[发明专利]一种去除聚乙烯醇水溶液中杂质离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除聚乙烯醇(PVA)水溶液中杂质离子的方法。

背景技术

聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高聚合物，性能介于塑料和橡胶之间，用途相当广泛。由于聚乙烯醇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，以及经特殊处理具有的耐水性，因此除了作维纶纤维外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、纤维浆料、纸品加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品。

PVA自身含有NaAc、MeOAc和MeOH等杂质，PVA溶解后其水溶液实际是一种含有Na⁺、Cl^-、Ac^-、CO₃^2-等有机和无机离子的混合体。当PVA溶液用于生产PVA光学膜时，这些离子存在会吸收或反射光线，例如Na⁺的存在会反射黄光，造成产品发黄。此外杂质离子的存在对PVA溶液的其他用途也会造成一定的影响。因此，PVA水溶液中这些离子存在越少，PVA溶液制成品的产品质量就越高，在用作生产PVA膜时，制成的PVA薄膜色泽、亮度及光透性等技术指标则越好，产品质量越高。

发明内容

本发明旨在提供一种去除聚乙烯醇水溶液中杂质离子的方法，以期可以有效去除聚乙烯醇水溶液中的杂质离子。

本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

本发明去除聚乙烯醇水溶液中杂质离子的方法，其特征在于：以D113-ⅢFC阳离子交换树脂和IRA-93阴离子交换树脂作为提纯介质，利用萃取和离子吸附原理，将PVA水溶液在抽屉式过滤器正压操作下，利用齿轮泵提供的压力将PVA水溶液缓慢通过D113-ⅢFC阳离子交换树脂和IRA-93阴离子交换树脂，使杂质离子被树脂吸附，从而达到去除杂质离子提纯PVA水溶液的目的。

由于本发明选用的阳离子交换树和阴离子交换树脂均为弱碱性，对PVA溶液不会有影响。本发明的具体原理如下：

离子交换树脂的原理在于离子交换剂对于某些离子显示优先活性的性质，是一种凝胶型离子交换树脂，其内部的网状结构中有无数四通八达的孔道，孔道里面充满了水分子，在孔道的一定部位上分布着可提供交换离子的交换基团。当PVA溶液中的Ac^-、Na⁺、CO₃^2-等离子扩散到树脂的孔道中时，由于该树脂对Na⁺和Ac^-及CO₃^2-等离子选择性强，所以进入树脂孔道中的这几种离子发生快速的交换反应，Na⁺、Ac^-以及CO₃^2-等杂质离子被固定到树脂交换基团上面，被交换下来的PVA离子向树脂的孔道中扩散，最终扩散到水中。

具体实施方案

1、配置溶液

采用不锈钢溶解槽，双翼螺旋桨型的搅拌机。在溶解槽中加入一部分25℃纯水，然后缓慢加入PVA70袋(1.75吨)，同时继续加入25℃纯水5m³，开搅拌机，搅拌机频率设置为60-80转/分，搅拌10-15分后开始加热。加热方式采用蒸汽夹套加热，蒸汽表压1-1.5公斤/厘米²，将PVA溶液温度加热至65-70℃至完全溶解，溶解后的PVA水溶液呈胶体状。

2、过滤

采用抽屉式过滤器，过滤器滤板采用储存离子交换树脂的滤板，离子交换树脂厚度为5cm，板间距离为15cm，单台过滤器设置5块过滤板，过滤器采用正压操作，选用0.4MPa齿轮泵提供流体压力(如果处理浓度较低、粘度较小的PVA溶液时，也可以用离心泵)。将上述溶液通过DN50加料管加入过滤器中，设置流量为800L/h，依次通过1^#D113-ⅢFC阳离子交换树脂过滤器和2^#IRA-93阴离子交换树脂，部分溢出浆液返回加料处继续进入过滤器处理，过滤器滤板要每月定期更换。经过处理后的PVA水溶液由齿轮泵送至中间储槽由PVA膜生产工序处理。

3、处理后的PVA溶液

经此方法处理后的PVA水溶液，杂质离子去除率达到99％，PVA溶液纯度达到99％，完全符合膜用PVA溶液的纯度要求，同时对于其他不同用途和不同浓度PVA溶液的纯度要求也完全符合。