聚乙烯醇水溶性纤维的应用

1931年德国瓦克( Wacker )公司生产出了水溶性 聚乙烯醇（PVA） 纤维,当时主要用于手术缝合线。在第二次世界大战中,美国用 PVA 纤维制成敷设水雷用的降落伞,这是最早的水溶性纤维。当时重点以开发耐热水性的、用于纺织材料的 PVA 纤维为主。后来由于造纸业的发展和新型原料开发的需要, PVA 水溶性这一特点又被人们重新认识,并于1960年将其切成超短纤维用作造纸原料,同时实现了 PVA 水溶性纤维的工业化生产。20世纪60~70年代日本可乐丽公司和维尼纶公司对 PVA 水溶性纤维的原料、生产方法、生产工艺以及应用开发方面进行了大量研究。最初可乐丽公司以湿法纺丝为主,制成了商品名称为“VPB”的 PVA 水溶性纤维,主要用于造纸、非织造布、纺织等领域;维尼纶公司主要以干法纺丝为主,制成了商品名称为“ SOLBULON ”的各种水溶温度的 PVA 纤维,主要用于纺织、刺绣基布等方面。此外半熔融纺丝、有机溶剂冷冻凝胶纺丝和醇解直接成纤法生产 PVA 水溶性纤维的研究在日本也很活跃。近一二十年 PVA 水溶性纤维在日本得到了较快发展,其产量已占 PVA 纤维的40%以上。现在我国可以生产溶解温度为40~90℃的各种水溶性聚乙烯醇纤维品种供应国内外市场。

在纺织工业中的应用

①在毛纺业中的应用

采用10%~20%的水溶性 PVA 纤维毛条与羊毛混合并纺纱,制成织物,然后在染整阶段把水溶性纤维去除,可使羊毛支数提高20%左右,从而得到质轻、柔软、蓬松、悬垂性和伸缩性良好的毛织物。

②在棉纺业中的应用

PVA 水溶性纤维和棉花混纺成纱后,采用针织或机织制成坯布,在后处理中将 PVA 水溶性纤维除去,可以得到具有薄、软、爽的纺绸风格和吸湿透气、穿着舒适等优异服用性能。与传统纺织采用新疆长绒棉、进口埃及棉为原料,辅以精良的细纱设备和严格合理的工艺条件才能纺制高支纱相比,大大降低了生产成本,并提高了产品质量。用水溶性纤维为皮、棉纤维为芯的包芯纱制成毛巾后,再用热水处理去掉水溶性纤维,这种方法生产的无捻绒毛毛巾具有手感丰满、柔和、高吸水性等特点,这种毛巾还具有不割绒但微微发光的特点,目测和手感像丝绒毛巾一样,是一种高档毛巾。

③PVA 水溶长丝的应用

PVA 水溶长丝可在5~100℃的水中溶解,具有理想的水溶温度,较高的强度,良好的耐酸碱、耐干热性能。将 PVA 水溶长丝代替普通纱织在两个要分离的短袜之间,取消自动分离机或剪子分离短袜的工序。水溶性纤维用于织物经纱上浆,具有上浆均匀、化学结构稳定、耐腐蚀性好、工艺简单易行等优点。用 PVA 水溶长丝作纬纱织造后在热水中溶去纬纱,制成无纬毛毯。水溶性非织造布可以作为服装行业绣花的基布,加工完后在热水中处理掉非织造布,即可得到镂空、立体感的绣品。

④在军事方面的应用

水面布雷封锁港口或航道,空投特工人员等用的水溶性降落伞,核潜艇操作人员的防护工作服等都要用水溶性纤维来制作。

在造纸工业中的应用

目前我国造纸工业面临两个主要困难,一是由于麦秆矮化、芦苇退化,造成该类纸浆品质大幅度下降;二是随着人们环保意识的加强,废纸回用率越来越高,但废纸浆的品质较低,如何保证纸品质量又降低成本,成了困扰造纸厂的难题。在纸张中加入适量 PVA 水溶性纤维能明显提高纸张强度、耐破损度、耐折度、撕裂度及表面印刷强度。其增强机理是 PVA 水溶性纤维大分子上具有大量羟基,能与纸浆纤维形成大量氢键结合力,在纸张干燥时能溶解成半溶状黏结纤维,水溶性纤维强度远大于纸浆纤维强度,因此,能大幅度提高纸张的强度。