四种聚乙烯醇的特性粘度（浓度与比浓粘度）研究

欧阳逊

（云南云维股份有限公司，云南 曲靖 655338）

聚乙烯醇是一种无毒、无腐蚀、可生物降解的高分子化合物，是一种典型的高分子多元醇，溶于水，形成的溶液粘度高，因此广泛应用于粘合剂、涂料和纺织浆料行业。

聚乙烯醇是经醋酸乙烯单体聚合生成聚醋酸乙烯酯，再经醇解后得聚乙烯醇。聚合反应是一复杂的反应，同时又是在一大的聚合釜中进行，反应不均匀，导致聚合度不同；同一反应釜出来的产物往往是由多种聚合度、分子量不同的聚合物组成的混合物。目前各公司（厂）给出的决定聚乙烯醇特性指标的粘度、聚合度和分子量[1]，其实都是这些混合物各指标的平均值。在研究、分析中多用旋转式粘度计测粘度，用奥氏粘度计测平均聚合度[2]，鲜有对聚乙烯醇的特性粘度（浓度与比浓粘度）的研究，因此对某公司聚乙烯醇产品系列17-99H、100-37H、100-50H及100-60L的特性粘度（浓度与比浓粘度）做了研究。

1 实验部分

1.1 原理

聚合物在其非电解质溶剂中，在较低的浓度下，聚合物的比浓粘度和溶液的浓度呈直线关系[3]，此时比浓粘度遵循H μ ggins公式：

式中：[η]－特性粘度；

C－单位体积的溶液的质量浓度；

K′－ Hμ ggins常数。

根据Hμ ggins公式，将比浓度ηsp/Cr对浓度Cr所得的直线外推，得到无限稀释的溶液的比浓粘度，即特性粘度[η]。

1.2 仪器

奥氏粘度计，恒温水槽，秒表，6个三角瓶(100mL)，4号砂芯漏斗，洗耳球。

1.3 样品处理及溶液配制

用称量瓶分别称取17-99H聚乙烯醇0.5055g，置恒温干燥箱中放置30min(105℃)，取出置干燥器冷却30min后称量。将称量好的样品用蒸馏水溶解，用4号砂芯漏斗过滤，配成200mL溶液。从配好的溶液中各取20mL于6个三角瓶(100mL)中，依次加水 10mL、20mL、30mL、40mL、50mL，得 2/3C、1/2C、2/5C、1/3C、2/7C 浓度的溶液。

1.4 测定实验

将奥氏粘度计清洗后，加入2mL乙醇润洗，然后用电吹风吹干，然后置于恒温水槽，控制(30±0.1)℃，取20mL蒸馏水于粘度计中，置恒温水槽10min后测水的流出时间。以相同方法测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 溶液的流出时间。

1.5 实验数据

1.5.1 浓度 C=2.527g·L-1的数据

浓度C=2.527g·L-1，水的流出时间为1′45″3和1′45″4，t0=105.3″。浓度分别为2/7C、1/3C、2/5C、1/2C、2/3C、C溶液的流出时间见表1。

表1 不同浓度的17-99H聚乙烯醇溶液的流出时间（水的流出时间105.3″）

对所得的数据进行处理，结果见表2。

表2 不同浓度的17-99H聚乙烯醇的粘度数据

图1 0.2527×10-2g·mL-1的17-99H聚乙烯醇的浓度与比浓粘度图

1.5.2 其它浓度的数据

以相同方法处理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，结果见表3、5、7。对相关数据进行处理，结果见表 4、6、8。

表3 不同浓度的100-37H 聚乙烯醇溶液的流出时间（水的流出时间 101.9″）

表4 不同浓度的100-37H聚乙烯醇的粘度数据

图2 0.2550×10-2g·mL-1的聚乙烯醇100-37H的浓度与比浓粘度图

表5 不同浓度的100-50H聚乙烯醇溶液的流出时间（水的流出时间 105.3″）

表6 不同浓度的100-50H聚乙烯醇的粘度数据

图3 0.2525×10-2g·mL-1聚乙烯醇100-50H的浓度与比浓粘度图

表7 不同浓度的100-60L聚乙烯醇溶液的流出时间（水的流出时间105.3″）

表8 不同浓度的100-60L聚乙烯醇的粘度数据

图4 0.2499×10-2g·mL-1聚乙烯醇100-60L的浓度与比浓粘度图

2 结果与展望

通过对17-99H、100-37H、100-50H及100-60L聚乙烯醇浓度与比浓粘度做图分析，图形不成直线关系，即不能得到它们的特性粘度，而只能得出相似的“W”折线图像，这点与一些文献上提到的结果有出入[4]，要么文献是指分离纯化的聚乙烯醇的特性粘度。同时考虑了浓度可能造成的影响，还对17-99H 的不同浓度（1.25g·L-1、2.527g·L-1、5.032g·L-1）做了分析，结果都不成直线关系。浓度与比浓粘度的“W”折线图与聚乙烯醇的组成关系如何，如果能揭开图像“峰”“谷”与聚乙烯醇的组成关系，对聚乙烯醇的分析将是一个突破，对生产工艺控制也更为明确，这项工作有待下一步实验研究求证。

致谢：本实验过程中得到了云维股份质检部化验员刘俊、吕银华、赵文萍的协助，在此深表感谢。

[1] 潘祖仁.高分子化学(第三版)[M].北京：化学工业出版社，2002.

[2] 王大仁，译.日本工业标准JISK6726-1994 聚乙烯醇的测试方法［J］.维纶通讯，2011，31（4）．

[3] 翟春.普通念珠中多糖的提取、分离、纯化和初步结构分析的研究[D].南宁：广西大学，2000.

[4] 梁燕，等. 高分子溶液特性粘度测定的新方法 [J].化学学报，2007，65（9）：653-659.