聚乙烯醇的特性及其在铁氧体生产中的应用

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1、聚乙烯醇（PVA）的特性及其在铁氧体生产中的应用阳开新（金川电子有限责任公司，四川宜宾 644005）   摘 要：聚乙烯醇作为暂时性粘合剂被铁氧体行业普遍采用。选用适当的品种，用合适的方法制备其水溶液，并对水溶液进行改性，才能达到最佳的使用效果。同时，必须了解聚乙烯醇的热稳定性及影响其从铁氧体坯件中分解、排除的诸多因素，方能因势利导，确保产品质量。   关键词：聚乙烯醇；特性；铁氧体；应用1 引言   聚乙烯醇是水溶性高分子树脂，它被各行各业广泛地用作粘合剂。在铁氧体行业中，也被用作暂时性粘合剂。聚乙烯醇牌号的选择、水溶液的制备方

2、法及贮存条件和时间、是否使用了相应的改性剂等，对铁氧体粉料的物理特性都有不同程度的影响。使用的聚乙烯醇品种的热稳定性及影响其从铁氧体坯件中分解、排出各个因素，直接影响铁氧体产品的质量，若处置不当，可能会严重地影响产品的成品率。2 聚乙烯醇的结构、聚合度和醇解度   聚乙烯醇分子中存在两种化学结构：   这两种结构在聚乙烯醇分子中所占比例的不同，将导致其在性能上产生一定的差异。   聚乙烯醇的聚合度按分子量等级可分为超高聚合度、高聚合度、中聚合度、低聚合度四种[1]。一般，超高聚合度聚乙烯醇分子量为25～30万，高聚合度分子量为17～

3、22万，中聚合度分子量为12～15万，低聚合度分子量为2.5～3.5万。   聚乙烯醇的醇解度（摩尔分数）通常有三种，即78%、88%和98%。完全醇解的聚乙烯醇的醇解度为98%～100%；而部分醇解的聚乙烯的醇解度通常为87%～89%；78%的则为低醇解度聚乙烯醇。8   我国聚乙烯醇牌号命名是取聚合度的千、百位数放在牌号的前两位，把醇解度的百分数放在牌号的后两位，如1799，即聚合度为1700，醇解度为99%，完全醇解的聚乙烯醇。   一般说来，聚合度增大，相同浓度水溶液的粘度增大，但在水中的溶解度下降。醇解度增大，在冷水中的溶

4、解度下降，在热水中的溶解度提高。醇解度87%～89%的产品水溶性最好，不管是在冷水中还是在热水中它都能很快地溶解；醇解度为99%及以上的聚乙烯醇只溶于95℃以上的热水中。随着聚合度的增大，水溶液表面生成的皮膜强度都要增大。3 聚乙烯醇水溶液的制备   将聚乙烯醇慢慢地分散投入计量好的常温水中，浸泡1h左右，并适当搅拌，使其充分溶胀、分散。然后逐步提高温度，并不停地搅拌，搅拌速度为60～100r/min。为了避免剧烈地发泡，应限制升温速度，一般不应超过150℃/h。聚乙烯醇的醇解度不同，其溶解的温度和保温时间也不同。一般说来，完全醇解

5、的聚乙烯醇的溶解温度为95～100℃，保温时间为2～2.5h；醇解度为87%～89%的聚乙烯醇溶解温度为65～85℃，保温时间为0.5～1.0h，过高的溶解温度可能会产生不良影响。   聚乙烯醇是否已完全溶解，仅用肉眼观察是无法判断的，必须进行检验。检验方法是：取少量溶液，加入1～2滴碘液，并适当摇动，然后进行观察。对完全醇解聚乙烯醇而言，若出现兰紫色团粒状透明体，对部分醇解聚乙烯醇而言，若出现红紫色团粒状透明体，则说明尚未完全溶解。若色泽能均匀扩散，说明已完全溶解。聚乙烯醇完全溶解后，边搅拌边冷却，直至常温，并补加水至计算量并搅拌

6、均匀为止。再过60目筛，贮存备用。   聚乙烯醇水溶液长期存放，溶液中的水会腐败，若加入0.01%～0.05%（以PVA为基准）的甲醛、水杨酸，则可以防腐。完全醇解聚乙烯醇水溶液的粘度随存放时间的延长而上升，若存放时间过长或贮存温度过低，甚至会产生凝胶化。为了使其粘度稳定，除保持其温度在常温外，还可向溶液中加入5%～10%（以PVA为基准）的硫氰酸胺或苯酚丁醇。4 聚乙烯醇水溶液的性质4.1 粘度8   聚乙烯醇水溶液的粘度随品种、浓度、温度和存放时间等因素变化，表1给出了不同牌号聚乙烯醇水溶液的特性。其水溶液的粘度随浓度、温度、存

7、放时间的变化曲线见图1～3。不同醇解度的溶液表面张力与浓度的关系如图4所示。   一般说来，聚合度增大，相同浓度的水溶液的粘度明显增高：醇解度增大，相同浓度的水溶液的粘度稍有增高；同一牌号聚乙烯醇的浓度增大，粘度增大；贮存温度升高，水溶液粘度降低；完全醇解聚乙烯醇的水溶液的粘度随存放时间的延长而升高；部分醇解聚乙烯醇的水溶液的粘度基本上不随时间的延长而变化。聚合度越高，浓度越高，聚乙烯醇水溶液的粘度稳定性就越差。适当延长溶解时间或加强搅拌，均能提高其水溶液的粘度稳定性。4.2 相容性   聚乙烯醇的水溶液与很多水溶性树脂的水溶液相容

8、，混合后的水溶液具有原来所没有的特性。这就大大地扩展了聚乙烯醇的使用范围，可以根据使用的具体需要改变水溶液的特性。其水溶液与部分水溶性高分子的水溶液的相容性见表2。其水溶液与铁氧体料浆的改性剂（分散剂、减阻剂、消泡剂等）[2]8也具有