無(wú)淀粉小孔PVA膠棉發(fā)泡放大工藝的探索與實(shí)踐.pdf

1、聚乙烯醇(PVA)膠棉是聚乙烯醇經(jīng)發(fā)泡固化制備的一種海綿狀制品，被廣泛用于家用保潔領(lǐng)域。目前嘉興捷順旅游制品有限公司采用以淀粉為成孔劑的PVA膠棉生產(chǎn)工藝進(jìn)行膠棉工業(yè)化生產(chǎn)，但是淀粉的使用會(huì)導(dǎo)致成本提高、耗水量大、水體富營(yíng)養(yǎng)化及PVA膠棉發(fā)霉等。
　　本課題是由嘉興捷順旅游制品有限公司提出，希望用新的生產(chǎn)工藝替代淀粉為成孔劑的PVA膠棉生產(chǎn)工藝。課題組前期完成了無(wú)淀粉PVA膠棉發(fā)泡工藝大孔型PVA膠棉工業(yè)生產(chǎn)的工藝開(kāi)發(fā)及小孔型PV

2、A膠棉的實(shí)驗(yàn)室研究工作。但在無(wú)淀粉小孔PVA膠棉小試工藝中試放大時(shí)，其注模液粘度增加過(guò)快，最多只能實(shí)現(xiàn)6個(gè)模具的注模，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。因此控制注模液粘度增加過(guò)快是實(shí)現(xiàn)無(wú)淀粉小孔PVA膠棉工藝大規(guī)模生產(chǎn)的前提。本文通過(guò)對(duì)原無(wú)淀粉小孔配方PVA膠棉注模液粘度快速增加原因的分析，發(fā)現(xiàn)小分子醇縮醛混合液代替甲醛作為固化劑或以弱酸G代替鹽酸作為催化劑，可有效控制注模液粘度的變化。其中弱酸G作為催化劑的工藝，成功實(shí)現(xiàn)了無(wú)淀粉小孔PVA膠棉發(fā)泡工

3、藝中試試驗(yàn)，制得的PVA膠棉具有與捷順公司原淀粉工藝所得產(chǎn)品相當(dāng)?shù)男阅芎捅碛^形貌。
　　(1)通過(guò)與以淀粉為成孔劑的小孔PVA膠棉工藝對(duì)比，分析了原無(wú)淀粉小孔配方PVA膠棉注模液粘度快速增加(注模液溫度60℃，儲(chǔ)存8 min內(nèi)，粘度由1250 mPa·s增加到50000 mPa·s)的原因。原無(wú)淀粉小孔PVA膠棉工藝中PVA濃度、甲醛濃度、鹽酸濃度對(duì)比淀粉工藝基本上都增加了一倍，這使得其縮醛反應(yīng)速率快速增大。在注模液溫度60℃，儲(chǔ)

4、存40 min內(nèi)，無(wú)淀粉小孔PVA膠棉注模液的縮醛度從28.3％增加到42.6％;而以淀粉為成孔劑的小孔PVA膠棉注模液的縮醛度從5.9％增加到18.8％。快速縮醛反應(yīng)使PVA分子鏈上生成的疏水六元縮醛環(huán)結(jié)構(gòu)增多，造成注模液中不溶物含量增大，導(dǎo)致聚合物運(yùn)動(dòng)能力降低，從而使注模液粘度快速增大。
　　(2)探索了無(wú)淀粉小孔PVA膠棉注模液粘度的控制方法。通過(guò)在原無(wú)淀粉小孔PVA膠棉工藝配方中，采用小分子醇縮醛混合液代替甲醛作為固化劑或

5、以弱酸G代替鹽酸作為催化劑，均能降低注模液粘度的增加速率。在注模液溫度60℃，儲(chǔ)存40 min內(nèi)，前者注模液粘度從1250 mPa·s增加到23700 mPa·s。后者注模液粘度從1250mPa·s增加到23200mPa·s。二者的注模液完全都可以在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)完成注模。小分子醇縮醛混合液通過(guò)水解平衡緩慢釋放甲醛，控制注模液中甲醛濃度，從而減緩其縮醛反應(yīng)速率。弱酸G是通過(guò)降低酸強(qiáng)度，減少注模液中質(zhì)子化甲醛C+H2OH中間態(tài)的形成，從而減

6、緩其縮醛反應(yīng)速率，達(dá)到對(duì)注模液粘度的良好控制。
　　(3)確定了無(wú)淀粉小孔PVA膠棉優(yōu)化配方小試制備工藝。采用小分子醇縮醛混合液為固化劑制備的小孔PVA膠棉產(chǎn)品表面出現(xiàn)破皮，而以弱酸G為催化劑小試工藝制備的無(wú)淀粉小孔PVA膠棉（固化溫度60℃、固化時(shí)間33 h）具有與捷順公司原淀粉工藝所得產(chǎn)品相當(dāng)?shù)男阅芎捅碛^形貌(硬度12N、吸水率975％、軟化時(shí)間140 s、干縮比9.7％、表觀密度66 kg/m3、抗拉強(qiáng)度0.35 MPa)。

7、
　　(4)完成了無(wú)淀粉小孔優(yōu)化配方中試放大實(shí)驗(yàn)。以弱酸G為催化劑的無(wú)淀粉小孔PVA膠棉優(yōu)化配方能夠有效控制注模液粘度變化，在注模過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了45個(gè)膠棉的100％注模。中試PVA膠棉產(chǎn)品同樣具有與捷順公司原淀粉工藝所得產(chǎn)品相當(dāng)?shù)男阅芎捅碛^形貌（硬度12.5 N、吸水率950％、軟化時(shí)間136 s、干縮比9.5％、表觀密度68.5 kg/m3、抗拉強(qiáng)度0.35 MPa）。目前公司正在進(jìn)行工業(yè)化大生產(chǎn)的設(shè)備定制，一旦設(shè)備到位，本中試工