四種聚乙烯醇的特性粘度（濃度與比濃粘度）研究

歐陽遜

（云南云維股份有限公司，云南 曲靖 655338）

聚乙烯醇是一種無毒、無腐蝕、可生物降解的高分子化合物，是一種典型的高分子多元醇，溶于水，形成的溶液粘度高，因此廣泛應用于粘合劑、涂料和紡織漿料行業。

聚乙烯醇是經醋酸乙烯單體聚合生成聚醋酸乙烯酯，再經醇解后得聚乙烯醇。聚合反應是一復雜的反應，同時又是在一大的聚合釜中進行，反應不均勻，導致聚合度不同；同一反應釜出來的產物往往是由多種聚合度、分子量不同的聚合物組成的混合物。目前各公司（廠）給出的決定聚乙烯醇特性指標的粘度、聚合度和分子量[1]，其實都是這些混合物各指標的平均值。在研究、分析中多用旋轉式粘度計測粘度，用奧氏粘度計測平均聚合度[2]，鮮有對聚乙烯醇的特性粘度（濃度與比濃粘度）的研究，因此對某公司聚乙烯醇產品系列17-99H、100-37H、100-50H及100-60L的特性粘度（濃度與比濃粘度）做了研究。

1 實驗部分

1.1 原理

聚合物在其非電解質溶劑中，在較低的濃度下，聚合物的比濃粘度和溶液的濃度呈直線關系[3]，此時比濃粘度遵循H μ ggins公式：

式中：[η]－特性粘度；

C－單位體積的溶液的質量濃度；

K′－ Hμ ggins常數。

根據Hμ ggins公式，將比濃度ηsp/Cr對濃度Cr所得的直線外推，得到無限稀釋的溶液的比濃粘度，即特性粘度[η]。

1.2 儀器

奧氏粘度計，恒溫水槽，秒表，6個三角瓶(100mL)，4號砂芯漏斗，洗耳球。

1.3 樣品處理及溶液配制

用稱量瓶分別稱取17-99H聚乙烯醇0.5055g，置恒溫干燥箱中放置30min(105℃)，取出置干燥器冷卻30min后稱量。將稱量好的樣品用蒸餾水溶解，用4號砂芯漏斗過濾，配成200mL溶液。從配好的溶液中各取20mL于6個三角瓶(100mL)中，依次加水 10mL、20mL、30mL、40mL、50mL，得 2/3C、1/2C、2/5C、1/3C、2/7C 濃度的溶液。

1.4 測定實驗

將奧氏粘度計清洗后，加入2mL乙醇潤洗，然后用電吹風吹干，然后置于恒溫水槽，控制(30±0.1)℃，取20mL蒸餾水于粘度計中，置恒溫水槽10min后測水的流出時間。以相同方法測2.550g·L-1的100-37H、2.525 g·L-1的 100-50H 及 2.499g·L-1的 100-60L 溶液的 2/7C、1/3C、2/5C、1/2C、2/3C、C 溶液的流出時間。

1.5 實驗數據

1.5.1 濃度 C=2.527g·L-1的數據

濃度C=2.527g·L-1，水的流出時間為1′45″3和1′45″4，t0=105.3″。濃度分別為2/7C、1/3C、2/5C、1/2C、2/3C、C溶液的流出時間見表1。

表1 不同濃度的17-99H聚乙烯醇溶液的流出時間（水的流出時間105.3″）

對所得的數據進行處理，結果見表2。

表2 不同濃度的17-99H聚乙烯醇的粘度數據

圖1 0.2527×10-2g·mL-1的17-99H聚乙烯醇的濃度與比濃粘度圖

1.5.2 其它濃度的數據

以相同方法處理2.550g·L-1的100-37H溶液、2.525 g·L-1的100-50H溶液及2.499g·L-1的100-60L溶液，結果見表3、5、7。對相關數據進行處理，結果見表 4、6、8。

表3 不同濃度的100-37H 聚乙烯醇溶液的流出時間（水的流出時間 101.9″）

表4 不同濃度的100-37H聚乙烯醇的粘度數據

圖2 0.2550×10-2g·mL-1的聚乙烯醇100-37H的濃度與比濃粘度圖

表5 不同濃度的100-50H聚乙烯醇溶液的流出時間（水的流出時間 105.3″）

表6 不同濃度的100-50H聚乙烯醇的粘度數據

圖3 0.2525×10-2g·mL-1聚乙烯醇100-50H的濃度與比濃粘度圖

表7 不同濃度的100-60L聚乙烯醇溶液的流出時間（水的流出時間105.3″）

表8 不同濃度的100-60L聚乙烯醇的粘度數據

圖4 0.2499×10-2g·mL-1聚乙烯醇100-60L的濃度與比濃粘度圖

2 結果與展望

通過對17-99H、100-37H、100-50H及100-60L聚乙烯醇濃度與比濃粘度做圖分析，圖形不成直線關系，即不能得到它們的特性粘度，而只能得出相似的“W”折線圖像，這點與一些文獻上提到的結果有出入[4]，要么文獻是指分離純化的聚乙烯醇的特性粘度。同時考慮了濃度可能造成的影響，還對17-99H 的不同濃度（1.25g·L-1、2.527g·L-1、5.032g·L-1）做了分析，結果都不成直線關系。濃度與比濃粘度的“W”折線圖與聚乙烯醇的組成關系如何，如果能揭開圖像“峰”“谷”與聚乙烯醇的組成關系，對聚乙烯醇的分析將是一個突破，對生產工藝控制也更為明確，這項工作有待下一步實驗研究求證。

致謝：本實驗過程中得到了云維股份質檢部化驗員劉俊、呂銀華、趙文萍的協助，在此深表感謝。

[1] 潘祖仁.高分子化學(第三版)[M].北京：化學工業出版社，2002.

[2] 王大仁，譯.日本工業標準JISK6726-1994 聚乙烯醇的測試方法［J］.維綸通訊，2011，31（4）．

[3] 翟春.普通念珠中多糖的提取、分離、純化和初步結構分析的研究[D].南寧：廣西大學，2000.

[4] 梁燕，等. 高分子溶液特性粘度測定的新方法 [J].化學學報，2007，65（9）：653-659.