CN101575391A - 一种低聚合度聚乙烯醇及其醇解方法 - Google Patents
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Abstract
一种低聚合度聚乙烯醇是指
、＜500的聚乙烯醇，
Description
一、技术领域
本发明涉及一种聚合物及其制备方法，特别涉及低聚合度聚合物及其制备方法，确切地说是一种低聚合度聚乙烯醇及其醇解方法。
二、背景技术
聚乙烯醇(PVA)是用途十分广泛的水溶性高分子，呈白(或微黄)色片状或絮状。PVA由聚醋酸乙烯(PVAC)和氢氧化钠的甲醇溶液以PVAC∶CH3OH∶NaOH∶H2O为1∶2∶0.01∶0.0002的比例同时加入高速混合器经充分混合后进入皮带醇解机，在50℃下进行醇解，约4min醇解结束，得到固化PVA，经粉碎、压榨、干燥脱溶后得到成品PVA(《水溶性高分子产品手册》、严瑞碹等主编、化学工业出版社、2003年10月出版，第135页)。
醇解就是将PVAC分子链上的侧基乙酰基置换为羟基。由此可见，PVA的聚合度取决于PVAC的聚合度。
PVA的性能与用途与其醇解度和聚合度有关。醇解度通常为78％、88％和98％，醇解度98％的PVA多用于维尼纶的原料。低醇解度PVA为非纤维应用。
近年来低聚合度(通常将平均聚合度PA≤1000的称低聚合度)的PVA备受关注。由于其流动性等性能优异有着更加广泛的用途。制备低聚合度的PVA需要低聚合度的PVAC。
PVAC由单体醋酸乙烯酯(VAC)在溶剂中自由基引发聚合制备的。目前通过工艺的改进，即通过控制甲醇、引发剂的配比、聚合停留时间、反应温度、搅拌速度等，已能够获得PA≥500、≤1000的PVAC。申请人经多年研究，开发出一种在聚合时加入链转移剂硫醇的新的聚合方法，能够制备PA≥200、＜500的PVAC，并将这一方法申请了中国发明专利，申请号200910116711.4。
低聚合度的PVA也是由低聚合度的PVAC醇解制备的。但在工业实践中传统的皮带醇解机却不能用来制备低聚合度的PVA。目前制备PA≥500、≤1000的PVA通常使用悬浮醇解法或釜式揑和机醇解法。这两种方法相比控制较难，过程很不稳定，只能小批量间隙生产，不能满足工业化大生产的要求，此外产品粒径分布较宽，颜色较深，质量也差。
三、发明内容
本发明旨在获得低聚合度的PVA，所要解决的技术问题是使用通用的皮带醇解机制备低聚合度的PVA。
本发明所称的低聚合度的PVA是指PA≥200、＜500的PVA，有以下化学式
式中n≥200、＜500。
本发明所提供醇解方法是在开发PA≥200、＜500的PVAC下游产品即研制PA≥200、＜500的PVA的过程中试验成功的。进一步实验表明，本醇解方法同样适用于制备PA≥500、≤1000的PVA。所以在制备方法(即醇解方法)中称谓“低聚合度”时即是指PA≥200、≤1000的PVA或PVAC。
本制备低聚合度聚乙烯醇的醇解方法包括混合、醇解、分离和干燥，所述的混合就是原料PVAC甲醇溶液与NaOH甲醇溶液混合得到醇解液，与现有技术的区别是PVAC甲醇溶液经蒸馏脱溶浓缩至PVAC的含量≥30％(质量百分比，下同)时与NaOH甲醇溶液在圆盘混合器中均匀混合得到醇解液，然后放入皮带醇解机中于42～50℃下进行醇解，醇解液在回转的皮带中自一端送至另一端时便完成了醇解过程，产品PVA固化母液析出，经切片、干燥后，得到白色片状PVA。
碱用量与所需的醇解度(DH)有关，对通用的DH 88％而言，PVAC与NaOH的摩尔比为1∶0.005～0.009，优选1∶0.006～0.008。
醇解温度优选45～48℃。
在工业实践中，低聚合度的PVAC其在聚合液中的浓度通常低于25％。实验表明，在此浓度下，圆盘混合器难以将其与碱的甲醇溶液混合均匀，导致醇解过程中得到不同醇解度的PVA，低的有60％，高的有98％，甚至还有未醇解的PVAC。申请人经认真地分析研究和反复地条件试验，发现经蒸馏浓缩后使PVAC的浓度≥30％，这一问题便迎刃而解。
本方法使申请人单位拥有的若干套皮带醇解机得到了充分利用，在不增加设备投资的条件下生产出高质量的低聚合度PVA，其中PA＝400、DH：88％的PVA远销美国、日本及西欧各国。
四、具体实施方式
非限定实施例叙述如下：
1、制备PA＝400、DH：88％ PVA
将PA＝400的PVAC甲醇溶液投入蒸馏釜中，真空浓缩脱去甲醇，使PVAC的浓度为30％，然后转移至圆盘混合器中，同时加入浓度为0.5～1mol/L的NaOH甲醇溶液，使PVAC与NaOH的摩尔比为1∶0.006～0.008，混合均匀后放入皮带醇解机中于46～48℃醇解，PVA固化母液析出分离后，回收甲醇，固体经切片、干燥后，得到白色片状PVA，经分析DH：88.06％。
2、制备PA＝600、DH：88％的PVA
将PA＝600的PVAC甲醇溶液投入蒸馏釜中，真空浓缩脱去甲醇，使PVAC的浓度为35％，然后移至圆盘混合器中，同时加入浓度为0.5～1mol/L的NaOH甲醇溶液，PVAC与NaOH的摩尔比为1∶0.006～0.008，混合均匀后放入皮带醇解机中于46～48℃醇解，PVA固化母液析出分离后、回收甲醇，固体经切片、干燥后，得到白色片状PVA，经分析DH：88.05％。
Claims (5)
1、一种低聚合度的聚乙烯醇，其特征在于：有以下化学式
式中n≥200、＜500。
2、一种制备低聚合度聚乙烯醇的醇解方法，包括混合、醇解、分离和干燥，其特征在于：聚醋酸乙烯甲醇溶液经脱溶浓缩至聚醋酸乙烯浓度≥30％时与氢氧化钠甲醇溶液在圆盘混合器中混合均匀后于皮带醇解机中、42～50℃条件下醇解。
3、根据权利要求2所述的醇解方法，其特征在于：混合时聚醋酸乙烯和氢氧化钠的摩尔比为1∶0.005～0.009。
4、根据权利要求3所述的醇解方法，其特征在于：聚醋酸乙烯和氢氧化钠的摩尔比为1∶0.006～0.008。
5、根据权利要求2或3或4所述的醇解方法，其特征在于：醇解温度为45～48℃。
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