聚乙烯醇 (Polyvinyl 乙醇 ,简称PVA)纤维是一种水溶性聚合物纤维,由 聚乙酸乙烯酯 在碱性 催化剂 或酸性催化剂存在的条件下 醇解 得到。PVA纤维具有无毒性、生物可降解性、生物相容性、成膜性等优良性能,因此广泛应用于工业、 渔业 、医疗等领域。由于其良好的成纤性和 化学 稳定性,PVA纤维也被用来制作 维纶 以及聚乙烯醇纳米纤维等。
聚乙烯醇纳米纤维是通过 静电纺丝 工艺制备的,具有巨大的 比表面积 、高 孔隙率 、高吸附性以及生物相容性等特点,使其在生物医用材料、 催化 、过滤等领域展现出极大的应用潜力。
聚乙烯醇纤维被用作 基体 材料,与银纳米线(AgNWs)复合,制备出具有导电性和抗菌性能的复合纤维。通过湿法纺丝和静电纺丝相结合的方法,制备出以 聚乙烯醇 /AgNWs微米纤维为芯层,PVA纳米纤维为皮层的微纳复合纤维。这种复合纤维不仅克服了单一功能纤维的局限性,而且在保持聚乙烯醇纤维原有特性的同时,赋予了其新的功能,如导电性和抗菌性,为 生物医学 和环境应用提供了新的材料选择。
简介
聚乙烯醇纤维其主要特点是强度高模量高、伸度低、耐磨、抗酸碱、耐候性好,与水泥、 石膏 等基材有良好的亲和力和结合性,且无毒、无污染、不损伤人体肌肤,对人体无害,是新一代 高科技 的绿色建材之一。生产维轮纤维的原料 聚乙烯醇 是一种水溶性高聚合物,性能介于塑料和橡胶之间,用途广泛。我国的聚乙烯醇生产能力和产量均居世界第一,其后依次为 日本 、 英国 和 朝鲜 。
以聚乙烯醇为原料纺丝制得的 合成纤维 。将这种纤维经甲醛处理所得到 聚乙烯醇缩甲醛 纤维,中国称 维纶 ,国际上称维尼纶。比较低分子量聚乙烯醇为原料经纺丝制得的纤维是水溶性的,称为水溶性聚乙烯醇纤维。一般的聚乙烯醇纤维不具备必要的耐热水性,实际应用价值不大。聚乙烯醇缩甲醛纤维具有柔软、保暖等特性,尤其是吸湿率(可达 5%)在合成纤维诸品种中是比较高的,故有合成棉花之称;但其耐热性差,软化点只有120℃。
沿革
20世纪30年代初期,德国瓦克化学公司首先制得聚乙烯醇纤维。1939年, 日本 樱田一郎 、矢泽将英, 朝鲜 李升基将这种纤维用甲醛处理,制得耐热的 聚乙烯醇缩甲醛 纤维,1950年由日本仓敷人造丝公司(现为 可乐丽 )建成工业化生产装置。1984年聚乙烯醇纤维世界产量为94kt。60年代初,日本维尼纶公司和可乐丽公司生产的水溶性聚乙烯醇纤维投放市场。
生产方法
聚乙烯醇 纤维所用原料聚乙烯醇的平均分子量为60000~150000,热分解温度为200~220℃, 熔点 为225~230℃。聚乙烯醇纤维可用湿法纺丝和干法纺丝制得。将 热处理 后的聚乙烯醇纤维经 缩醛化 处理可得 聚乙烯醇缩甲醛 纤维。缩醛化处理过程是将丝束经水洗除去 芒硝 ( 硫酸钠 )后,从醛化溶液(由醛化剂甲醛、稀释剂水、 催化剂 硫酸、阻 溶胀剂 硫酸钠组成)中通过,再经水洗的过程。也可将丝束切成短纤维,用 气流 输送至后处理机,在 不锈钢 网上进行缩醛化处理。为改善纤维性能,可将含有 固化剂 硼酸 的 聚乙烯醇 溶液(浓度为16%)进行湿法纺丝,所得初生纤维在碱性凝固浴中凝固,经中和、水洗和多段高倍拉伸和 热处理 ,则可获得强度达106~115cN/dtex的 长丝䰶 。
性能
1、具有很好的机械性能,其强度高、模量高、伸度低。
2、耐酸碱性、抗 化学 药品性强。
3、耐光性:在长时间的日照下,纤维强度损失率低。
4、耐腐蚀性:纤维埋入地下长时间不发霉、不腐烂、不虫蛀。
5、纤维具有良好的分散性:纤维不粘连、水中分散性好。
6、纤维与水泥、塑料等的 亲和性 好,粘合强度高。
7、对人体和环境无毒无害。
用途
聚乙烯醇缩甲醛 纤维在工业领域中可用于制作帆布、 篷布 、滤布、 输送带 、包装材料、工作服、 渔网 和海上作业用缆绳。高强度、高模量长丝可用作运输带的 骨架材料 、各种胶管、胶布和 胶鞋 的衬里材料,还可制作自行车胎 帘子线 。由于这种纤维能耐水泥的碱性,且与水泥的粘结性和亲合性好,可代替 石棉 作水泥制品的 增强材料 。可与棉 混纺 ,制作各种衣料和室内用品,也可生产针织品。但耐热性差,制得的织物不挺括,且不能在热水中洗涤。此外,在 无纺布 、 造纸 等方面也有使用价值。
溶解性
聚乙烯醇纤维可与其他纤维混纺,再在纺织加工后被溶去,得到细纱高档纺织品,也可制得无捻纱或无纬毯。还可作为粘合剂用于造纸,以提高纸的强度和韧性。此外,还可制特殊用途的工作服、 手术缝合线 等。
改性品种
重要的改性品种是 氯乙烯 聚乙烯醇 接枝共聚纤维,中国称为维氯纶。它以低聚合度聚乙烯醇 水溶液 作分散介质,在 催化剂 作用下,使 氯乙烯 和聚乙烯醇接枝共聚;从得到 共聚物 乳液中,以乳液纺丝法(见 化学纤维 纺丝)纺得纤维;再经与 聚乙烯醇缩甲醛 纤维相似的后处理过程,制得纤维成品。它兼有 聚氯乙烯纤维 和聚乙烯醇缩甲醛纤维的优点。