简介
聚乙烯醇(PVA)纤维是合成纤维的重要品种之一,其常规产品是聚乙烯醇缩甲醛纤维,国内简称维纶。产品以短纤维为主。
性能
聚乙烯醇缩甲醛纤维亦即维纶,其短纤维外观形状接近棉,但强度和耐磨性都优于棉。用50/50的棉维混纺织物,其强度比纯棉织物高60%,耐磨性可以提高50%~100%。聚乙烯醇纤维的密度约比棉花小20%,用同样重量的纤维可以纺织成较多相同厚度的织物。
聚乙烯醇纤维在标准条件下的吸湿率为4.5%~5.0%,在几大合成纤维品种中名列前茅。由于导热性差,聚乙烯醇纤维具有良好的保暖性。另外,聚乙烯醇纤维还具有很好的耐腐蚀和耐日光性。
聚乙烯醇纤维的主要缺点是染色性差,染着量较低,色泽也不鲜艳,这是由于纤维具有皮芯结构和经过缩醛化使部分羟基被封闭了的缘故。另外,聚乙烯醇纤维的耐热水性较差,在湿态下温度超过110~115℃就会发生明显的收缩和变形。聚乙烯醇纤维织物在沸水中放置3~4h后会发生部分溶解。再有,聚乙烯醇纤维的弹性不如聚酯等其他合成纤维,其织物不够挺括,在服用过程中易发生褶皱。表7-1列出了聚乙烯醇缩甲醛纤维的主要性能指标。
用途
聚乙烯醇缩甲醛纤维主要为短纤维,由于其形状很像棉,所以主要用于与棉的混纺,织成各种棉纺织物。另外,也可纯纺或与其他纤维混纺,织造各类机织或针织物。聚乙烯醇纤维长丝的性能和外观与天然蚕丝非常相似,可以织造绸缎衣料。但是,因聚乙烯醇纤维的弹性差,不易染色,故不能做高级衣料。
近年来,随着聚乙烯醇纤维生产技术的发展,它在工业、农业、渔业、运输和医用等方面的应用不断扩大。其主要用途如下:
1.纤维增强材料
利用聚乙烯醇纤维强度高,抗冲击性好,成形加工中分散性好等特点,可以作为塑料以及水泥、陶瓷等的增强材料。特别是作为致癌物质——石棉的代用品,制成的石棉板受到建筑业的极大重视。
2.渔网
利用聚乙烯醇纤维断裂强度、耐冲击强度和耐海水腐蚀等都比较好的长处,用其制造各种类型的渔具。
3.绳缆
聚乙烯醇纤维绳缆质轻、耐磨、不易扭结,具有良好的抗冲击强度、耐气候性并耐海水腐蚀,在水产车辆、船舶运输等方面有较多应用。
4.帆布
聚乙烯醇纤维帆布强度好、质轻、耐摩擦和耐气候性好,它在运输、仓储、船舶、建筑、农林等方面有较多应用。
另外,聚乙烯醇纤维还可制作包装材料、非织造布滤材、土工布等。
生产
1、纺丝原液的制备
目前大规模生产中都以水为溶剂配制聚乙烯醇(PVA)纺丝原液。
2、纺丝成形
聚乙烯醇纤维既可采用湿法纺丝成形,也可采用干法纺丝成形。一般湿法成形用于生产短纤维,干法成形用于制造某些专用的长丝。
3、后加工
聚乙烯醇纤维后加工一般包括拉伸、热定型、缩醛化、水洗、上油、干燥等工序。生产短纤维还包括丝束的切断或牵切;生产长丝则还需要加捻和络筒等。与其他化学纤维生产过程相比,通常聚乙烯醇纤维生产中还需要进行缩醛化处理,以进一步提高其耐热水性。但对某些专用纤维则可省去缩醛化工序,如帘子线、水溶性纤维等。
发展史
1924年,德国的赫尔曼(Hermann)和哈内尔(Haehnel)合成出聚乙烯醇,并用其水溶液经干法纺丝制成纤维。随后,德国的韦克(Wacker)公司生产出用于手术缝合线的聚乙烯醇纤维。1939年以后,日本的樱田一郎、朝鲜的李升基等人,采用热处理和缩醛化的方法成功地制造出耐热水性优良、收缩率低、具有实用价值的聚乙烯醇纤维,并发表了一系列有关制造技术及生产方法的文章和专利。但由于第二次世界大战的干扰,直到1950年,不溶于水的聚乙烯醇纤维才实现工业化生产。
我国第一个聚乙烯醇纤维厂建成于1964年,随后又兴建了一批年产万吨的聚乙烯醇纤维厂。生产聚乙烯醇纤维的国家还有日本、朝鲜等少数国家。由于聚乙烯醇纤维染色性差、弹性低等缺点不易克服,近年来在服用领域不断萎缩。但在工农业、渔业等方面的应用却有所增加。另外装饰用、产业用纤维和功能性纤维的比例也在逐步增大。