一种低结晶度聚乙烯醇的制备方法技术

技术编号:8102059 阅读:403 留言:0更新日期:2012-12-20 04:39
本发明专利技术公开了一种低结晶度聚乙烯醇的制备方法,包括聚合、醇解和干燥各单元过程,所述干燥是将醇解后的PVA半成品于30-120℃下热风干燥0.5-5小时得到低结晶度PVA成品。相对传统工艺方法制备出的PVA成品,本发明专利技术PVA成品结晶度有了明显的降低,溶解时间有了较大幅度的降低,洗涤后醋酸钠含量也有一定程度的减少。本方法只需对原有生产线进行简单技改,容易实施,工艺参数简单,操作控制简便,容易实现工业化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚乙烯醇(PVA)的制备方法,具体地说是。
技术介绍
PVA是一种水溶性高分子材料,主要用于纺织、医药、纤维、薄膜、粘合剂等行业,随着工程人员对PVA自身性能的不断改进,使其应用范围呈现不断扩大的趋势。PVA生产路线主要为煤炭化工路线,传统生产方法为碱催化聚醋酸乙烯酯醇解反应法。其半成品为含有大量反应溶剂的颗粒状物体,需要对其进行干燥,获得成品PVA。 下游厂家在使用PVA原料时,几乎都要对PVA进行洗涤除杂质和高温加水溶解。PVA自身性能将决定这种过程的难易程度,并关系到工业生产消耗指标。因此,如何改善PVA自身性能,使其在少量水洗的情况下有效除去自身杂质(主要为醋酸钠),使其在较低热量环境下迅速溶解,成为PVA制造厂家需要解决的一大实际问题。结晶度是关系到上述PVA性能的一项重要指标。传统PVA生产工艺中,为了在短时间内最大程度上除去溶剂,半成品干燥方法通常为高温(高于120°C)负压(_400±50KPa)干燥。此种方法生产的PVA结晶度很高,分子结构致密、溶胀困难,导致杂质难以去除,并需要消耗大量能量使其完全溶解,这一缺点在制备高浓度PVA溶液时尤其明显。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种低结晶度PVA的制备方法,所要解决的技术问题是利用低温热风干燥工艺降低成品PVA的结晶度。采用本专利技术所制得PVA相对结晶度只有传统工艺的50%以下。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案本专利技术低结晶度聚乙烯醇的制备方法,包括聚合、醇解和干燥各单元过程所述聚合和所述醇解过程是按照现有技术的常规方法进行的,醇解后得到PVA半成品。所述干燥是将醇解后的PVA半成品于30_120°C下干燥O. 5-5小时得到低结晶度PVA成品。所述干燥是通过低温(30-120°C)热风干燥的方式进行。干燥的过程中热风从所述气流式干燥器4的热风进口 5进入,所述PVA半成品通过螺旋加料装置6送入气流式干燥器4,所述PVA半成品在所述热风的对流作用下处于沸腾状态,达到除去PVA半成品所含溶剂,使其充分干燥的目的;所述热风为30-120°C的氮气。所述沸腾的状态是指PVA半成品能被热风托起并处于悬空的状态,热风的风量调节以能使PVA半成品处于沸腾的状态为准。干燥温度优选70_80°C,干燥时间优选90_150min。结晶度是用来表示聚合物中结晶区域所占比例,PVA结晶度取决于其干燥过程中经历的热历史,相对于高温强热干燥方式,采用低温(30-120°C)热风干燥方式得到的聚合物结晶度相对较低。其相对结晶程度可以用聚合物的相对热焓表征,通过计算结晶区热焓占总热焓的百分比予以表征。与已有技术相比,本专利技术的有益效果体现在I、本专利技术方法制备的PVA结晶度较低,易于溶胀溶解,便于下游厂家的使用。2、本方法只需对原有生产线进行简单技改,容易实施。3、本方法能够将PVA半成品中所含溶剂除去,达到和传统工艺一样的干燥效果。 4、本方法设计的工艺参数简单,操作控制简便,容易实现工业化。四附图说明图I是本专利技术使用的气流式干燥器的结构示意图。 其中I氮气加入口,2预热器,3干燥器保温夹套,4气流式干燥器,5热风进口,6螺旋加料装置,7热风出口,8螺旋出料装置,9溶剂回收塔,10袋滤器。图2为使用DSC差热分析仪测定本专利技术实施例I制备的PVA的热焓曲线。图3为使用DSC差热分析仪测定本专利技术实施例2制备的PVA的热焓曲线。图4为使用DSC差热分析仪测定本专利技术实施例3制备的PVA的热焓曲线。图5为使用DSC差热分析仪测定本专利技术实施例4制备的PVA的热焓曲线。五具体实施例方式I、聚合将甲醇、醋酸乙烯酯单体和引发剂投入聚合釜中,引发剂的添加量为单体质量的O. 1-2%,甲醇的添加量为单体和引发剂总质量的4-30%,在60-65°C下,以间断或连续聚合方式生产,并对反应液进行精馏分离,得到聚醋酸乙烯酯甲醇溶液;所述引发剂选自过氧化物类引发剂、偶氮类引发剂或氧化还原类引发剂,过氧化物类引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过硫酸钾或过硫酸铵等;偶氮类引发剂选自偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈等;氧化还原类引发剂选自过氧化苯甲酰/N,N- 二甲基苯胺或者是过硫酸钾/亚硫酸氢钠等。聚醋酸乙烯酯可以按照常规方法自制,也可以市购得到。2、醇解将所得聚醋酸乙烯酯甲醇溶液与碱混合,碱与聚醋酸乙烯酯单节链的摩尔比O.01-0. I 1 (即碱与醋酸乙烯酯单体的摩尔量之比为O. 01-0. I :1),以常规釜式醇解或皮带醇解方式生产,粉碎、挤压后得到PVA半成品;所述碱为无机碱或有机碱,无机碱如NaOH、KOH等;有机碱如四甲基氢氧化铵等。3、干燥将醇解后得到的PVA半成品通过螺旋加料装置6加入气流式干燥器4中,氮气从氮气加入口 I加入,经预热器2加热后,从热风进口 5进入气流式干燥器4,PVA半成品在热风的对流作用下处于沸腾状态,达到除去PVA半成品所含溶剂,使其充分干燥的目的。PVA半成品与热风气流进行热交换后,所含溶剂汽化与热风自热风出口 7吹出,经袋滤器10分离所含固体粉末后,混合气相进入溶剂回收塔9进行分离。气流式干燥器4外部为保温夹套3,充分干燥后的PVA成品通过螺旋出料装置8送出。实际生产中,可将热风温度控制在30-120°C,同时调整热风风量大小以促使所述PVA半成品在干燥器内处于悬浮翻动状态(即达到沸腾状态),保证热风与PVA半成品进行充分热交换,达到干燥效果,经过O. 5-5小时的干燥时间,获得干燥的低结晶度PVA成品。实施例I :步骤3中控制热风温度为70°C,干燥时间2. 5小时,得到低结晶度PVA,结晶度为31. 36%ο将PVA与纯水以1:3比例投入溶解爸,95°C水浴加热,30rpm转速下,使用紫外分光光度计测定溶解液吸光度,记录PVA溶解液吸光度达到92%时所需时间。将PVA与纯水以1:4比例投入水洗釜,10°C保温,每4小时换水一次,60rpm搅拌转速,水洗16小时后,将PVA取出烘干,测定醋酸钠含量。将PVA取样,使用DSC差热分析仪检测热焓曲线。实施例2 步骤3中控制热风温度为80°C,干燥时间2. 5小时,得到低结晶度PVA。将PVA与纯水以1:3比例投入溶解釜,95°C水浴加热,30rpm转速下,使用紫外分光光度计测定溶解液吸光度,记录PVA溶解液吸光度达到92%时所需时间。将PVA与纯水以1:4比例投入水洗釜,10°C保温,每4小时换水一次,60rpm搅拌转速,水洗16小时后,将PVA取出烘干,测定醋酸钠含量。将PVA取样,使用DSC差热分析仪检测热焓曲线。实施例3 步骤3中控制热风温度为70°C,干燥时间I. 5小时,得到低结晶度PVA。将PVA与纯水以1:3比例投入溶解釜,95°C水浴加热,30rpm转速下,使用紫外分光光度计测定溶解液吸光度,记录PVA溶解液吸光度达到92%时所需时间。将PVA与纯水以1:4比例投入水洗釜,10°C保温,每4小时换水一次,60rpm搅拌转速,水洗16小时后,将PVA取出烘干,测定醋酸钠含量。将PVA取样,使用DSC差热分析仪检测热焓曲线。实施例4:(对比例)通过常规工艺将PVA半成品送入真空耙式干燥器,120°C、_450KPa环境下,干燥2.5小时,获得干燥的PVA成品。将PVA与纯水以1:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低结晶度聚乙烯醇的制备方法,包括聚合、醇解和干燥各单元过程,其特征在于:所述干燥是将醇解后的PVA半成品于30?120℃下干燥0.5?5小时得到低结晶度PVA成品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:吴福胜许献智向学毅徐学斌吴聪仁李启东
申请(专利权)人:安徽皖维集团有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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