聚乙烯醇熱塑加工新技術
聚乙烯醇(PVA)可由非石油路線工業(yè)化規(guī)模制備,綜合性能優(yōu)良,具有作為新型塑料的潛質。但PVA多羥基強氫鍵特性使其熔點(226℃)與分解溫度(220-250℃)接近,難以熱塑加工,工業(yè)應用主要基于溶液法,僅能制備薄膜、纖維等低維制品或用作助、輔材料如粘結劑、分散劑、乳化劑等,限制了其應用。
針對PVA熱塑加工的世界性難題,本成果根據(jù)超分子科學原理,通過分子復合和增塑,破壞PVA自身分子內和分子間氫鍵,在分子水平上控制PVA的聚集態(tài)結構,限制其結晶,降低其熔點,得到PVA熱塑加工窗口,建立了如下PVA熱塑加工新技術:
熔融紡絲:通過熔融紡絲制備截面圓形或異形、結構均勻的PVA初生纖維,經(jīng)多級拉伸、干燥、熱定型制備高性能PVA纖維;
熱塑成膜:采用新型增塑劑增塑PVA,通過吹塑成膜、雙向拉伸成膜或熱壓成膜制備力學性能和阻隔性能優(yōu)異的PVA薄膜;
吹塑成型:采用中空吹塑成型獲得力學性和阻隔性能優(yōu)異的PVA中空容器;
熔融擠出發(fā)泡、模壓發(fā)泡:以水為主增塑劑兼物理發(fā)泡劑,經(jīng)熔融擠出連續(xù)發(fā)泡和模壓發(fā)泡制備高發(fā)泡倍率的PVA泡沫材料。
主要技術指標:
熔紡PVA纖維:強度≥10cN/dtex,單纖纖度5-650dtex,模量≥300dtex;
PVA吹塑薄膜:拉伸強度≥40MPa(干態(tài));
PVA中空容器:力學性能>30MPa,對汽油阻隔性是PP、HDPE、PET的數(shù)十倍,維卡軟化點>100℃,可以滿足熱灌裝和高溫消毒需要;
PVA泡沫材料:具強極性,具有板材、片材、薄膜、珠粒、塊體等多種形態(tài),作為重金屬粒子和有機污染物的吸附、過濾分離材料使用時具有快速吸附、易解吸附和可反復沖洗的特點。
四川大學
2023-05-15