聚乙烯醇(Polyvinyl
乙醇,简称PVA)纤维是一种水溶性聚合物纤维,由
聚乙酸乙烯酯在碱性
催化剂或酸性催化剂存在的条件下
醇解得到。PVA纤维具有无毒性、生物可降解性、生物相容性、成膜性等优良性能,因此广泛应用于工业、
渔业、医疗等领域。由于其良好的成纤性和
化学稳定性,PVA纤维也被用来制作
维纶以及聚乙烯醇纳米纤维等。
聚乙烯醇纳米纤维是通过
静电纺丝工艺制备的,具有巨大的
比表面积、高
孔隙率、高吸附性以及生物相容性等特点,使其在生物医用材料、
催化、过滤等领域展现出极大的应用潜力。
聚乙烯醇纤维被用作
基体材料,与银纳米线(AgNWs)复合,制备出具有导电性和抗菌性能的复合纤维。通过湿法纺丝和静电纺丝相结合的方法,制备出以
聚乙烯醇/AgNWs微米纤维为芯层,PVA纳米纤维为皮层的微纳复合纤维。这种复合纤维不仅克服了单一功能纤维的局限性,而且在保持聚乙烯醇纤维原有特性的同时,赋予了其新的功能,如导电性和抗菌性,为
生物医学和环境应用提供了新的材料选择。
聚乙烯醇纤维其主要特点是强度高模量高、伸度低、耐磨、抗酸碱、耐候性好,与水泥、
石膏等基材有良好的亲和力和结合性,且无毒、无污染、不损伤人体肌肤,对人体无害,是新一代
高科技的绿色建材之一。生产维轮纤维的原料
聚乙烯醇是一种水溶性高聚合物,性能介于塑料和橡胶之间,用途广泛。我国的聚乙烯醇生产能力和产量均居世界第一,其后依次为
日本、
英国和
朝鲜。
以聚乙烯醇为原料纺丝制得的
合成纤维。将这种纤维经甲醛处理所得到
聚乙烯醇缩甲醛纤维,中国称
维纶,国际上称维尼纶。比较低分子量聚乙烯醇为原料经纺丝制得的纤维是水溶性的,称为水溶性聚乙烯醇纤维。一般的聚乙烯醇纤维不具备必要的耐热水性,实际应用价值不大。聚乙烯醇缩甲醛纤维具有柔软、保暖等特性,尤其是吸湿率(可达 5%)在合成纤维诸品种中是比较高的,故有合成棉花之称;但其耐热性差,软化点只有120℃。
20世纪30年代初期,德国瓦克化学公司首先制得聚乙烯醇纤维。1939年,
日本樱田一郎、矢泽将英,
朝鲜李升基将这种纤维用甲醛处理,制得耐热的
聚乙烯醇缩甲醛纤维,1950年由日本仓敷人造丝公司(现为
可乐丽)建成工业化生产装置。1984年聚乙烯醇纤维世界产量为94kt。60年代初,日本维尼纶公司和可乐丽公司生产的水溶性聚乙烯醇纤维投放市场。
聚乙烯醇纤维所用原料聚乙烯醇的平均分子量为60000~150000,热分解温度为200~220℃,
熔点为225~230℃。聚乙烯醇纤维可用湿法纺丝和干法纺丝制得。将
热处理后的聚乙烯醇纤维经
缩醛化处理可得
聚乙烯醇缩甲醛纤维。缩醛化处理过程是将丝束经水洗除去
芒硝(
硫酸钠)后,从醛化溶液(由醛化剂甲醛、稀释剂水、
催化剂硫酸、阻
溶胀剂硫酸钠组成)中通过,再经水洗的过程。也可将丝束切成短纤维,用
气流输送至后处理机,在
不锈钢网上进行缩醛化处理。为改善纤维性能,可将含有
固化剂硼酸的
聚乙烯醇溶液(浓度为16%)进行湿法纺丝,所得初生纤维在碱性凝固浴中凝固,经中和、水洗和多段高倍拉伸和
热处理,则可获得强度达106~115cN/dtex的
长丝䰶。
聚乙烯醇缩甲醛纤维在工业领域中可用于制作帆布、
篷布、滤布、
输送带、包装材料、工作服、
渔网和海上作业用缆绳。高强度、高模量长丝可用作运输带的
骨架材料、各种胶管、胶布和
胶鞋的衬里材料,还可制作自行车胎
帘子线。由于这种纤维能耐水泥的碱性,且与水泥的粘结性和亲合性好,可代替
石棉作水泥制品的
增强材料。可与棉
混纺,制作各种衣料和室内用品,也可生产针织品。但耐热性差,制得的织物不挺括,且不能在热水中洗涤。此外,在
无纺布、
造纸等方面也有使用价值。
聚乙烯醇纤维可与其他纤维混纺,再在纺织加工后被溶去,得到细纱高档纺织品,也可制得无捻纱或无纬毯。还可作为粘合剂用于造纸,以提高纸的强度和韧性。此外,还可制特殊用途的工作服、
手术缝合线等。
重要的改性品种是
氯乙烯 聚乙烯醇接枝共聚纤维,中国称为维氯纶。它以低聚合度聚乙烯醇
水溶液作分散介质,在
催化剂作用下,使氯乙烯和聚乙烯醇接枝共聚;从得到
共聚物乳液中,以乳液纺丝法(见
化学纤维纺丝)纺得纤维;再经与
聚乙烯醇缩甲醛纤维相似的后处理过程,制得纤维成品。它兼有
聚氯乙烯纤维和聚乙烯醇缩甲醛纤维的优点。