專利名稱：一種改善高聚合度聚乙烯醇水溶性的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種改善高聚合度聚乙烯醇水溶性的方法，屬于高分子聚合物的制備領域。
背景技術：
聚乙烯醇是為數不多的可以水溶的人工合成的聚合物，具有獨特的強力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐溶劑性、保護膠體性、氣體阻絕性和耐磨性，被廣泛應用于鋼鐵、造紙、紡織、食品、建筑、木材加工等行業(yè)。聚乙烯醇商品一般為粉末或顆粒，在加工或使用時，通常以水溶液狀態(tài)進行，并涉及聚乙烯醇的溶解。聚乙烯醇由于具有多羥基特性，容易形成 氫鍵而結晶，在水中的溶解性不好。特別是聚合度較高，醇解度較高的聚乙烯醇，通常需要先在冷水中溶脹，然后加熱到90°C左右，攪拌一定時間才能完全溶解。因此，改善聚乙烯醇的水溶性，為使用者帶來更多方便一直是備受關注的課題。改善聚乙烯醇水溶性的方法有化學改性和物理改性?；瘜W改性包括共聚改性和后反應改性，通過改變聚乙烯醇分子鏈的化學結構，引入適當的其他基團降低分子內和分子間的氫鍵作用，達到改善聚乙烯醇水溶性的目的；中國專利CN101081880A，報道了一種高水溶性聚乙烯醇的制備方法，其特點是將乙酸乙烯酯單體和含羧基或酰胺基的乙烯基單體共聚，同時加入調聚單體來改變聚乙烯醇的水溶性。后反應改性是聚乙烯醇為原料，與丙烯酸酯類化合物在堿性條件下進行邁克爾加成反應，從而達到改善聚乙烯醇水溶性的目的。物理改性方法指的是共混改性，即將其他聚合物或者小分子化合物與聚乙烯醇共混達到改善水溶性的目的。如與淀粉共混，制備較低溫度下溶解的聚乙烯醇。物理或者化學改性方法雖然從一定程度上改善了聚乙烯醇的水溶性，但通過化學改性的聚乙烯醇本身的玻璃化轉變溫度，熔融溫度，分解溫度，結晶性能也隨之改變，影響了產品的物理化學性能。共混改性由于引入其他共混組分的產品難以保持完全的聚乙烯醇產品特性。因此，如何改善聚乙烯醇水溶性的同時保證聚乙烯醇產品本身的性質和質量成為一大難題。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而提供一種改善高聚合度聚乙烯醇水溶性的方法，其特點是利用低聚合度聚乙烯醇增塑高聚合度聚乙烯醇的原理，通過調節(jié)低聚合度聚醋酸乙烯酯在高聚合度聚醋酸乙烯酯中的比例，經常規(guī)醇解法來實現(xiàn)改善高聚合度聚乙烯醇的水溶性。制備的聚乙烯醇玻璃化轉變溫度，熔融溫度幾乎沒有發(fā)生變化，而在水中的溶解性得以明顯改善。本發(fā)明的目的由以技術措施實現(xiàn)，其中所述原料份數除特殊說明外，均為重量份數改善高聚合度聚乙烯醇水溶性的方法的起始原料包括以下組分濃度為10% 25%、聚合度為300 500聚醋酸乙烯酯甲醇溶液 3 10份
濃度為10% 25%、聚合度為1600 2400聚醋酸乙烯酯甲醇溶液87 100份濃度為10%氫氧化鈉的甲醇溶液3 8份改善高聚合度聚乙烯醇水溶性的方法包括以下步驟將濃度為10% 25%、聚合度為300 500低聚合度聚醋酸乙烯酯甲醇溶液3 10份和濃度為10% 25%、聚合度為1600 2400高聚合度聚醋酸乙烯酯甲醇溶液87 100份，加入帶有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的反應釜中，以200 1000轉/分的速度攪拌，使溶液混合均勻，緩慢升溫至40 50°C，將濃度為10%氫氧化鈉的甲醇溶液3 8份，一次性加入上述反應釜中，醇解2 15min，有白色不溶物聚乙烯醇生成，于溫度40 50°C，靜置保溫I. 5 3h使醇解完全，然后過濾出白色聚乙烯醇，用甲醇洗滌三次，置于溫度40
60°C的烘箱內烘干，獲得水溶性得到改善的高聚合度聚乙烯醇。本發(fā)明具有以下優(yōu)點I.本發(fā)明提供了一種改善高聚合度聚乙烯醇水溶性的方法。將低聚合度的聚醋酸乙烯酯溶液和高聚合度的聚醋酸乙烯酯溶液共混，然后經常規(guī)醇解得到改性聚乙烯醇。2.本發(fā)明生產的聚乙烯醇，實現(xiàn)了低聚合度聚乙烯醇與高聚合度乙烯醇在分子層次的混合，由于低聚合度聚乙烯醇分子鏈較易溶解，從而形成分子通道，加速水分子向聚合物內部滲透，縮短了溶解時間，從而實現(xiàn)了改善聚乙烯水溶性的目的。3.本發(fā)明生產的聚乙烯醇，改善了高聚合度聚乙烯醇水溶性的同時對聚乙烯醇產品本身物理及化學性能及產品的純度影響很小，能夠保證產品的純度及質量性能的穩(wěn)定性。
具體實施例方式下面通過實例對本發(fā)明進行具體描述，有必要在此指出的是以下實施例只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據本發(fā)明內容對本發(fā)明作出一些非本質的改進和調整。實施例I將濃度為10%、聚合度為300聚醋酸乙烯酯甲醇溶液3份和濃度為10%、聚合度為1600聚醋酸乙烯酯甲醇溶液94份，共同加入帶有電動攪拌、溫度計、冷凝管的反應釜中，先用300轉/分的轉速攪拌溶液使之混合均勻，待水浴加熱至45°C時，將濃度為10%的氫氧化鈉甲醇溶液3份一次性加入反應釜中進行醇解反應，以1000轉/分的轉速強力攪拌溶液，防止醇解生成的聚乙烯醇成塊，醇解反應IOmin后停止攪拌，45°C水浴保溫2h使醇解完全.然后過濾出聚乙烯醇并用甲醇洗滌三次，于烘箱50°C烘3h得干燥的聚乙烯醇.此改性聚乙烯醇置于90°C恒溫去離子水中磁力攪拌，40min完全溶解。實施例2將濃度為10%聚合度為300聚醋酸乙烯酯甲醇溶液5份和濃度為10%聚合度為1600聚醋酸乙烯酯甲醇溶液92份，共同加入帶有電動攪拌、溫度計、冷凝管的反應釜中，先用300轉/分的轉速攪拌溶液使之混合均勻，待水浴加熱至45°C時，將濃度為10%的氫氧化鈉甲醇溶液3份一次性加入反應釜中進行醇解反應，以1000轉/分的轉速強力攪拌溶液，防止醇解生成的聚乙烯醇成塊，醇解反應IOmin后停止攪拌，45°C水浴保溫2h使醇解完全.然后過濾出聚乙烯醇并用甲醇洗滌三次，于烘箱50°C烘3h得干燥的聚乙烯醇.此改性聚乙烯醇置于90°C恒溫去離子水中磁力攪拌，30min完全溶解。實施例3將濃度為10%、聚合度為300聚醋酸乙烯酯甲醇溶液10份和濃度為10%、聚合度為1600聚醋酸乙烯酯甲醇溶液87份，共同加入帶有電動攪拌、溫度計、冷凝管的反應釜中，先用300轉/分的轉速攪拌溶液使之混合均勻，待水浴加熱至45°C時，將濃度為10%的氫氧化鈉甲醇溶液3份一次性加入反應釜中進行醇解反應，以1000轉/分的轉速強力攪拌溶液，防止醇解生成的聚乙烯醇成塊，醇解反應IOmin后停止攪拌，45°C水浴保溫2h.然后過濾出聚乙烯醇并用甲醇洗滌三次，于烘箱50°C烘干得聚乙烯醇.此改性聚乙烯醇置于90°C恒溫去離子水中磁力攪拌，26min完全溶解。
實施例4將濃度為25%、聚合度為300聚醋酸乙烯酯甲醇溶液3份和濃度為25%、聚合度為2400聚醋酸乙烯酯甲醇溶液100份，共同加入帶有電動攪拌、溫度計、冷凝管的反應釜中，先用500轉/分的轉速攪拌溶液使之混合均勻，待水浴加熱至45°C時，將濃度為10%的氫氧化鈉甲醇溶液8份一次性加入反應釜中進行醇解反應，以1000轉/分的轉速強力攪拌使溶液混合均勻，2min后停止攪拌，45°C水浴保溫2.5h.然后過濾出聚乙烯醇并用甲醇洗滌三次，于烘箱50°C烘干得聚乙烯醇.此改性聚乙烯醇置于90°C恒溫去離子水中磁力攪拌，Ih完全溶解。實施例5將濃度為15%、聚合度為500聚醋酸乙烯酯甲醇溶液5份和濃度為15%、聚合度為1700聚醋酸乙烯酯甲醇溶液95份，共同加入帶有電動攪拌、溫度計、冷凝管的反應釜中，先用300轉/分的轉速攪拌溶液使之混合均勻，待水浴加熱至45°C時，將濃度為10%的氫氧化鈉甲醇溶液4. 5份一次性加入反應釜中進行醇解反應，以1000轉/分的轉速強力攪拌溶液，防止醇解生成的聚乙烯醇成塊，醇解反應15min后停止攪拌，45°C水浴保溫2h.然后過濾出聚乙烯醇并用甲醇洗滌三次，于烘箱50°C烘干得聚乙烯醇.此改性聚乙烯醇置于90°C恒溫去離子水中磁力攪拌，35min完全溶解。對比例I將濃度為10%、聚合度為1600聚醋酸乙烯酯甲醇溶液100份加入帶有電動攪拌、溫度計、冷凝管的反應釜中，先用300轉/分的轉速攪拌，待水浴加熱至45°C時，將濃度為10%的氫氧化鈉甲醇溶液3份一次性加入反應釜中進行醇解反應，以1000轉/分的轉速強力攪拌溶液，防止醇解生成的聚乙烯醇成塊，醇解反應IOmin后停止攪拌，45°C水浴保溫2h.然后過濾出聚乙烯醇并用甲醇洗滌三次，于烘箱50°C烘干得聚乙烯醇.此未改性聚乙烯醇置于90°C恒溫去離子水中磁力攪拌，溶解需lh。與實施例I 3比較，改性的聚乙烯醇較未改性的聚乙烯醇的溶解時間縮短了一半。對比例2將濃度為25%、聚合度為2400聚醋酸乙烯酯甲醇溶液100份加入帶有電動攪拌、溫度計、冷凝管的反應釜中，先用500轉/分的轉速攪拌，待水浴加熱至45°C時，將濃度為10%氫氧化鈉的甲醇溶液7. 5份一次性加入反應釜中進行醇解反應，以1000轉/分的轉速強力攪拌使溶液混合均勻，2min后停止攪拌，45°C水浴保溫2h.然后過濾出聚乙烯醇并用甲醇洗滌三次，于烘箱50°C烘干得聚乙烯醇.此未改性聚乙烯醇置于90°C恒溫去離子水中磁力攪拌，I. 5h完全溶解。與實施例4比較，改性的聚乙烯醇較未改性的聚乙烯醇的溶解時間縮短了一半。對比例3將濃度為15%、聚合度為1700聚醋酸乙烯酯甲醇溶液100份加入帶有電動攪拌、溫度計、冷凝管的反應釜中，先用300轉/分的轉速攪拌，待水浴加熱至45°C時，將濃度為10%氫氧化鈉的甲醇溶液4. 5份一次性加入反應釜中進行醇解反應，以1000轉/分的轉速強力攪拌溶液，防止醇解生成的聚乙烯醇成塊，醇解反應15min后停止攪拌，45°C水浴保溫2h.然后過濾出聚乙烯醇并用甲醇洗滌三次，于烘箱50°C烘干得聚乙烯醇.此未改性聚乙烯醇置于90°C恒溫去離子水中磁力攪拌，溶解需lh。與實施例5比較，改性的聚乙烯醇較未改性的聚乙烯醇的溶解時間縮短了近一半。權利要求
1.一種改善高聚合度聚乙烯醇水溶性的方法，其特征在于該方法的起始原料包括以下組分，并按重量份計為 濃度為10% 25%、聚合度為300 500聚醋酸乙烯酯甲醇溶液 3 10份 濃度為10% 25%、聚合度為1600 2400聚醋酸乙烯酯甲醇溶液87 100份 濃度為10%氫氧化鈉的甲醇溶液3 8份。
2.如權利要求I所述改善高聚合度聚乙烯醇水溶性的方法，其特征在于該方法包括以下步驟 將濃度為10% 25%、聚合度為300 500聚醋酸乙烯酯甲醇溶液3 10份和濃度為10% 25%、聚合度為1600 2400聚醋酸乙烯酯甲醇溶液87 100份，加入帶有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的反應釜中，以200 1000轉/分的速度攪拌，使溶液混合均勻，緩慢升溫至40 50°C，將濃度為10%氫氧化鈉的甲醇溶液3 8份，一次性加入上述反應釜中，醇解2 15min，有白色不溶物聚乙烯醇生成，于溫度40 50°C，靜置保溫I. 5 3h使醇解完全，然后過濾出白色聚乙烯醇，用甲醇洗滌三次，置于溫度40 60°C的烘箱內烘干，獲得水溶性得到改善的高聚合度聚乙烯醇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改善高聚合度聚乙烯醇水溶性的方法該方法，其特點是將濃度為10%～25%、聚合度為300～500聚醋酸乙烯酯甲醇溶液3～10份和濃度為10%～25%、聚合度為1600～2400聚醋酸乙烯酯甲醇溶液87～100份，加入帶有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的反應釜中，以200～1000轉/分的速度攪拌，使溶液混合均勻，緩慢升溫至40～50℃，將濃度為 10%氫氧化鈉的甲醇溶液3～8份，一次性加入上述反應釜中，醇解2～15min，有白色不溶物聚乙烯醇生成，于溫度40～50℃，靜置保溫1.5～3h使醇解完全，然后過濾出白色聚乙烯醇，用甲醇洗滌三次，置于溫度40～60℃的烘箱內烘干，獲得水溶性得到改善的高聚合度聚乙烯醇。
文檔編號C08F116/06GK102746437SQ20121025438
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權日2012年7月23日
發(fā)明者黨鋆, 張軍華 申請人:四川大學