答:聚乙烯醇是维纶纤维的原料,乙烯醇不稳定,无法游离存在,将迅速异构成乙醛。因此,聚乙烯醇只能由聚醋酸乙烯酯经醇解(水解)来制备。维纶纤维的生产由聚醋酸乙烯酯的制备、醇解,聚乙烯醇的纺丝拉伸、缩醛等工序组成。其反应过程分为:①醋酸乙烯酯聚合成聚醋酸乙烯酯;②聚醋酸乙烯酯醇解;③聚乙烯醇的纺丝拉伸;④聚乙烯醇缩醛化。反应式如下所示。
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维纶纤维的生产过程中各反应的要点和关键如下所述。
(1)醋酸乙烯酯聚合成聚醋酸乙烯酯反应采用溶液聚合,选用甲醇作溶剂,以偶氮二异丁腈作引发剂,在回流条件下(65°C)聚合,转化率控制在60%左右,过高将引起支链化。产物聚合度约1700~2000。
(2)聚醋酸乙烯酯醇解在酸或碱的催化下,聚醋酸乙烯酯可用甲醇醇解成聚乙烯醇,即醋酸根被羟基所取代,在醇解过程中,并非全部醋酸根都转变成羟基,转变的摩尔分数(%)称作醇解度(DH),纤维用聚乙烯醇要求DH>99%。
(3)聚乙烯醇的纺丝拉伸聚乙烯醇配成热水溶液,经纺丝、拉伸,即成部分结晶的纤维。晶区虽不溶于热水,但无定形区却亲水,能溶胀。
(4)聚乙烯醇缩醛化以酸作催化剂,进一步与醛(一般用甲醛)反应,使缩醛化。分子间缩醛,形成交联;分子内缩醛,将形成六元环。由于概率效应,缩醛化并不完全,尚有孤立羟基存在。但适当缩醛化后,就足以降低其亲水性。