烯醇纤维膜溶胀行为及其机制，揭示与聚乙烯醇纤维膜溶胀相关的关键因素和应用领域，并通过实验方法和结果分析验证溶胀现象。

同时，通过探究分子层次解释、化学反应与物理作用以及动力学参数等方面，深入解析聚乙烯醇纤维膜溶胀机制。

最后，总结文章并提出对未来研究方向的展望，为进一步深入研究聚乙烯醇纤维膜溶胀提供参考。

【结束】2. 聚乙烯醇纤维膜溶胀：2.1 定义和原理解释聚乙烯醇纤维膜溶胀是指聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，简称PVA）纤维膜在接触溶剂或者水时发生体积膨胀的现象。

PVA是一种具有良好成膜性能和可调控性的高分子材料，因其独特的水溶性和亲水性，在许多应用领域具有广泛的运用前景。

在纤维膜溶胀过程中，PVA分子链与溶剂中的分子发生相互作用，导致分子之间的距离增大从而使整个纤维膜体积增大。

这种体积变化是由于PVA分子链之间形成氢键交联结构，并与溶剂中的水或其他极性物质形成氢键结合所引起的。

根据休斯顿抗拉弹簧模型可以解释这种现象，即当PVA与溶剂接触时氢键会被断开，但在干燥环境下重新形成。

高强高模聚乙烯醇纤维说明兰州宏颖新材料开发公司高强高模聚乙烯醇纤维说明高强高模聚乙烯醇纤维简称（高强高模PV A纤维）是一种具有高抗拉强度、高杨氏模量、高耐碱性的合成纤维，该纤维是密度大、直径小，许多性能都优于其它合成纤维，同时对水泥、石膏等基材具有极强的亲和力。

一高强高模聚乙烯醇纤维的技术指标项目指标纤维直径(dtex) 2.0±2 （12±2μm）抗拉强度(cn/dtex) ≧ 11 (1428MPa)杨氏模量（cn/dtex）≧ 290 (37.9GPa)断裂伸度（%） 6～8密度（g/cm3） 1.3耐热水性（o C）≧ 104干热软化点（o C）≧ 216二不同有机纤维的物理力学性能三高强高模聚乙烯醇纤维应用我们只需要在水泥、石膏等基材中均匀加入0.3%～0.5%的高强高模聚乙烯醇纤维及少量的高分子聚合物，我们就可以有效的改变水泥、石膏等基材的脆性、消除这些基材在水化过程中产生的裂纹。

由于纤维的存在既消耗了能量又缓解了应力，阻止裂纹进一步发展，起到了阻断裂缝的作用，所以在水泥、石膏制品内掺入少量高强高模聚乙烯醇纤维，可以达到：1 、提高基体的抗拉强度。

2 、阻止基体原有缺陷裂缝的扩展，并延缓新裂缝的出现，提高耐水性、抗渗性、抗冻性。

3 、提高基体的变形能力，从而改善其韧性和抗冲击能力。

四、应用领域：1、大体积砂浆/混凝土浇筑2、工业及民用建筑的屋顶处理，地下室防水，内外墙薄抹灰砂浆3 、粉体建材、抗裂砂浆、保温砂浆、粉刷石膏、粉刷腻子、嵌缝腻子4 、道路、桥梁、高速公路的路面及护栏5 、水坝、水池、停车场、飞机跑道及停机坪等混凝土浇筑。

6 、隧道、矿井、地铁、边坡面等喷射混凝土7、沿海滩涂、堤坝、盐碱地带、化工腐蚀场地。

8、混凝土构件、欧式构件、城市艺术雕塑、预应力砼管、板材9、轻质隔墙板、GRC板、保温板、装饰板、FC板。

聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章第七章 聚乙烯醇纤维聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维是聚乙烯醇缩甲醛纤维的简称，商品名称维纶、维尼纶。

1939年研制成功，1950年日本仓敷人造丝公司工业化生产。

我国1964年在北京引进日本设备建立的第一个维尼纶厂开始投产，随后又兴建了一批年产量万吨的维尼纶厂。

优点：强度高、吸湿性好、耐日晒、外观和性能和棉花相似，短纤维主要和棉混纺。

聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章缺点：染色性差、耐热水性差、尺寸稳定性差。

作为服用纤维很少，主要用于工业、农业、渔业：①纤维增强材料：塑料用增强材料、代替石棉作水 泥石棉板、建筑陶瓷。

②渔网、绳索、帆布。

③水溶纤维：基布、高性能纱线。

④仓装材料：具有良好的耐日光性、耐气候性、强 度高、耐磨性好。

聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章第六章聚乙烯醇纤维四、纤维级PVA性质DP 1750±50 残存醋酸根 ＜0.2％ 醋酸钠＜7％。

聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章第三节聚乙烯醇的原液制备一、原液制备流程PVA→水洗→脱水→溶解→混合→过滤→脱泡→纺丝原液1.水洗目的:①降低PVA中NaAc含量，使之＜0.2％，减少热处理时的碱性着色②除去过低分子量PVA，改善分子量分布③使PVA适度膨润，以利于溶解聚乙烯醇纤维聚乙烯醇纤维第六章第六章水洗温度：30～40℃水洗设备：长网式水洗机长网水洗机的尾部装有三对压辊，调节其压力可以控制PVA含水量。

一般含水率控制在60～65％。

聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章2.溶解溶解温度：95～98℃，原液浓度：14～18％，一般16％3.过滤板框式过滤机去除微量未溶解的溶胀体和机械杂质4.脱泡一般采用常压静置脱泡98℃下4～6h。

聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章第六章聚乙烯醇纤维第四节 聚乙烯醇的湿法纺丝及热处理一、湿法纺丝聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章1.凝固浴各组分对成形的影响凝固浴组成：Na2SO4 410~420g/l ZnSO4 1~5g/l①Na2SO4使丝条脱水凝固成形含量↓↓成形缓慢，且稳定性↓，皮层薄，纤维强度↓伸长↑↑↑Na2SO4易析出，损伤丝条造成毛丝，凝固浴循环量②ZnSO4控制纤维色相（强酸弱碱盐、水溶液pH3.35 ）聚乙烯醇纤维第六章聚乙烯醇纤维第六章第六章第六章 聚乙烯醇纤维聚乙烯醇纤维环量，即补充新鲜溶液，排除稀释后得溶液，一般控制落差10～12g/l 。

-18-化纤文摘2007年第3期（第36卷）7.聚乙烯醇纤维及聚氯乙烯纤维TQ346.24-346.2520073109含聚乙二醇交联剂的亲水性聚乙烯醇的合成Y amahe T.…;Kobunshi Ronbunshu,2004,61（2），p.149（日）含有聚乙烯醇（P V A）和聚乙二醇单元的新型亲水性交联聚合物合成时，用硫酸作为脱水催化剂。

当聚乙二醇的分子量较高时，反应程度较低，而用低分子量的聚乙二醇作为交联剂时，反应程度较高。

（涂君植）聚乙烯醇交联反应亲水性聚乙二醇20073110聚乙烯醇粘合纤维及其组成的纸或非织造物Kamada H.;US-6924030（2004.3.10）（日）PVA粘合纤维具有下列特点：最多30%横截面圆形度，在30℃水中的膨胀度至少为100%，在水中的溶解度最大为20%，该纤维甚至能在低能干燥条件下进行加工。

例如，在热空气干燥系统（例如，气流干燥器）中进行高速干燥；或者在多辊筒体系中；或者类似造纸和高强非织造物的体系中进行低温干燥。

（涂君植）聚乙烯醇纤维粘合性溶解度非织造物20073111提高擦拭性能的改性聚乙烯醇超细纤维网层压非织造布大和纺绩；JP2005-120504（2005.5.12）（日）非织造布（A1）包括d.p.f.≤0.9dtex的超细纤维层，包括被层压到合成聚合物纤维（B）层两侧的改性聚乙烯醇（A），用水缠结方法结合在一起；或者非织造物由基本上为一种A聚合物组分和一种聚烯烃组分的超细纤维上述A1非织造布构成；或者非织造布由含d.p.f.≤0.9dtexB的上述A1非织造布构成。

非织造布制造包括下述步骤：（a）在可分离组分的共轭纤维网两侧，以A聚合物作为≥1组分，与热收缩合成纤维网层压，（b）露出A聚合物超细纤维，同时用水缠结方法连接网，（c）热处理层压物，使面积收缩≤10%。

摩尔比38∶62的乙烯-乙烯醇共聚物和聚丙烯纺制的可分离组分纤维梳理网，将其夹在两层尼龙6和PET可分离组分的纤维网中间，形成一张层压网。

前言与棉纤维相比，聚乙烯醇（）纤维的强PVA 度、耐磨性、耐光性、耐腐蚀性等优良，密度小，吸湿率与棉纤维相近，有合成棉花之称，因此，早期在日本、朝鲜、中国等都是以民用为主。

由于服用性能更加优良的聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈等纤维品种的出现和后来居上，纤维PVA 在服用领域的优势逐渐减弱，世界总产量也相应降低。

自世纪年代以来，纤维的应用 20 70 PVA 逐渐由服用转向工农业、渔业、医用等方面，高性能及功能纤维品种如高强高模纤维、中空 PVA 纤维、水溶性纤维、细特和超细特纤维、离子交换纤维、含氯纤维、医用纤维等相继问世，使 纤维再次呈现快速发展趋势。

其中，对高强PVA 度纤维的研究与开发一直受到人们的重视， PVA 特别是纤维的出现，打破了高强高模 UHMW-PE 纤维只能由刚性成纤高分子制取的传统观念，为开发高强度纤维提供了科学和实践依据。

PVA 制备方法1 高强度纤维的成形，一般多采用湿法加 PVA 硼纺丝、凝胶纺丝、直接醇解纺丝等工艺技术。

常用的溶剂如二甲基亚砜（）、二甲 PVA DMSO 基甲酰胺（）、乙二醇、丙三醇、水或混合DMF 溶剂等，而凝固剂主要为甲醇、乙醇、丙酮、十氢化萘等。

湿法加硼纺丝方法是制备高强度纤维较 PVA 早采用的技术，由日本仓敷人造丝公司于世纪20 年代末提出。

在水溶液中易形成分子内60 PVA 和分子间氢键，使大分子呈无规线团状而相互缠结，易产生胶粒并使溶液粘度增大或形成凝胶。

硼、铜，钛等化合物在适当条件下可与发生 PVA 交联，抑制纺丝过程中大分子结晶，易于初生纤维的后拉伸。

在水纺丝溶液中加入硼酸，使 PVA/其与形成交联结构，可抑制分子内或 PVA PVA 分子间氢键的形成以及减小大分子缠结程度等。

例如，以碱性盐溶液为凝固剂湿法成形，硼酸交联，经中和、水洗、拉伸及热处理后，可制成强度约和耐℃热水的高强度 13 cN/dtex 120 PVA 纤维。

国内在湿法加硼纺丝工艺方面也进行了很多卓有成效的工作，采用该技术纺制的纤维 PVA 强度、模量和断后伸长分别可达～、 1013 cN/dtex ～和～。