[发明专利]一种聚乙烯醇的纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯醇的纯化方法，特别适用于碱法催化聚醋酸乙烯酯制得的聚乙烯醇的纯化方法。

背景技术

由于聚乙烯醇(以下称PVA)无毒无害，具有很好的水溶性和较好的生物相容性，在医药和生活等领域有着很多特殊的用途，国内外对聚乙烯醇的需求量都很大(UhrichK E，Canizarro S M，et al.Polymeric systems for control drug release[J].ChemRev，1999，99：3181-3198)。聚乙烯醇主要通过酸法或碱法水解聚醋酸乙烯酯得到。其中，酸法水解由于存在很多缺点，如反应速度慢、易腐蚀设备、产品容易着色等，在工业生产中较少采用；以氢氧化钠NaOH为催化剂的碱法水解聚醋酸乙烯酯制备聚乙烯醇的方法具有工艺简单、过程安全、可连续高效生产等优点，被广泛应用在工业生产中。然而，传统的碱催化工艺，由于催化剂的种类以及无法避免的副反应等因素的存在，最终产品聚乙烯醇中会含有一定量的醋酸钠和少量的催化剂NaOH，这部分残留物使产品聚乙烯醇纯度降低，影响聚乙烯醇的性能和使用范围。提高聚乙烯醇纯度可以有效提高聚乙烯醇品质，拓展聚乙烯醇的应用范围。

目前，降低PVA产品中无机物含量、提高聚乙烯醇纯度的方法主要有以下几种：

1、以氨水为催化剂(Steffenssen Otto，Johnsen Henry，Johnsen Reidar，Processfor the production of polyvinyl alcohol[P]，DE948087，1956)制备无灰分聚乙烯醇。由于氨的碱性很弱，很难催化水解聚醋酸乙烯酯。因此，氨法水解只能用于较易水解的聚乙烯酯，如聚一氯乙酸乙烯酯、聚二氯乙酸乙烯酯以及聚甲酸乙烯酯等，不能用于催化聚醋酸乙烯酯，不具备工业化的意义。

2、以有机碱为催化剂(Griffith Bowen，Alcoholysis of polyvinyl esters[P]，US2464290，1949)制备高纯度白色聚乙烯醇。通常有机碱具有较高的毒性和易爆性，且制备复杂，存在较大的安全隐患，因此限制了该方法的工业化应用。

3、采用氢氧化钾KOH催化(李升基著，冯宝胜译，维尼纶[M]，北京：纺织工业出版社，p249，1986)。由于KOH的催化效率高于NaOH，且副产物醋酸钾(CH₃COOK)在甲醇中的溶解度比醋酸钠(CH₃COONa)在甲醇中的溶解度大，因此，使用KOH应该有利于从制得的PVA中除去醋酸盐，从而得到较高纯度的聚乙烯醇。但实际上由于KOH的用量不能无限减少以及KOH的分子量要大于NaOH的分子量(等碱摩尔比醋酸盐残留的条件下，使用KOH作催化剂灰分要高)，单纯使用KOH替代NaOH并不能很有效地制备出纯度很高的聚乙烯醇产品。

4、离子交换去除聚乙烯醇中的无机盐(Paul Halbig，Paul Wicht，Preparation ofpolyvinyl alcohol[P]，US2940948，1960；Hayes Richard A，Removal of base residuesfrom poly(vinyl alcohol)reaction-slurries[P]，US5425879，1995)。这种方法能够在不改变前期制备工艺的条件下很有效地制备高纯度的PVA产品，但在进行离子交换时，必须先把PVA溶解(或部分溶解)在水中，待去除金属离子后，还要将溶解的PVA重新沉淀出来，能耗很高，工艺复杂，成本增加显著，因此在工业应用中有一定的困难。

此外，以上所述方法通常需要对比较成熟完善的工业化制备PVA工艺做出较大调整，在实际应用中具有很大的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单的，能有效去除其中残留无机物的聚乙烯醇的纯化方法。它不用改变聚乙烯醇的制备工艺，而通过对所制得的聚乙烯醇进行后处理就能达到降低聚乙烯醇灰分的效果。

本发明的目的是这样实现的：一种聚乙烯醇的纯化方法，特别是对于碱法催化聚醋酸乙烯酯制得的聚乙烯醇，降低其灰分的纯化方法，它采用聚乙烯醇在其中不溶或不易溶而聚乙烯醇中残留物在其中溶解度大的作为溶剂，对聚乙烯醇进行纯化处理。

上述溶剂选用聚醋酸乙烯酯水解制备聚乙醇工艺中所采用的溶剂或产物。

上述溶剂选用甲醇、水、乙酸乙酯中的至少一种；尤其选择甲醇和水的混合溶剂为佳。

上述纯化处理的温度为30℃～60℃，通常处理10～60分钟即可。