水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用
聚乙烯醇的应用(3篇)
第1篇聚乙烯醇的应用摘要：聚乙烯醇（PVA）是一种重要的合成高分子材料，具有优良的物理化学性能，广泛应用于各个领域。
本文介绍了聚乙烯醇的合成方法、结构特点、性质及其在各个领域的应用，旨在为聚乙烯醇的研究和开发提供参考。
关键词：聚乙烯醇；合成；结构；性质；应用一、引言聚乙烯醇（PVA）是一种具有广泛用途的高分子材料，是由聚乙烯醇单体通过醇解反应得到的。
聚乙烯醇具有良好的溶解性、成膜性、生物相容性、可生物降解性等特性，因此在纺织、化工、医药、食品、建筑、环保等领域具有广泛的应用。
本文将详细介绍聚乙烯醇的合成方法、结构特点、性质及其在各个领域的应用。
二、聚乙烯醇的合成方法1. 醇解法：醇解法是聚乙烯醇合成的主要方法，通过将聚乙烯醇单体与醇解剂（如氢氧化钠、氢氧化钾等）反应，生成聚乙烯醇。
2. 烯醇聚合法：烯醇聚合法是另一种合成聚乙烯醇的方法，通过将聚乙烯醇单体在催化剂的作用下进行聚合反应，生成聚乙烯醇。
三、聚乙烯醇的结构特点1. 聚乙烯醇分子链上含有大量的羟基，使其具有良好的溶解性和成膜性。
2. 聚乙烯醇分子链的长度、分子量及其分布对聚乙烯醇的性能有较大影响。
3. 聚乙烯醇分子链的结晶度较低，有利于其在不同领域的应用。
四、聚乙烯醇的性质1. 溶解性：聚乙烯醇具有良好的溶解性，可在水、醇、酮等溶剂中溶解。
2. 成膜性：聚乙烯醇具有良好的成膜性，可制备薄膜、纤维等。
3. 生物相容性：聚乙烯醇具有良好的生物相容性，可应用于医用材料。
4. 可生物降解性：聚乙烯醇可生物降解，具有良好的环保性能。
5. 耐热性：聚乙烯醇具有一定的耐热性，可在一定温度下使用。
6. 耐化学性：聚乙烯醇具有良好的耐化学性，可应用于化工领域。
五、聚乙烯醇的应用1. 纺织领域：聚乙烯醇可用于制备纤维、薄膜、非织造布等，具有良好的柔软性、透气性、保暖性。
2. 化工领域：聚乙烯醇可用于制备胶粘剂、涂料、水处理剂等，具有良好的粘接性、耐水性、耐腐蚀性。
聚乙烯醇的合成与降解详解
综合国内外的研究，我们可以知道PVA的降解机理主要是 聚合链的内部断裂，第一步由微生物产生的PVA氧化酶和 脱氢酶作用，形成特定的基团然后被水解酶催化促使碳碳 链的断裂。同时PVA的结构以及其本身的聚合度的不同造 成PVA降解酶活性的不同，使得对PVA的降解产生较多的问 题。但是相信由于自然界PVA的逐渐增多，会有越来越多 的微生物被发现可以降解PVA。
基本特性
【溶解性】PVA溶于水，水温越高则溶解度越大，但几乎不溶于有机 溶剂。PVA溶解性随醇解度和聚合度而变化。部分醇解和低聚合度的 PVA溶解极快，而完全醇解和高聚合度PVA则溶解较慢。一般规律，对 PVA溶解性的影响，醇解度大于聚合度。PVA溶解过程是分阶段进行的， 即：亲和润湿一溶胀一无限溶胀一溶解。 成膜性PVA易成膜，其膜 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 接性PVA与亲水性的纤维素有很好的粘接力。一般情况，聚合度、醇 解度越高，粘接强度越强。
聚 乙 烯 醉 (P V A )是 较 少 的 可 溶 于 水 并被 生 物 降 解 的 乙 烯 聚 合 物 之 一 。 研 究表 明 , 在 受P V A 污 染 的 自然 环 境 中存在 着 能 降解 P V A 的 微 生 物 , 并从 中提 取 出 了 P V A 降解 酶。
国内PVA生物酶研究
聚乙烯醇的合成与降解
化学1203 厉剑
基本介绍
分子式：[C2H4O]n
聚乙烯醇（简称PVA）外观为白色粉末，是一种用 途相当广泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑 料和橡胶之间，它的用途可分为纤维和非纤维两 大用途。聚乙烯醇具有较佳的强力粘接性、皮膜 柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、胶体保护 性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的 耐水性等，在纺织、食品、医药、建筑、木材加 工、造纸、 印刷、 农业以及冶金等行业具有广 泛的应用前景，开发利用前景广阔。
聚乙烯醇水凝胶及其应用现状报告
通过其结构式可以看出： • 聚乙烯醇分子具有良好的柔顺性； • 聚乙烯醇链结构较为规整，易于结晶 • 羟基和羰基赋予聚乙烯醇非常活泼的化学性质和 良好的亲水性。
二、基本结构
在聚乙烯醇水凝胶的网 络结构中，具有间同立 构的聚乙烯醇分子链主 要形成分子间氢键，如 图(a)所示，而具有全同 立构的分子链主要形成 分子内氢键，如图(b)所 示。
四、聚乙烯醇水凝胶的性能
1.力学性能
1）应力-应变性能
PVA凝胶具有很大的应变能力，材料的应变量高达 310％左右，不高弹类材辩相似。
2）拉伸性能
PVA水凝胶的拉伸强度和拉伸模量随凝胶的浓度和 冷冻一解冻次数的增加而增大。
3）压缩和剪切性能
PVA水凝胶的压缩模量不压应变的大小和速率有关， 显示了非线形和粘滞性的材料学行为，而剪切模量只不 切应变有关，而不应变速率无关
谢谢老师的辛勤工作 请批评指正
聚乙烯醇水凝胶 及其应用现状报告
一、前言
• 聚乙烯醇(PVA)
是一种用途广泛的水 溶性高分子。其性能 介于橡胶和塑料之间， 非常独特，具有较为 良好的强力粘接性、 耐性、胶体保护性、 平滑性、气体阻绝性、 耐溶剂性、耐磨性以 及经特殊处理具有的 耐水性。
一、前言
• 水凝胶是一种能在
水中溶胀幵保持大量 水分而又丌溶解的聚 合物,通过共价键、氢 键或范德华力等作用 相互交联构成三维网 状结构。它是由水溶 性分子经过交联后形 成，能够在水中溶胀 幵丏保持大量水分而 丌溶解的胶态物质
六、小结
聚乙烯醇水凝胶的制备和应用研究已经开展 了多年，是一种颇具发展潜力和广阔应用前 景的生物医学材料。现在某些领域虽然已经 开始应用，但大规模商业生产还需要一些关 键技术的突破。例如PVA水凝胶的力学强度 还丌尽如人意；产品的尺寸和外型的稳定性 控制仌有较大的困难等。因此，有待改迚制 备工艺或开发新的制备技术：对于水凝胶的 微观结构尚丌甚清楚，表征手殌还有待于改 迚，这些都将成为今后PVA水凝胶发展研。
聚乙烯醇生产技术
聚乙烯醇生产技术
聚乙烯醇生产技术是一种以乙烯为主要原料，经过聚合、加水解聚和涂覆等过程制备的高分子聚合物。
聚乙烯醇具有良好的化学稳定性、可溶性和良好的加工性能，广泛应用于纺织、造纸、电子、医药和日用化工等领域。
聚乙烯醇的生产工艺包括乙烯聚合、加水解聚和涂覆三个步骤。
其主要工艺流程包括：
1. 乙烯聚合：使用催化剂将乙烯进行聚合，得到聚乙烯。
2. 加水解聚：将聚乙烯与水进行混合，加入表面活性剂等辅助剂，加热到一定温度下水解聚合，得到聚乙烯醇。
3. 涂覆：将聚乙烯醇溶解于有机溶剂和水的混合物中，通过薄膜浸涂、喷涂等方法，将其涂覆于纸张、纺织品等材料表面，形成一层保护膜。
聚乙烯醇的生产工艺中，催化剂的选择、反应条件的控制和后续处理等环节均对产品质量有着重要影响，需要精细操作和严格控制。
目前国内外已开发出多种聚乙烯醇生产技术，不同工艺的优缺点各有所长，需要根据产品需求和市场需求综合考虑选择适合的技术。
聚乙烯醇的制备实验报告
聚乙烯醇的制备实验报告聚乙烯醇的制备实验报告引言：聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，简称PVA）是一种重要的合成高分子材料，具有优异的物理性质和化学稳定性。
它广泛应用于纺织、造纸、涂料、医药等领域。
本实验旨在通过合成聚乙烯醇的过程，深入了解其制备原理及实验操作。
实验目的：通过乙烯醇与硫酸的酯化反应，制备聚乙烯醇，并对其性质进行分析。
实验原理：聚乙烯醇的制备过程主要包括酯化反应和水解反应两个步骤。
首先，将乙烯醇与硫酸反应生成乙酸乙酯，然后通过水解反应将乙酸乙酯转化为聚乙烯醇。
实验步骤：1. 将一定量的乙烯醇溶液倒入烧杯中；2. 加入适量的硫酸溶液，并用玻璃棒搅拌均匀；3. 将反应混合物加热至沸腾，继续搅拌保持反应进行；4. 反应结束后，将溶液冷却至室温；5. 将得到的聚乙烯醇沉淀物用水洗涤，并过滤干燥；6. 对聚乙烯醇样品进行性质分析。
实验结果：经过实验操作，得到了一定量的聚乙烯醇样品。
通过对样品的分析，得到了以下结果：1. 外观：聚乙烯醇呈白色结晶状固体，无异味；2. 溶解性：聚乙烯醇在水中具有良好的溶解性，能迅速溶解形成均匀的溶液；3. 粘度：聚乙烯醇的粘度较高，具有较好的粘附性；4. 热稳定性：聚乙烯醇在高温下有一定的热稳定性，能够保持较好的性能。
实验讨论：通过实验操作，成功合成了一定量的聚乙烯醇，并对其性质进行了初步分析。
然而，实验中仍存在一些问题需要进一步讨论。
1. 反应温度：实验中反应温度选择了沸腾状态，但是否存在更适宜的反应温度仍需进一步研究；2. 反应时间：实验中反应时间选择了一定的持续时间，但是否存在更合适的反应时间需要进一步探讨；3. 聚乙烯醇的性质：实验中只对聚乙烯醇的外观、溶解性、粘度和热稳定性进行了初步分析，对其其他性质如力学性能、分子量分布等仍需进行更深入的研究。
结论：通过本实验，成功合成了一定量的聚乙烯醇，并对其性质进行了初步分析。
实验结果表明，聚乙烯醇具有良好的溶解性、粘附性和热稳定性。
聚乙烯醇的制备过程及其性能的研究
聚乙烯醇的制备过程及其性能的研究聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，PVA），是一种有机高分子化合物，具有很高的应用价值。
它可以通过乙烯和氧化制备聚乙烯醇。
制备过程包括乙烯的聚合、水解和精制。
乙烯的聚合是制备聚乙烯醇的第一步。
乙烯是通过石油天然气的裂解得到的，经过精制后，被引入聚合反应器。
通常情况下，乙烯与催化剂在高温和高压条件下进行聚合反应，生成高分子量的聚乙烯。
被聚合的乙烯聚合物被称为高密度聚乙烯（HDPE）。
接下来，高密度聚乙烯需要通过水解反应转化为聚乙烯醇。
水解反应需要将高密度聚乙烯与大量的水反应，得到聚乙烯醇。
水解反应通常在酸性条件下进行，并通过加热来加速反应速度。
通过水解，聚乙烯醇的溶解度增加，使其适用于更广泛的应用。
最后，制备的聚乙烯醇需要经过精制过程，包括过滤、蒸馏和洗涤等步骤。
这些步骤的目的是去除任何杂质或未反应的化合物，从而得到高纯度的聚乙烯醇。
聚乙烯醇具有一系列优异的性能，包括溶解性好、可降解、生物相容性好等特点，因而在很多领域得到广泛应用。
首先，聚乙烯醇溶解性好。
由于其分子链上大量的羟基官能团，使其能够与水分子进行氢键作用，使得聚乙烯醇易于水溶，可制备出高浓度的聚乙烯醇溶液。
其次，聚乙烯醇可降解。
由于聚乙烯醇分子中含有羟基，这些羟基可以被酶水解，使聚乙烯醇具备良好的可生物降解性。
这使得聚乙烯醇成为一种理想的生物可降解材料，可以用于可降解纤维、薄膜等应用领域。
此外，聚乙烯醇具有良好的生物相容性。
对人体的生物相容性好，能与人体组织相容性好，不会引起排异反应，因此聚乙烯醇被广泛应用于医疗领域，如药物缓释、制备人工关节等。
总之，聚乙烯醇的制备过程包括乙烯的聚合、水解和精制。
其具备溶解性好、可降解和生物相容性好等优异性能，使其在医疗、纺织、造纸等众多领域得到广泛应用。
聚乙烯醇
聚乙烯醇的合成与应用08206020222 08高分子<2>班吴家彬【摘要】本文介绍聚乙烯醇的基本性质以及合成和应用，从不同方面说明聚乙烯醇的制备方法，同时介绍聚乙烯醇在工业以及生活上的应用和发展前景。
【关键字】聚乙烯醇制备前景聚乙烯醇，英文名称： polyvinyl alcohol，vinylalcohol polymer，poval，简称PVA 有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味。
溶于水，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。
微溶于二甲基亚砜。
聚乙烯醇是重要的化工原料，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂等。
聚乙烯醇的制备方法聚乙烯醇的制备方法原料路线聚乙烯醇是由醋酸乙烯(VAc)经聚合醇解而制成，生产 PVA 通常有两种原料路线，一种是以乙烯为原料制备醋酸乙烯，再制得聚乙烯醇；另外一种是以乙炔 (分为电石乙炔和天然气乙炔)为原料制备醋酸乙烯，再制得聚乙烯醇。
（ 1）乙烯直接合成法）石油裂解乙烯直接合成法。
目前，国际上生产聚乙烯醇的工艺路线以乙烯法占主导地位，其数量约占总生产能力的 72％。
美国已完成了乙炔法向乙烯法的转变，日本的乙烯法也占 70％以上，而中国的生产企业只有两家为乙烯法。
其工艺流程包括：乙烯的获取及醋酸乙烯(VAc)合成、精馏、聚合、聚醋酸乙烯(PVAc)醇解、醋酸和甲醇回收五个工序。
石油乙烯法的工艺特点：生产规模较乙炔法大，产品质量好，设备易于维护、管理和清洗、热利用率高，能量节约明显，生产成本较乙炔法低 30％以上。
（2）电石乙炔合成法）电石乙炔合成法，最早实现工业化生产，其工艺特点是操作比较简单、产率高、副产物易于分离，因而国内至今仍有 1O 家工厂沿用此法生产，且大部分应用高碱法生产聚乙烯醇。
但由于乙炔高碱法工艺路线产品能耗高、质量差、成本高，生产过程产生的杂质污染环境亦较为严重，缺乏市场竞争力，属逐渐淘汰工艺。
PVA水凝胶的制备及研究综述
PVA水凝胶的制备及研究综述PVA（聚乙烯醇）水凝胶是一种具有弹性、可溶于水的高分子材料，具有广泛的应用前景，特别是在生物医学领域。
本文将对PVA水凝胶的制备方法和相关研究进行综述。
PVA水凝胶的制备方法多种多样，主要包括物理交联法、化学交联法和生物交联法。
其中，物理交联法是通过改变PVA溶液中的温度、pH值或添加剂来实现凝胶化。
这种方法简单易行，但凝胶的力学性能较差，不耐水。
化学交联法是通过添加交联剂或引发剂，使PVA分子间发生交联反应，形成三维网络结构。
这种方法可以调节凝胶的交联程度，从而改变其力学性能和水溶性。
生物交联法是利用酶或菌体等生物体内的酶促反应来进行交联，具有良好的生物相容性和可降解性。
PVA水凝胶的研究涵盖了多个方面，其中包括力学性能、形态结构、生物相容性和药物释放等。
力学性能是评价水凝胶质量的重要指标，与交联程度和结构有关。
研究发现，PVA水凝胶的力学性能可以通过调节交联剂浓度、交联时间和交联温度等条件来改善。
形态结构研究表明，PVA水凝胶具有均匀的孔隙结构和互穿网络，有利于负载药物和细胞的扩散和生长。
生物相容性是评价材料在生物体内应用的重要指标，PVA水凝胶具有低毒性和良好的生物相容性，已被广泛用于组织工程和药物传递领域。
药物释放研究表明，PVA水凝胶可以控制药物的释放速率和时间，可用于缓释药物和局部治疗。
除了上述方面的研究，PVA水凝胶还可以与其他材料进行复合，以改善其性能。
例如，将纳米材料引入PVA水凝胶中，可以提高其力学性能和生物相容性。
同时，还可以通过改变PVA水凝胶的交联方式和结构，来实现对凝胶性质的调控。
综上所述，PVA水凝胶是一种具有广泛应用前景的材料，制备方法多样，研究内容涵盖了力学性能、形态结构、生物相容性和药物释放等方面。
未来的研究可以从更多角度探索PVA水凝胶的性能和应用，进一步发展其在生物医学领域的应用潜力。
聚乙烯醇
1－碱液调配槽 2－树脂中间槽 3，4－泵 5－混合机 6－皮带醇解机 7，8－粉碎机 9－洗涤 釜 10－中间槽 11－蒸发机 12－连续式固－液分离机 13－干燥机
用途应用
聚乙烯醇缩醛
应用于
纸张涂层
耐汽油管道
织物处理剂，乳化剂
粘合剂
维尼纶合成纤维
聚乙烯醇树脂系列产品
性能
聚乙烯醇树脂系列产品系白色固体，外型分絮状、 颗粒状、粉状三种；无毒无味、无污染，可在80-90℃水中溶解。其水溶液有很好的粘接性和成膜性； 能耐油类、润滑剂和烃类等大多数有机溶剂；具有 长链多元醇酯化、醚化、缩醛化等化学性质
• 热性能
聚乙烯醇受热后发生软化(210～215℃)，但在一般情况下，它在熔融前便分解。 聚乙烯醇在加热到140℃以下时不发生明显的变化，加热至180C以上时，由碱法醇解 得到的聚乙烯醇开始发生变化，大分子发生脱水，在长链上形成共轭双键，并使其色 泽逐渐变深。这时其物理性能也有变化，如原有的水溶性消失，弹性模量显著增大， 并逐步变得硬而脆。据推测，其时所发生的反应历程如下图所示。 ～CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH～ │ │ │ │ │ OH OH OH OH OH △↓OH_ ～CH2—CH—CH2—C—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH～ │ ║ │ │ │ OH O OH OH OH △↓ ～CH2—CH—CH2—C—CH=CH—CH2—CH—CH2—CH～ │ ║ │ │ OH O OH OH △↓ ～CH2—CH—CH2—CH—CH=CH—CH=CH—CH=CH～ │ ║ OH O
• 化学性质
聚乙烯醇主链大分子上有大量仲羟基，在化学性质方 面有许多与纤维素相似之处。聚乙烯醇可与多种酸、酸酐、 酰氯等作用，生成相应的聚乙烯醇的酯。但其反应能力低 于一般低分子醇类。
速溶聚乙烯醇作用
速溶聚乙烯醇作用速溶聚乙烯醇是一种具有特殊功能的化学物质，它在很多领域都有广泛的应用。
本文将从速溶聚乙烯醇的定义、性质、制备方法以及应用领域等方面进行介绍，以便更好地了解和利用这一化学物质。
我们来了解一下速溶聚乙烯醇的定义。
速溶聚乙烯醇是一种水溶性高分子化合物，化学式为（C2H4O）n，其中n为聚合度。
它是由乙烯醇分子通过缩聚反应而形成的。
接下来，我们来了解一下速溶聚乙烯醇的性质。
速溶聚乙烯醇具有良好的溶解性和粘性，在水中能够迅速溶解并形成胶状物质。
它具有较高的保水性和吸湿性，能够吸收周围环境中的水分，并形成稳定的水合物。
此外，速溶聚乙烯醇还具有一定的拉伸性和弹性，可用于制备各种形状的制品。
关于速溶聚乙烯醇的制备方法，通常采用酸催化或碱催化的缩聚反应。
其中，酸催化法是将乙烯醇溶液与硫酸、磷酸或盐酸等酸性催化剂反应，形成聚合物。
而碱催化法则是将乙烯醇溶液与碱性催化剂如氢氧化钠或氢氧化钾反应，制备聚乙烯醇。
速溶聚乙烯醇在很多领域都有广泛的应用。
首先，在纺织工业中，速溶聚乙烯醇可用作纺丝助剂，能够提高纤维的强度和延伸性。
其次，在建筑材料中，速溶聚乙烯醇可以用作砂浆和混凝土的添加剂，能够增加材料的粘结力和抗裂性。
此外，在医药领域，速溶聚乙烯醇可用作药物的包衣材料，能够延缓药物的释放速度，提高药物的稳定性。
速溶聚乙烯醇还可以用于制备农药、染料和涂料等化学产品。
在农业上，速溶聚乙烯醇可以用作农药的增溶剂，提高农药的稳定性和吸附性。
在染料和涂料领域，速溶聚乙烯醇可以用作分散剂和胶凝剂，提高染料和涂料的均匀性和附着力。
速溶聚乙烯醇作为一种具有特殊功能的化学物质，在纺织、建筑、医药和化工等领域都有着广泛的应用。
通过了解速溶聚乙烯醇的定义、性质、制备方法和应用领域等方面的知识，我们可以更好地了解和利用这一化学物质，为各个领域的发展和创新做出贡献。
聚乙烯醇(PVA)水凝胶的制备和应用
有研究表明：PVA水凝胶的拉伸强度和拉伸模量随凝胶的
浓度和冷冻解冻次数的增加而增大。最高拉伸强度可达
2.27MPa。但当浓度大于20%时，溶液粘度较大，分子量 较大时影响微晶的形成显著。所以常用浓度在7%～15% 之间。冷冻温度不仅影响冷冻动力学而且影响界面间相 平衡，-20℃是常用的冷冻温度。
物理交联法
相容性好等优点，在生物医学领域具有广泛的应用。
PVA水凝胶的制备方法
反复冷冻法
物理交联法
冻结—部分脱水法 化学试剂交联
化学交联法
辐射交联
物理交联法
• 反复冷冻法：按配比称取PVA,
量取去离子水, 把PVA 在搅拌条件下, 置85~ 90 ℃（可根据不同情况进行调节）恒 温油浴中溶解完全,（也可在60 ℃ 静置保温30min，以除去 溶液中的气泡），放入- 20 ℃ （可根据不同情况进行调节） 的冰箱里, 冷冻24 h （可根据不同情况进行调节）, 在室温 下解冻1 h （可根据不同情况进行调节）, 称为一次冷冻、 融溶循环。用这种方法分别制备不同浓度、相同循环次数和 相同浓度、不同循环次数的PVA 水凝胶。
欢迎批评指导！！
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逆性水凝胶，随着环境参数的变化，可以使物理交联点改变，还可以被
溶解，方法简单。经反复解冻，水凝胶具有高强度高弹性，含水率高。
缺点：通过物理交联法制得的PVA 水凝胶，其交联网状结构不是很牢固， 受外界影响较大，聚合物的交联分布不均匀，在未加入任何添加剂的情 况下，所得到的水凝胶一般光学透明性不好，并且交联度难于控制。制 备过程一般都需要几天时间，设备耗能大，制作周期长，所得水凝胶力 学性能也相对较差。
物理交联法
• 改进：将PVA 溶解在
聚乙烯醇(PVA)水凝胶的制备及应用
PVA水凝胶
聚乙烯醇（PVA）是一种应用极为广泛的水溶 性高分子材料。而以其为原料制备的水凝胶是以水 为介质的凝胶，是一种高分子网络体系，它能保持 一定的形状并具有一系列独特性能。PVA水凝胶除了 具备一般凝胶的性能外，还具有低毒性、机械性能 良好(高弹性模量和高机械强度)、吸水量大和生物 相容性好等优点，在生物医学领域具有广泛的应用。
• 缺点：力学强度不高，抗蠕变性差，同时强烈的反应条件常 常造成某些优异性能的损失。γ射线（钴源产生）辐射水凝胶 材料具有操作不方便、辐射剂量不精确、交联程度不易控制等 问题。
辐射交联
影响因素：
• O2 • 添加剂 • 辐射类型 • 聚合物的结晶度 • 溶剂 • 温度等
辐射交联
• 所需设备仪器（大概）： • 电子天平 • 辐射源（如60COγ射线辐射源、电子加速器） • 相关容器等
举例：以环氧氯丙烷为交联剂化学交联方法制备聚乙烯醇水凝胶膜 称取４ｇ聚乙烯醇，量取５０ｍＬ蒸馏水，缓慢加入３．５ｇ环氧氯丙烷，待完全溶解后加入２ｇ氢氧化 钾（事先配制成溶液），搅拌均匀．将溶液滴在玻片上，用丝棒涂布器涂膜， 室温下静置２ｄ．用５０℃的蒸馏水洗涤水凝胶膜直至洗液呈中性，将水凝胶 膜置于５０℃真空烘箱中干燥至恒重．
③冷冻条件
有研究表明：PVA水凝胶的拉伸强度和拉伸模量随凝胶的 浓度和冷冻解冻次数的增加而增大。最高拉伸强度可达 2.27MPa。但当浓度大于20%时，溶液粘度较大，分子量 较大时影响微晶的形成显著。所以常用浓度在7%～15% 之间。冷冻温度不仅影响冷冻动力学而且影响界面间相 平衡，-20℃是常用的冷冻温度。
缺点：通过物理交联法制得的PVA 水凝胶，其交联网状结构不是很牢固， 受外界影响较大，聚合物的交联分布不均匀，在未加入任何添加剂的情 况下，所得到的水凝胶一般光学透明性不好，并且交联度难于控制。制 备过程一般都需要几天时间，设备耗能大，制作周期长，所得水凝胶力 学性能也相对较差。
聚乙烯醇水凝胶及其应用现状报告
一、前言
• 聚乙烯醇(PVA)
是一种用途广泛的水 溶性高分子。其性能 介于橡胶和塑料之间， 非常独特，具有较为 良好的强力粘接性、 耐油性、胶体保护性、 平滑性、气体阻绝性、 耐溶剂性、耐磨性以 及经特殊处理具有的 耐水性。
一、前言
• 水凝胶是一种能在
水中溶胀并保持大量 水分而又不溶解的聚 合物,通过共价键、氢 键或范德华力等作用 相互交联构成三维网 状结构。它是由水溶 性分子经过交联后形 成，能够在水中溶胀 并且保持大量水分而 不溶解的胶态物质
三、聚乙烯醇水凝胶的制备
• 1.化学交联:加入甲醛，戊二醛，对苯二亚甲基
醛等醛类固化剂，与PVA 分子中的羟基发生醇醛 缩合形成交联点，可使PVA 水凝胶的力学强度和 硬度大大提高。
• 2.辐射交联:利用γ 射线、电子束、X 光及紫外线
等直接辐射PVA 水溶液，或辐射用物理交联法制 成的PVA 水凝胶。
五、PVA水凝胶的应用及前沿
2.人工软骨
PVA水凝胶具有和人体关节软骨类似的生物力学 性质和良好的生物相容性，植入人体后能重建平 滑的软骨面，部分替代关节软骨，可延缓或阻止 创伤性骨关节炎的发作，成为一种极具潜力的人 体软骨替换或修复材料。 研究表明，在材料的润滑性、生物相容性和对于 撞击的吸收性方面，PVA水凝胶明显优于传统的 人工软骨材料一一超高分子质量聚乙烯。
1.力学性能
1）应力-应变性能
PVA凝胶具有很大的应变能力，材料的应变量高达 310％左右，与高弹类材辩相似。
2）拉伸性能
PVA水凝胶的拉伸强度和拉伸模量随凝胶的浓度和 冷冻一解冻次数的增加而增大。
3）压缩和剪切性能
PVA水凝胶的压缩模量与压应变的大小和速率有关， 显示了非线形和粘滞性的材料学行为，而剪切模量只与 切应变有关，而与应变速率无关
聚乙烯醇化工原料
聚乙烯醇化工原料聚乙烯醇是一种常用的化工原料，具有广泛的应用领域。
它是由乙烯基化合物聚合得到的高分子化合物，分子结构中含有大量的氢键，使得聚乙烯醇具有很强的溶解性、粘附性和稳定性。
下面将从聚乙烯醇的制备方法、性质以及应用领域等方面进行介绍。
聚乙烯醇的制备方法有两种主要的途径：聚合法和加氢解聚法。
聚合法是通过将乙烯基化合物（如乙烯醇）在合适的催化剂存在下进行聚合反应得到聚乙烯醇。
加氢解聚法是将聚乙烯醇在适当的条件下进行催化加氢反应，将其还原为乙烯基化合物。
这两种方法都有各自的优点和适用范围，可以根据具体的需求选择合适的方法进行制备。
聚乙烯醇具有许多独特的性质，使得它在各个领域都有广泛的应用。
首先，聚乙烯醇具有良好的溶解性，可以在水中快速溶解，形成透明的溶液。
这使得它在涂料、胶粘剂和纺织品等行业中被广泛应用。
其次，聚乙烯醇具有良好的粘附性，可以在不同材料的表面形成均匀、牢固的涂层，起到保护和增强材料性能的作用。
此外，聚乙烯醇还具有一定的稳定性，可以在高温、高湿、强酸或强碱等恶劣环境下保持其性能稳定，因此在化妆品、医药和食品等领域中也有应用。
在涂料行业中，聚乙烯醇被广泛用作水性涂料的主要成膜物质。
水性涂料以水为溶剂，相比传统的有机溶剂型涂料，具有环保、无毒、易清洗等优点。
聚乙烯醇的溶解性和粘附性使得水性涂料能够在不同的基材上形成均匀、牢固的涂层，提供良好的防潮、防腐和耐久性能。
此外，聚乙烯醇还可以调节涂料的流变性能，使其涂刷性能更好，提高涂料的施工效率。
在纺织品行业中，聚乙烯醇被广泛用作纤维素纤维的加工助剂。
聚乙烯醇具有良好的可溶性和粘附性，可以与纤维素纤维形成均匀的涂层，提高纤维的柔软度、光泽度和耐久性。
此外，聚乙烯醇还可以增加纤维素纤维的拉伸性能，提高纤维的强度和耐磨性，延长纤维的使用寿命。
在化妆品行业中，聚乙烯醇被广泛用作乳化剂和稠化剂。
聚乙烯醇可以与水中的油脂成分结合，形成乳液，使得化妆品更易于涂抹和清洗。
速溶聚乙烯醇作用
速溶聚乙烯醇作用
速溶聚乙烯醇是一种新型的高分子材料，具有良好的水溶性和生物相容性，被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
速溶聚乙烯醇的制备方法主要有两种：一种是通过化学合成得到，另一种是通过物理方法制备。
化学合成法是将乙烯醇单体加入反应器中，加入催化剂进行聚合反应，得到聚乙烯醇。
而物理方法则是将聚乙烯醇加入水中，通过高速搅拌或喷雾干燥等方法制备而成。
速溶聚乙烯醇具有良好的水溶性，可以在水中迅速溶解，形成透明的溶液。
这种特性使得速溶聚乙烯醇被广泛应用于医药领域。
例如，速溶聚乙烯醇可以用于制备口腔溶液、口服片、胶囊等制剂，可以提高药物的生物利用度和药效。
此外，速溶聚乙烯醇还可以用于制备医用敷料、人工关节等医疗器械，具有良好的生物相容性和生物可降解性。
除了医药领域，速溶聚乙烯醇还可以应用于食品、化妆品等领域。
例如，速溶聚乙烯醇可以用于制备口香糖、糖果等食品，可以提高产品口感和品质。
在化妆品领域，速溶聚乙烯醇可以用于制备面膜、乳液等产品，可以提高产品的渗透性和保湿性。
速溶聚乙烯醇是一种具有广泛应用前景的高分子材料，可以应用于医药、食品、化妆品等领域，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
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水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用
* 中山大学化学与化学工程学院应用化学广州 510275
摘要：本实验采用溶液聚合法，以AIBN作为引发剂合成聚乙酸乙烯酯，然后用NaOH的甲醇溶液进行醇解，得到聚乙烯醇5.527 g，产率54.0%，之后利用红外对聚乙酸乙烯酯与聚乙烯醇进行表征。
之后利用聚乙烯醇的缩醛化反应制备胶水，利用聚乙烯醇的性质制备面膜。
关键词：水溶性高分子聚乙烯醇聚乙酸乙烯酯红外光谱法
1.引言
水溶性高分子化合物又称水溶性树脂或水溶性聚合物，是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶胀而形成溶液或分散液。
1924年，德国化学家WO. Hermann和WW. Haehel首次将碱液加入到聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液中，得到聚乙烯醇（PV A）。
聚乙烯醇为白色絮状固体或片状固体，无毒无味，是使用最广泛的合成水溶性高分子，具有优良的力学性能和可调节的表面活性。
PV A具有多羟基强氢键，以及单一的-C-C-单键结构，这样的结构不但使PV A具有亲水性，还有黏合性、成膜性、分散性、润滑性、增稠性等良好性能。
PV A的制备首先由乙酸乙烯酯聚合成聚乙酸乙烯酯，然后将其醇解生成PV A，其反应式如下：
PVA的结构可以看成是交替相隔的碳原子上带有羟基的多元醇，因此，其发生的反应为多元醇反应，如醚化、酯化、缩醛化。
聚乙烯醇和羰基化合物反应可得到缩醛化合物。
本实验利用聚乙烯醇和甲醛反应，生产聚乙烯醇缩甲醛，作为胶水使用。
2.实验过程
2.1 实验仪器
三颈瓶，回流冷凝管，水浴锅，蒸汽蒸馏装置，滴液漏斗，pH试纸，培养皿，抽滤装置，滤纸，真空烘箱。
2.2 实验试剂
偶氮二异丁腈（AIBN），甲醇，乙酸乙烯酯，NaOH，聚乙烯醇，甲酸，40%甲醛水溶液，盐酸，羧甲基纤维素，丙二醇，乙醇。
2.3 实验步骤
2.3.1聚合反应
往装有回流冷凝管的三颈瓶中加入0.03 g （0.18 mmol ）AIBN ，20 g （22 mL ）乙酸乙烯酯和10 mL 甲醇，开动搅拌。
当AIBN 完全溶解时，将反应体系温度升至73 ℃，在回流状态下保持反应3h ，得到透明的黏稠状物。
加入10 mL 甲醇，搅拌0.5 h ，使其成为均匀溶液。
2.3.2 除去未反应的单体
搭建如图蒸气蒸馏装置，用甲醇蒸汽除去未反应的单体。
在三颈瓶I 中加入甲醇和几颗沸石。
三颈瓶II 为聚合物溶液。
用水浴加热瓶I 使甲醇蒸汽进入三颈瓶II ，在60℃左右蒸出的馏分是乙酸乙烯酯与甲醇的共沸物。
若室温太低蒸不出则可用65 ℃水浴加热瓶II ，使单体顺利蒸出，直至瓶II 温度稳定在65 ℃左右（甲醇沸点温度）。
乙酸乙烯酯一定要除净，否则下步反应产物发黄。
2.3.3 聚乙酸乙烯酯的醇解反应
在上述已除去残余单体的聚合物溶液中加入浓度伟20 %的NaOH 甲醇溶液，使聚乙酸乙烯酯醇解为聚乙烯醇。
按照聚合物与NaOH 比为1:0.3（物质的量比）的配料比加碱，碱液的加入量可按下式计算：
碱液量=
20×转化率×0.3×40
86×碱浓度
(g)
式中，20是聚合是乙酸乙烯酯单体的投入量；40是NaOH 的相对分子质量；86是乙酸乙烯酯的相对分子质量。
醇解步骤如下:把已经除去未反应的乙酸乙烯酯的聚合物溶液（其总体积约为80 mL ，如过少，可用甲醇稀释），倒入250 mL 烧杯中，温度控制在20 ℃，快速加入所需浓碱液并不断搅拌，片刻即有白色絮状的聚乙烯醇析出。
醇解结束后，将聚合物滤出抽干，真空烘干，称量，计算产率。
2.3.4 红外光谱测定聚乙酸乙烯酯的化学结构
用溶液铸膜的方法制备聚乙酸乙烯酯薄膜：取少量稀释后的聚乙酸乙烯酯甲醇溶液，均匀地涂覆在溴化钾片上，烘干后即可用于进行红外光谱测试。
取0.25 g 聚乙烯醇样品，置于装有10mL 去离子水的烧杯中，水浴加热，同时开动搅拌，使PVA 完全溶解，制得聚乙烯醇溶液，将溶液均匀涂覆在溴化钾片上，烘干后进行红外光谱测试。
2.3.5 聚乙烯醇杂化妆品行业中的应用——成膜剂
利用聚乙烯醇的乳化、黏结、成膜、增稠等性能，聚乙烯醇可有效地应用于化妆品中。
天然蜡、油和脂的稳定乳液可以由部分醇解的聚乙烯醇制的，冷霜、清净剂、润肤膏、油脂、刮脸膏等美容品都可以用聚乙烯醇作添加剂。
作为润肤膏或净手剂，聚乙烯醇在使用时很快形成一层剥离的膜，它从皮肤上剥离下来后即可清除皮肤上的污物。
具体的配方及工艺如下：
羧甲基纤维素：5份；聚乙烯醇：15份；丙二醇：3份；乙醇：10份；精制水：余量。
室温下将羧甲基纤维素和聚乙烯醇分散于精制水（预留挥发量3%）中，加热到95-100℃，搅拌溶解，得溶液A ；将丙二醇和乙醇混合之后得溶液B ；待溶液A 的温度冷却至室温后 ，将B 溶液加入到A 溶液中，搅拌均匀，所得溶液为未加香精和防腐剂的面膜原液。
2.3.6 聚乙烯醇的缩醛化反应——聚乙烯醇缩甲醛的制备
在250 mL 三颈瓶中加入蒸馏水25 mL ，聚乙烯醇3.5 g ，搅拌下在100 ℃加热使聚合物溶解。
后降温至90℃，加入2.3 mL 甲醛水溶液（40%），搅拌15min 后加入0.25 mL 2.5mol/L 盐酸，使溶液pH 为1-3,90℃下搅拌约0.5 h ，体系逐渐变稠。
当有气泡或絮状物产生时，迅速加入8% NaOH 溶液0.7 5mL ，调节pH 至8-9，冷却降温得透明黏稠液，即为一种市售胶水。
3. 结果与讨论
3.1 产物的外观及质量
产物为白色颗粒状固体，无弹性，质量为5.527 g 。
~
86.1 44.1 20g x
理论产量=20÷86.1×44.1=10.244 g ，产率=5.527 g ÷10.244 g ×100%=54.0 %
3.2红外光谱测定
图1 聚乙酸乙烯酯的红外光谱图
414.40
441.73469.14495.08525.54550.46605.53797.53
945.79
1023.02
1121.59
1240.25
1372.32
1433.50
1738.60
2339.62
2927.91
3458.27
3754.08
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
60 65 70 75 80 85 90
95%T
1000
2000
3000
4000
Wavenumbers (cm-1)
由红外光谱图可得，位于2928 cm -1左右的峰应为甲基、亚甲基的伸缩振动峰；在1738 cm -1的峰应为酯类化合物的C=O 的伸缩振动吸收峰；C-O-C 伸缩振动为1240 cm -1的峰；位于1372 cm -1的峰应为-C-CH 3结构的伸缩振动峰，由以上分析可认为该化合物确为聚乙酸乙烯酯。
图2 聚乙烯醇的红外光谱图
通过分析，红外谱图中位于3358 cm -1的宽峰应为O-H 的伸缩振动峰； 2939 cm -1的峰应为甲基、亚甲基的伸缩振动峰；在1093 cm -1的峰应为C-O 的伸缩振动吸收峰，由以上分析可认为该化合物确为聚乙烯醇。
3.3面膜原液的制备和效果
该面膜原液为乳状物，涂在手上，晾干后形成一层可以剥离的薄膜。
具有良好的保湿性。
3.4市售胶水的制备和效果
该胶水为无色透明产品，具有良好的粘合效果。
效果如下所示：
4. 结论
本实验采用溶液聚合法进行乙酸乙烯酯单体的自由基聚合反应，然后对其进行醇解，得聚乙烯醇5.527 g ，产率54.0 %，然后利用红外光谱法对聚乙酸乙烯酯和聚乙烯醇进行表征。
之后以聚乙烯醇为原料制备了面膜与胶水并探究其性能。
476.56
706.78
851.02
1093.90
1141.01
1331.66
1421.881654.38
1797.69
2373.82
2939.75
3358.51
3754.50
66 68 70 72 74 76 78 80 82 84
86
88 90 92 94
96 98%T
1000
2000
3000
4000
Wavenumbers (cm-1)。