PVA聚合工艺乙炔段课程设计.docx

唯实惟新 · 至诚致志 湖 南 科 技 大 学课 程 设 计题 目 PVA 聚合工艺乙炔段作者学院 化学化工学院专业 材料化学学号指导教师二〇一五 年 九 月 一十五 日 唯实惟新 · 至诚致志 1·摘要本文从性状、常用数据以及性质特点等方面介绍了聚乙烯醇的性能，详细描述了聚乙烯醇在食品、医药、造纸、化纤、纺织、建筑、农业等行业中的重要作用，并对其国内外的发展前景进行了分析聚乙烯醇的制备有三种来源，分别是乙烯直接合成法、乙炔直接合成法、天然气乙炔合成法三种制备方法，并对各种方法进行了详细的论述最后，对不同种类的 PVA 制备做了大致介绍而且对电石法生产乙炔原料工艺指标等进行了十分详细的叙述关键词：聚乙烯醇，性能，应用，制备， 乙炔，电石，工艺 唯实惟新 · 至诚致志 2·第一章 聚乙烯醇简介聚乙烯醇(简称 PVA)最早由德国的化学家赫尔曼（W.O.Hemnann）和海涅尔(W.Hachnel)于 1924 年发明的。

1926 年实现了小规模生产，工业化生产源于上世纪 50年代，1951 年我国已经从事 PVA 的研究和开发工作，我国上世纪 60 年代中期，从日本进口引进生产技术生产，20 世纪 70 年代市场上出现了 PVA 商品，它是近四十年来发展起来的高分子化合物，由于合成技术的不断提高和价格不断下降，它的用途日益广泛，发展速度很快已经成为生活中十分常见的高分子材料之一，而且聚乙烯醇是目前已发现的唯一具有水溶性且无毒的高聚物，应用前景很好中文名称： 聚乙烯醇 英文名称： polyvinyl alcohol，简称 PVA分 子 式： [C2H4O]n 理化特性　　形态：白色片状、絮状或粉末状固体，无味密度：聚乙烯醇的相对密度(25℃／4℃)1.27～ 1.31(固体) 、1.02(10％溶液玻璃化温度：75～85℃受热性能：在空气中加热至 100℃以上慢慢变色、脆化加热至 160～170℃ 脱水醚化，失去溶解性，加热到 200 ℃开始分解超过 250℃变成含有共轭双键的聚合物折射率：1. 49～1. 52热导率：0．2w ／(m·K) 比热容：1～5J／(kg·K) 电阻率：(3．1～3. 8)×10Ω·cm。

引燃温度(℃)： 410(粉云)爆炸下限%(V/V) ： 125(g/m3 )危险性概述健康危害： 吸入、摄入或经皮肤吸收后对身体有害，对眼睛和皮肤有刺激作用 燃爆危险： 本品可燃，具刺激性 唯实惟新 · 至诚致志 3·急救措施皮肤接触： 脱去污染的衣着，用流动清水冲洗 眼睛接触： 提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，就医 吸 入： 脱离现场至空气新鲜处如呼吸困难，给输氧，就医 食 入： 饮足量温水，催吐 消防措施危险特性： 粉体与空气可形成爆炸性混合物 , 当达到一定浓度时, 遇火星会发生爆炸加热分解产生易燃气体 有害产物： 一氧化碳、二氧化碳 灭火方法： 消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土 泄漏应急处理应急处理： 隔离泄漏污染区，限制出入切断火源建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩） ，穿防毒服避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖收集回收或运至废物处理场所处置 操作处置与储存操作要求： 密闭操作。

密闭操作，提供良好的自然通风条件操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套远离火种、热源，工作场所严禁吸烟使用防爆型的通风系统和设备避免产生粉尘避免与氧化剂接触搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备倒空的容器可能残留有害物 储存要求： 储存于阴凉、通风的库房远离火种、热源应与氧化剂分开存放，切忌混储配备相应品种和数量的消防器材 唯实惟新 · 至诚致志 4·接触控制/个体防护职业接触限值 中 国 MAC(mg/m3)： 10 前苏联 MAC(mg/m3)： 10 工程控制： 密闭操作，提供良好的自然通风条件 呼吸防护： 空气中粉尘浓度超标时，必须佩戴自吸过滤式防尘口罩紧急事态抢救或撤离时，应该佩戴空气呼吸器 眼睛防护： 戴化学安全防护眼镜 身体防护： 穿防毒物渗透工作服 手 防 护： 戴橡胶手套 其他防护： 工作现场严禁吸烟，保持良好的卫生习惯 唯实惟新 · 至诚致志 5·第二章 性能及应用聚乙烯醇性能溶解性 PVA 溶于水，水温越高则溶解度越大，为了完全溶解一般需加热到65～75 ℃。

但几乎不溶于有机溶剂，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120～l50℃可溶于甘油．但冷至室温时成为胶冻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—溶胀—无限溶胀—溶解 成膜性 PVA 易成膜，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 热稳定性 PVA 粉末加热到 100℃左右时，外观逐渐发生变化部分醇解的PVA 在 190℃左右开始熔化， 200℃时发生分解完全醇解的 PVA 在 230℃左右才开始熔化，240℃时分解热裂解实验表明：聚合度越低，重量减少越快；醇解度越高，分解时间越短目前，医用的 PVA 有 PVA05-88，PVAl7-88，PVA-124 等规格，前 2 种规格的醇解度均为(88±2)(m01)％，平均聚合度 (n)分别为 500~600 和1700～1800；PVA ．124 的醇解度为 98～99(m01)％，平均聚合度(n)2 400~2 500。

开发新的药用辅料，促进剂型优化是当前我国中药开发与国际接轨的战略任务之一PVA 具有合成方便、安全低毒、产品质量易于控制、价格便宜、使用方便等特点因此， PVA 是具有再次开发潜力的优良药用辅料聚 乙 烯 醇 的 应 用用 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 聚乙烯醇是一种用途很广泛的水溶性高分子聚合物由于其性能介于塑料 和橡胶之间，具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、 唯实惟新 · 至诚致志 6·平滑性、耐油性、耐溶剂 性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性，且无毒无 害，因此除了作纤维原料外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品加工剂、乳 化剂、分散剂、薄膜等产品，应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、 造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等行业在化纤工业中的应用聚乙烯纤维在化纤行业中又称为维纶，维纶纤维是一种很有价值的功 能性差别化纤维，水溶性维纶纤维有长丝和短纤两大类。

水溶性维纶长丝 是理想的水溶性纤维，是维纶的特色品种，可有 O～100℃水溶温度，供各 种用途使用它具有理想的水溶温度和强伸度，良好的耐酸、耐碱、耐干 热性能，溶予水后无味、无毒，水溶液呈无色透明状，在较短时间内能自 然生物降解 其主要应用有以下几种： (1) 无捻毛巾(2) 织袜(3) 渔网吸 水 性 与 棉 纤 维 相 近 ， 是 合 成 纤 维 中吸 水 性 最 强 的 一 种 ； 透 气 性 和 耐 磨 性 好 ； 强 力 高 ； 耐 霉 蛀 、 耐 日 光 和 保 暖 性 能均 良 好 但 弹 性 和 染 色 性 差 ， 易 折 皱 ， 缩 水 率 较 大 ， 耐 热 性 能 差 适 用 于 制 造各 种 衣 着 纺 织 品 、 家 用 织 物 、 渔 网 、 绳 索 、 帆 布 等 维 纶 是 聚 乙 烯 醇 缩 醛 纤 维 的 商 品 名 称 ， 也 叫 维 尼 纶 其 性 能 接 近 棉 花 ， 有“合 成 棉 花 ”之 称 ， 是 现 有 合 成 纤 维 中 吸 湿 性 最 大 的 品 种 维 纶 在 30 年 代 由德 国 制 成 ， 但 不 耐 热 水 ， 主 要 用 于 外 科 手 术 缝 线 。

1939 年 研 究 成 功 热 处 理 和缩 醛 化 方 法 ， 才 使 其 成 为 耐 热 水 性 良 好 的 纤 维 生 产 维 纶 的 原 料 易 得 ， 制 造 成 本低 廉 ， 纤 维 强 度 良 好 ， 除 用 于 衣 料 外 ， 还 有 多 种 工 业 用 途 但 因 其 生 产 工 业 流 程较 长 ， 纤 维 综 合 性 能 不 如 涤 纶 、 锦 纶 和 腈 纶 ， 年 产 量 较 小 ， 居 合 成 纤 维 品 种 的 第5 位 维 纶 特 性 ： 最 大 特 点 是 吸 湿 性 大 ， 合 成 纤 维 中 最 好 的 ， 号 称 “合 成 棉 花 ” 强度 比 锦 、 涤 差 ， 化 学 稳 定 性 好 ， 不 耐 强 酸 ， 耐 碱 耐 日 光 性 与 耐 气候 性 也 很 好 ， 但 它 耐 干 热 而 不 耐 湿 热 （ 收 缩 ） 弹 性 最 差 ， 织 物 易 起皱 ， 染 色 较 差 ， 色 泽 不 鲜 艳 用 途 ： 多 和 棉 花 混 纺 ： 细 布 ， 府 绸 ， 灯 芯 绒 ， 内 衣 ， 帆 布 ， 防 水 布 ， 包 装材 料 ， 劳 动 服 等 。

唯实惟新 · 至诚致志 7·维 纶 生 产 ： 维 纶 的 主 要 成 分 是 聚 乙 烯 醇 ， 但 乙 烯 醇 不 稳 定 ， 一 般 是 以 性 能 稳 定的 乙 烯 醇 醋 酸 酯 （ 即 醋 酸 乙 烯 ） 为 单 体 聚 合 ， 然 后 将 生 成 的 聚 醋 酸乙 烯 醇 解 得 到 聚 乙 烯 醇 ， 纺 丝 后 再 用 甲 醛 处 理 才 能 得 到 耐 热 水 的 维纶 聚 乙 烯 醇 的 熔 融 温 度 （ 225～ 230C） 高 于 分 解 温 度（ 200～ 220C） ， 所 以 只 能 用 溶 液 纺 丝 法 纺 丝 特 点 用 途 ： 维 纶 是 合 成 纤 维 中 吸 湿 性 最 大 的 品 种 ， 吸 湿 率 为 4.5% ~ 5%， 接近 于 棉 花 （ 8％ ） 维 纶 纺 织 布 穿 着 舒 适 ， 适 宜 制 内 衣 维 纶 的 强 度稍 高 于 棉 花 ， 比 羊 毛 高 很 多 在 一 般 有 机 酸 、 醇 、 酯 及 石 油 灯 溶剂 中 不 溶 解 ， 不 易 霉 蛀 ， 在 日 光 下 暴 晒 强 度 损 失 不 大 。

缺 点 ： 耐 热 水 性 不 够 好 ， 弹 性 较 差 ， 染 色 性 较 差 维 纶 的 柔 软 及 保 暖 性 好 。