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聚乙烯醇PVA快速溶解与检验方法

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2008-06-0912:21

聚乙烯醇的应用面与使用量，最近几年在国内都得到迅速发展。纺织业随着纯棉织物高档化和化纤物比重的增加，上浆的要求越来越高，PVA的优异性能使它取得了主浆料之一的地位，目前我国用量最多的PVA品种仍是纺丝用完全醇解级1798～1799型。在实际使用过程中还存在一些问题，其中一个重要的问题就是溶解时间过长，耗汽量大，对PVA溶解程度还没有快速检测手段，如溶解不好，就会造成一系列质量问题。

???国外已经采用变性PVA上浆，如1749～1796等，我国目前还没有专供浆纱用的PVA浆料生产厂，短时间内还不能改变使用完全醇解级PVA的情况，为了进一步提高使用PVA的经济效益和浆纱质量，有必要研究PVA的快速溶解和检测方法。本文仅对这一问题作一些探讨供参考。

???一、PVA难溶解的实质和原因

???1、目前溶解PVA的操作方法

???因PVA溶解的好坏直接影响使用效果，所以各厂对溶解工作都比较重视，多采用高温煮沸和高速搅拌的溶解工艺。这一溶解方法的特点是投料之后很快就升温到溶解温度，溶解PVA的煮搅要2～3小时或更长的时间，才能达到使用要求。即使如此，溶液中仍常有PVA胶粒出现，影响质量，因此普遍感到PVA难溶解。

???2、PVA难溶解的实质是溶解不均匀

???为了研究解决PVA的溶解问题，我们首先观察分析了生产中PVA的全过程，结果发现，大部分絮状PVA中的小颗粒易被水浸润，在温度达到煮沸状态时，已能溶解成胶状流体，此时溶液中未溶解部分约占总量的10%左右，形状是玻璃状浓胶块和白心胶块，测其固体浓度在15～20%及以上。此种浓胶块尤其是白心胶块不经过长时间的煮搅不能溶解分散，使用中就是这些胶块（粒）造成各种质量问题。若将这些胶块从PVA溶液中分离出来，再放入水中煮沸15～30分钟就能溶解分散，这说明PVA难溶解问题，实质是某种原因造成的溶解不均匀。

???3、溶解不均匀的原因是没有充分的溶胀

???我国各维尼纶厂生产的完全醇解级PVA，多数为蓬松絮状物，其颗粒的大小和软硬程度差异很大，加之溶解方法不当，是造成不能均匀溶解的主要原因。

???为了搞清形成难溶胶块的原因，我们在试验室做了如下一组对比实验。试样是从车间使用的PVA中筛选较大的颗粒（体积0.3～0.8厘米3）若干备用。

???试验（一）、取20粒PVA颗粒投入已煮沸的400毫升水中，并继续煮沸，几秒钟后可见全部颗粒形成白心胶块，8分钟后白心消失变成玻璃状胶块，20分钟后溶解分散完毕。

???试验（二）、同样取20粒PVA投入已在水浴中加热至98℃以上，400毫升8%的PVA溶液中，并继续煮沸搅拌，全部PVA颗粒也很快形成白心胶块，到160分钟后，全部白心才能消失。

???试验（三）、将上述PVA颗粒，先放在60℃热水中充分的浸润溶胀，再分别取20粒投入试验（一）的水中和试验（二）PVA溶液中，5秒后全部白色消失，溶成玻璃状软胶体，一分钟内就全部稀释分散完毕。

???上述这组试验说明：由于PVA大颗粒在溶解之前未能充分地浸润溶胀，在溶解时形成极难溶解的胶块。由此证明，PVA能否均匀溶解的关键，是PVA颗粒在溶解之前能否吸足水分充分溶胀。

???4、PVA浓溶液的胶体性质，使溶液中的胶块极难溶解

???高聚物溶液的本质是真溶液，但由于分子量（或分子缠结后分子团）大，又能表现出某些胶体性质。PVA溶液是否为胶体，至今说法不一。为了判断PVA水溶液是否为胶体，我们对各种浓度的PVA溶液进行了丁达尔效应观察，结果发现：PVA固体浓度在3%以下时，丁达尔效应确实微弱不明显，浓度达8%，溶液中折射光带已非常清晰。这说明PVA水溶液浓度在3%以上时表现出胶体的性质。尤其在下述两方面表现明显。

???（1）PVA溶液是具有很高粘度的溶液，随着浓度的增加粘度也直线增加（如图1

图1?PVA—117聚合度1750醇解度98.5%

所示）。在浓度达到一定高度时就会产生凝胶化（冻胶）现象。溶液中形成的胶块，其固体浓度均在15～20%以上，粘度高达1000厘泊以上，这样高浓、高粘的胶块，水分是很难渗透到胶块内部去的，因此胶块很难溶解分散。

???（2）上述试验（一）与（二）溶解时间的差异很大，其原因是8%的PVA溶液由于分子缠结形成网状结构的类胶体（溶胶），在这种溶液中溶剂水分子运动受到限制，向胶块内部渗透就极慢（形成玻璃状浓胶块需更长时间才能溶解分散，因不易观察，未记时间）。

???由于上述原因，在溶液中PVA一旦形成胶块，就很难靠水分的渗透而达到溶解分散。

???二、PVA快速溶解的机理和方法

???1、PVA的溶解须