改性PVA具有许多优异的性能,近年来,国内外PVA生产厂家竞相开展PVA的改性技术研究。
(1)端基改性技术 目前,PVA的端基改性主要是通过用含特定基团的硫醇作链转移剂,在PVA的链端引入特定基团而实现改性的,端基改性的研究领域主要集中在以下几个方面:
① 长碳链烷基改性 通过在PVA的链端引入长碳链烷基,可以显著降低完全醇解级PVA水溶液的表面张力,一般当长碳链烷基碳原子数不超过12时,随着其碳原子的数增加,改性PVA的表面张力逐渐降低。
基于它的这一性质,长碳链端基改性的完全醇解级PVA可代替部分醇解PVA用于醋酸乙烯的乳液聚合。当它用于醋酸乙烯乳液聚合时,它既可起保护胶体作用,又可充当非离子表面活性剂的作用,因而它与常规PVA相比,具有更优异的性能。如用十二烷基改性的完全醇解级PVA(聚合度过120,醇解度99%)作醋酸乙烯乳液聚合的保护胶体时,与用PVA-0588或PVA-178g作保护胶体相比,所得的聚醋酸乙烯乳液具有粒径更小,黏度相比更大,耐水性能更好且无絮凝物。
此外,长碳链端基改性PVA还表现出与淀粉很好的相容性,与淀粉能形成稳定、透明的水溶液,是一种性能优良的纺织浆料。
② 含氟端基改性 众所周知,氟代烃具有很低的表面自由能。为了更有效地降低烷基改性PVA的表面张力,可用含巯基的氟代烃代替硫醇作链转移剂来进行端基改性,制得含氟端基改性PVA。含巯基的氟代烃有:F(CF2)7CONHCH2CH2SH、H(CF2)nCH2O(CH2)3SH。
通过使用含特定基团的链转移剂,可以制得各种端基改性PVA,包括含硅烷的端基改性PVA。
(2)共聚改性技术 由于共聚改性PVA具有许多独特的性能和广泛的用途,近年来,对共聚改性PVA的研究开发也日益增多。通过选择可共聚单体与醋酸乙烯单体进行溶液共聚,制得醋酸乙烯酯共聚物,再通过在甲醇中进行醇解、干燥,可制得共聚改性PVA。
不同的共聚单体、不同的共聚改性方法,可以制得性能差异很大的共聚改性PVA。因此,通过选择共聚单体和共聚改性方法,可以赋予共聚改性PVA一些常规PVA所不具有的独特性能,满足差异化的客户需求。
此外,由于PVA分子含有许多仲羟基,通过这些高活性的仲羟基亦可进行许多有益的化学改性,制得许多性能优良的新材料,从而拓宽PVA的应用领域。
PVA结晶度高,熔融温度高于分解温度,熔融时黏度极大,难以热塑加工成型,为此湖北大学吴雄等人用塑化改性剂、加工稳定剂对其进行了改性,在对PVA的改性中,添加甘油能很有效地降低PVA的熔点,再添加少量的硬脂酸锌能很好地降低PVA加工时的剪切黏度,满足PVA的热融加工。当甘油的含量为15%,硬脂酸锌含量为0.75%时,PVA的力学性能非常好。