聚乙烯醇(PVA)可由非石油路線工業化規模制備,綜合性能優良,具有作為新型塑料的潛質。但PVA多羥基強氫鍵特性使其熔點(226℃)與分解溫度(220-250℃)接近,難以熱塑加工,工業應用主要基于溶液法,僅能制備薄膜、纖維等低維制品或用作助、輔材料如粘結劑、分散劑、乳化劑等,限制了其應用。
針對PVA熱塑加工的世界性難題,本成果根據超分子科學原理,通過分子復合和增塑,破壞PVA自身分子內和分子間氫鍵,在分子水平上控制PVA的聚集態結構,限制其結晶,降低其熔點,得到PVA熱塑加工窗口,建立了如下PVA熱塑加工新技術:
熔融紡絲:通過熔融紡絲制備截面圓形或異形、結構均勻的PVA初生纖維,經多級拉伸、干燥、熱定型制備高性能PVA纖維;
熱塑成膜:采用新型增塑劑增塑PVA,通過吹塑成膜、雙向拉伸成膜或熱壓成膜制備力學性能和阻隔性能優異的PVA薄膜;
吹塑成型:采用中空吹塑成型獲得力學性和阻隔性能優異的PVA中空容器;
主要技術指標:
熔紡PVA纖維:強度≥10cN/dtex,單纖纖度5-650dtex,模量≥300dtex;
PVA吹塑薄膜:拉伸強度≥40MPa(干態);
PVA中空容器:力學性能>30MPa,對汽油阻隔性是PP、HDPE、PET的數十倍,維卡軟化點>100℃,可以滿足熱灌裝和高溫消毒需要;
PVA泡沫材料:具強極性,具有板材、片材、薄膜、珠粒、塊體等多種形態,作為重金屬粒子和有機污染物的吸附、過濾分離材料使用時具有快速吸附、易解吸附和可反復沖洗的特點。
應用領域及市場需求分析:
與PVA傳統濕法加工相比,PVA熱塑加工具有簡單、高效、經濟、環保的特點,是PVA加工方法的重要突破,極大拓廣了PVA引用領域。
高性能PVA纖維可用作混凝土抗裂材料、水泥增強材料、輪胎簾子線、產業用布、高性能繩索、水產養殖用網以及塑料、橡膠增強材料等;
PVA薄膜可用于食品保鮮膜、包裝膜等;
PVA中空容器可用于農藥、烴類溶劑包裝等;
PVA泡沫可用于包裝、生物醫用、蓄冷保鮮、廢水處理等領域。
材料科學,生物醫用 500萬以上
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材料科學 面議
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