聚乙烯醇前景依然乐观
□ 徐希洋
聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高聚物,性能介于塑料和橡胶之间,用途广泛。
PVA具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨耗性以及
经特殊处理后具有的耐水性,因而除了用于维纶纤维外,还被大量用于生产涂料、胶粘剂、纤维浆料、纸品加工剂、
乳化剂、分散剂等产品,应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、造纸等领域。
PVA不但能够溶于水,而且还能溶于含有羟基的极性溶液,具有较好的溶解性和粘度,它的水溶液透明,粘合
力好。PVA与淀粉、塑胶、合成树脂、纤维素的衍生物及各类表面活性剂均能相互混溶并且有较好的稳定性。PVA
形成的薄膜无色透明,具有良好的机械强度,表面光洁而不发粘,氢气、氧气、二氧化碳等气体透过率很低,耐溶
剂性好,透光性低,透湿率高,不带电、不吸尘,印刷好,可用于纤维、衣料包装。纺织浆料和织物整理也是PVA
的主要用途之一。
中国产能当状元
消费结构变化大
目前世界上已经有20多个国家和地区能够生产PVA,我国有13套生产装置,2004年总产能为55.1万t/a。
其中,有3套装置采用天然气乙炔和石油乙烯法,产能为13.5万t/a,占总产能的24.5%;其余10套装置采用电
石乙炔法,产能共计41.6万t/a,占总产能的75.5%。目前世界上PVA产能和产量最大的国家依次是中国、日本、
英国和朝鲜。日本出口量最大,北美和西欧是最大进口地区。
在消费结构上,各国的重点有所不同。美国在纺织浆料、胶粘剂方面消耗的PVA约占总消费量的50%;用于聚
合助剂、纸加工和涂料占21%~23%,并且比例还在上升。西欧地区在PVA缩甲醛、聚合助剂和纸加工方面消耗的
PVA占总消费量的65%~67%,用于纺织浆料和胶粘剂占27%~28%。日本PVA消耗的重点是维尼纶和胶粘剂,占总
消费量的48%~51%;用于纸加工、薄膜和纺织浆料占33%~36%,其中纺织浆料消耗量正在逐年下降。
我国是PVA生产大国,也是消费PVA最多的国家。在消费结构上,以前我国PVA主要用来生产维纶纤维,每年
耗用10万t以上,占PVA总消费量的73%。由于维纶本身具有染色不好、挺括性差、工艺路线长、成本较高等难
以克服的缺点,当其他合成纤维如涤纶、腈纶、丙纶开发出来并大规模投入生产后,由于它们成本较低,使用性能
接近或超过维纶,因此很快占领并取代了维纶市场,致使PVA生产和消费遭受重创。但是随着PVA非纤维用途的不
断开拓,其生产逐步得到恢复。近年,我国维纶纤维年产量从当初的10万余t下降到2万t左右,PVA非纤用量
上升到90%,彻底改变了PVA使用结构。
产品多元化 前景欣欣向荣
10年来,我国PVA产量以年均6.9%的速度增长,开发和生产的PVA品种也日趋多元化,随着国家积极财政政
策的持续实施,PVA需求向粘合剂、涂料等精细化工领域拓展,高粘度品种日益受到市场欢迎。北京奥运会等重大
活动也将显著推动PVA非纤产业应用的需求增长。
PVA所具有的无毒无害的环保性能,使其呈现良好的发展前景,其消费增长主要体现在高附加值产品上。在产
品表观和实际消费量持续增长的前提下,PVA未来几年将呈现内销和出口同步增加的态势,特别是出口市场还将进
一步扩大。PVA市场近年表现及预测详见表1。
由于PVA具有许多优异的物理和化学性能,其在实际生产中具有十分广泛的用途,并且近些年得到了长足的发
展,在各个新领域的应用开发如火如荼。
(1)用PVA制作的纸张表面施胶剂,可增强纸品表面强度和内部张力、耐破裂度、耐折和耐磨强度,改善纸
张的光泽及平滑性,提高纸张耐水性、耐油及耐有机溶剂性。
(2)用PVA制作的胶粘剂,具有不腐败变质、质量稳定等特点,可代替淀粉、水玻璃或与之并用。由于PVA
水溶液对纸的粘合力强,成膜性好,可代替价格昂贵、容易腐败的干酪素制作颜料胶粘剂,涂布纸的白度和光泽度
好,不易卷曲,成本低,因此在美术纸、工艺纸等高级纸方面有广泛的用途。用PVA可以制作不干胶,用于标签、
邮票、墙纸及包装带。PVA改性脲醛树脂和酚醛树脂可用来粘合人造板或复合板。
(3)利用PVA的水溶性和缩醛化反应所生成的热塑性高分子化合物,具有良好的防水防腐性和耐久性,涂层
遇水不膨胀、不脆化,是价格低廉、施工方便的建筑涂料,已经在建筑行业得到广泛使用。
(4)由于分子间的高粘着性,PVA具有良好的拉丝、成膜性,曾经奠定了PVA作为维纶纤维原料的地位。用
PVA制造的维纶纤维可与棉、毛、粘胶纤维混纺或纯纺,用于衣着及篷布、帘子线、绳索等生产,是石棉的理想代
用品。
(5)PVA还有一个重要特点,就是它的卫生性。美国、日本的许多研究机构曾对PVA进行了大量试验,证明
了它的无毒性。除了不宜作为内服药品或食品直接进入人体外,它与皮肤的接触完全无害,可以用于化妆品、食品
包装领域。
(6)除了以上这些成熟的应用之外,PVA新的用途正在不断开拓。例如人们对各种生物降解高分子材料进行
筛选研究之后的结果表明,在大品种合成高分子中,PVA是具有生物降解性能的材料。通过对PVA进行改性或加入
其他高分子材料后制出的医药器械、食品包装、办公用品及卫生材料等,能够在相应的条件下得到生物降解。
老树开新花 进军新领域
环保要求越来越高的大环境为PVA提供了更加广阔的发展空间。即使在传统的应用领域,人们对PVA的研究也
不断有新的发现。
曾经作为PVA最终产品的维纶常规纤维,因其使用上的缺陷以及价格劣势,在一度风光之后已经大幅度萎缩。
但是通过人们的努力所研制出的高强高模纤维、维纶水溶性纤维,又使维纶这棵老树开出新花。以PVA为主要原料
制得的高强高模纤维,是维纶纤维系列中的新品一族。它具有高强度、高模量、分散性好的优点,并且能够耐酸、
碱、盐,耐磨损、耐光照、耐腐蚀、防虫蛀,与水泥的亲和性较好,是水泥制品理想的增强防裂材料。另外由于高
强高模维纶还具有稳定的高温特性,因此它在要求十分严格的橡胶领域将占有重要地位。例如构成轮胎材料的强力
人造丝已经面临淘汰,高强高模维纶将完全有希望成为子午胎帘子线。高强高模维纶也以其高模量、高强度的独特
优势正在进入塑料增强材料领域。
水溶性纤维是维纶纤维系列中的另一支新秀。它具有水溶性、耐酸性、耐碱性、耐有机溶剂性以及良好的耐盐、
耐化学药品性,可以根据需要在不同的水温中得以溶解,其废液经活性污泥处理后,完全降解而无公害,是一种极
有应用前景、使用较广的环保材料。水溶性纤维主要作为造纸原料、无纺布原料、生产水溶性纱线或与其他纤维混
纺后织成高档纺织品,以及制作军工用品的纺织材料。
表1 我国PVA市场近年产销情况及预测 万t
项目 2003年 2005年 2010年
产能 45.0 58.0 60.5
产量 43.6 47.7 50.9
内销量 41.4 44.0 47.0
出口量 2.2 3.7 3.9
进口量 3.3 3.2 2.9
表观消费量 42.5 47.2 49.9
