Luận án Công nghệ biến tính keo UF (Urea Formaldehyde) bằng PVA (Polyvinyl Alcohol) dùng để sản xuất ván dán

 
tốc độ trùng ngưng sẽ bị giảm. Khi cho lượng Formaldehyde nhiều, tuy có thể hình 
thành lượng rượu dimetylol urea tương đối nhiều, nhưng rượu trimetylolure tương 
đối khó hình thành trừ khi tỷ lệ mol quá cao. Tuy nhiên nếu tỷ lệ formaldehyde cao, 
do nồng độ của formaldehyde thường là 37%, nên kèm theo nước 63%, làm nồng độ 
chất phản ứng giảm, cơ hội cho các phân tử va chạm vào nhau giảm, làm cho tốc độ 
trùng ngưng keo giảm. Do vậy có thể thấy, lượng formaldehyde nhiều, phản ứng dễ 
khống chế. 
Vì vậy trong quá trình tổng hợp keo, người ta thường cho urea thành nhiều lần, 
làm cho lượng formaldehyde trong nồi phản ứng nhiều, khi đó quá trình trùng ngưng 
và thao tác được an toàn. 
3.3.1.3. Ảnh hưởng đến tính năng sử dụng của keo 
Khi cho lượng nguyên liệu nhất định, tỷ lệ mol ảnh hưởng đến tính năng sử 
dụng keo. Người ta gọi UF có tỷ lệ mol F:U lớn đến 1,7 là keo có tỷ lệ mol cao. Về 
ngoại quan, là dung dịch trong suốt, khi cho chất đóng rắn keo có thể đóng rắn ở nhiệt 
độ thường. Tỷ lệ mol F:U của keo thấp hơn 1,7 gọi là keo tỷ lệ mol thấp, keo có màu 
trắng sữa hoặc vàng nhạt. Khi sử dụng phải cho thêm chất đóng rắn và keo đóng rắn 
ở nhiệt độ cao. 
Keo có tỷ lệ mol cao, lượng formaldehyde tự do sẽ tăng lên, trimetylol urea khó 
hình thành. Tốc độ đóng rắn tương đối nhanh. NH4Cl và formaldehyde tự do phản 
ứng tạo thành muối axit tương đối nhiều, làm cho độ pH của dung dịch keo giảm 
nhanh, vì vậy làm tốc độ đóng rắn tăng nhanh, cùng lúc làm cho thời gian sống của 
48 
dung dịch keo giảm. Tuy nhiên, do sự tồn tại của formaldehyde tự do trong keo làm 
ngăn cản quá trình tiếp tục trùng ngưng của keo, dẫn đến thời gian cất giữ dài. 
Khi tỷ lệ mol nguyên liệu cao, sẽ hình thành nhiều dimetylolure, hàm lượng 
nhóm (=CH2) cao, độ đồng đều của các phân tử cao. Vì vậy, cường độ dán dính tốt, 
nhưng khi lượng formaldehyde quá lớn (N > 2,4), tính chịu nước của sản phẩm bị 
giảm xuống, nguyên nhân là do trong keo còn một lượng lớn nhóm (=CH2) thân nước. 
Sau khi keo đóng rắn, nhóm này không ngừng hút nước làm cho chất lượng mối dán 
bị giảm. Vì vậy, thông thường tỷ lệ mol F:U không nên vượt quá 2,7 (N ≤ 2,7). Tỷ lệ 
mol quá thấp, tuy formaldehyde tự do thấp nhưng khó hình thành các cầu nối giữa 
các methylolurea nên khối lượng phân tử keo thấp, cường độ dán dính kém. 
Tỷ lệ mol khi định lượng và số lần cho urea trong quá trình trùng ngưng keo 
cũng ảnh hưởng đến tính năng của keo. Thông thường, người ta quan tâm đến tỷ lệ 
mol tổng giữa urea và formaldehyde. Tuy nhiên lượng urea đưa vào mỗi lần và số lần 
đưa vào thực chất là làm thay đổi tỷ lệ mol trong các giai đoạn phản ứng của quá 
trình trùng ngưng. Nó là nhân tố quan trọng quyết định đến các tính chất dung dịch 
keo như cường độ dán dính, thời gian bảo quản... 
Cùng một lượng urea, nếu phân nhiều lần tham gia phản ứng, có thể làm cho 
formaldehyde tự do giảm một cách rõ rệt, bởi vì phản ứng cộng là phản ứng thuận 
nghịch, mỗi lần thêm urea, đều làm tăng xu thế xảy ra phản ứng thuận, hạn chế phản 
ứng nghịch, đồng thời phản ứng cộng được thực hiện trong điều kiện tỷ lệ mol cao 
sẽ thuận lợi cho phản ứng tạo ra dimetylol urea, qua đó lượng formaldehyde tự do 
thấp và cải thiện chất lượng của keo, như kéo dài thời gian sử dụng và tính ổn định 
của keo. Việc xác định lượng urea cho vào và số lần cho ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ 
lệ mol, giá trị pH trong các giai đoạn của quá trình trùng ngưng. Tỷ lệ mol tương đối 
cao, keo càng trong suốt, tính ổn định càng cao. Thay đổi tỷ lệ mol của giai đoạn tính 
axit, có thể thay đổi ngoại quan và tính ổn định của keo; khi tỷ lệ mol bằng 1,2 cũng 
có thể tạo ra keo ổn định. Nhưng cần chú ý là thời kỳ sau (lần thứ 3) nếu cho urea 
quá nhiều, vượt quá 25% tổng lượng urea, sẽ hình thành metylol urea và urea tự do 
49 
với lượng lớn, làm cho cường độ dán dính giảm. Vì vậy, tỷ lệ mol giai đoạn tính axit 
cần khống chế ở mức 1,6 - 2,0 là tốt nhất. 
3.3.2. Độ pH môi trường phản ứng 
Độ pH của chất lỏng là trị số âm logarit thập phân của nồng độ ion H+ trong 
dung dịch. Độ pH đặc trưng cho tính axit hoặc bazơ của dung dịch, khi trị số pH bằng 
7, dung dịch là trung tính; khi trị số pH lớn hơn 7 dung dịch có tính bazơ. 
3.3.2.1. Ảnh hưởng của độ pH đến sự hình thành kết cấu của keo 
Chỉ số pH ảnh hưởng đến thời gian phản ứng cũng như kết cấu của keo. Trong 
môi trường kiềm, phản ứng cộng chiếm ưu thế, khi đó phản ứng ưu tiên tạo các 
methylolurea. Nếu giai đoạn này, phản ứng xảy ra thuận lợi và triệt để thì rất có lợi 
cho giai đoạn tiếp theo – khi mà phản ứng trùng ngưng xảy ra, sẽ làm tăng chiều dài 
mạch phân tử cũng như tạo các liên kết ngang thông qua các cầu nối (−CH2−) và 
(CH2−O−CH2−). 
3.3.2.2. Ảnh hưởng của độ pH đến giai đoạn trùng ngưng 
Nếu trong môi trường có tính axit mạnh (khi pH < 3), NH2CONH2 có thể 
chuyển biến thành (H2N-CO-NH-CH2-NH-CO-NH2), là chất dạng bột màu trắng, 
kết tủa, không tan, không có khả năng dán dính. Như thế làm giảm cường độ dán 
dính của keo UF và hiệu suất keo thu được; ngoài ra, độ pH quá thấp, làm cho tốc 
độ phản ứng trùng ngưng quá nhanh, độ nhớt tăng cao, cũng dễ làm cho số 
monome trong một phân tử keo lớn, khi đó thời gian cất giữ ngắn, khả năng dàn 
trải kém, lớp keo dày - mỏng không đồng đều từ đó làm cho cường độ dán dính 
giảm. Nguy hiểm hơn là với tốc độ phản ứng quá nhanh, không thể khống chế 
được, keo rất nhanh đóng rắn ngay trong nồi phản ứng, làm cho cả nồi keo thành 
phế phẩm, cần dùng rất nhiều nhân lực và sức lực để lấy keo đóng rắn ra. Vì vậy, 
thông thường không sử dụng điều kiện tính axit mạnh để sản xuất keo UF. Mặt 
khác, điều kiện bazơ mạnh (pH > 8,5) có thể làm cho tốc độ phản ứng chậm lại và 
làm cho phản ứng tách nước của NH2CONH2 tăng nhanh. Ở giai đoạn trùng ngưng 
độ pH tương đối cao (pH > 5,5), vẫn có thể tạo thành độ nhớt giả. 
50 
Do đó có thể thấy, trong quá trình sản xuất keo UF, khống chế giá trị pH của 
dung dịch phản ứng là vấn đề có tính then chốt. Thông thường quá trình trùng ngưng 
keo nên khống chế giá trị pH từ 4,6 đến 5,5. Để khống chế độ pH, thường dùng các 
chất HCOOH hoặc NH4Cl. 
3.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng 
3.3.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng 
Khi các điều kiện phản ứng khác cố định thì nhiệt độ phản ứng và tốc độ phản 
ứng có quan hệ tỷ lệ thuận với nhau, nhiệt độ phản ứng càng cao thì phản ứng càng 
nhanh, vì các phân tử khi ở nhiệt độ cao, mức độ chuyển động trong dung dịch cao 
hơn, do đó cơ hội va chạm và phản ứng với nhau nhiều hơn. 
Ở giai đoạn phản ứng cộng nếu nhiệt độ quá cao, cộng với sự tỏa nhiệt khi 
formaldehyde và urea phản ứng với nhau, dễ tạo thành keo sôi và trào ra khỏi nồi 
phản ứng; ở giai đoạn trùng ngưng, đặc biệt là trùng ngưng dưới điều kiện tính axit, 
ảnh hưởng tăng gấp đôi dễ tạo thành các polyme có phân tử lượng quá cao và không 
đều, lượng formaldehyde tự do cao, độ nhớt của dung dịch cũng tăng lên rất nhanh. 
Khi tốc độ phản ứng đạt đến mức không thể khống chế, thì khả năng keo đóng rắn 
ngay trong quá trình trùng ngưng sẽ xảy ra. Đây là sự cố thường gặp khi trùng ngưng 
keo ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ trùng ngưng keo quá thấp, khi đó thời gian phản ứng 
kéo dài, mức độ trùng ngưng thấp, số monome trong phân tử keo nhỏ, keo có phân 
tử lượng nhỏ, làm cho keo có cường độ dán dính thấp. Đặc biệt chú ý, khi nhiệt độ 
phản ứng nhỏ hơn 80oC và trong giai đoạn trùng ngưng dùng NH4Cl làm chất xúc 
tác, do nhiệt độ thấp, tốc độ phân giải NH4Cl chậm, độ pH khó xác định, đến lúc sau 
khi nhiệt độ tăng cao, độ pH giảm nhanh, là cho tốc độ phản ứng quá nhanh, khó có 
thể khống chế, dễ tạo thành dung dịch keo có độ nhớt quá lớn hoặc keo đóng rắn ngay 
trong nồi phản ứng. 
Keo đóng rắn ngay trong nồi phản ứng là hiện tượng chỉ dung dịch phản ứng 
trong nồi đóng rắn ngay trong quá trình trùng ngưng. Nhiệt độ không phải là yếu tố 
ảnh hưởng duy nhất, mà còn ảnh hưởng của loại, lượng chất xúc tác cũng như giá trị 
pH tại các thời điểm phản ứng phối hợp với nhau mà ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng 
51 
và mức độ trùng ngưng keo. Vì vậy, cần tổng hợp xét ảnh hưởng của nhân tố này. Ví 
dụ, trong quá trình trùng ngưng, khi hòa tan urea là quá trình thu nhiệt, khi urea và 
formaldehyde thực hiện phản ứng cộng là phản ứng tỏa nhiệt, đây là một đặc điểm 
quan trọng của quá trình trùng ngưng keo. Khi bắt đầu cho dung dịch phản ứng tăng 
nhiệt đến khoảng 50oC thì dừng lại, bởi vì nhiệt sinh ra trong quá trình phản ứng làm 
cho dung dịch phản ứng tự tăng nhiệt đến khoảng 90oC, khi phản ứng tỏa nhiệt xong, 
lại khống chế nhiệt độ đến nhiệt độ công nghệ yêu cầu để phản ứng trùng ngưng được 
thuận lợi. 
3.3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng 
Thời gian phản ứng ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ trùng ngưng và tính năng 
sử dụng của keo. Thời gian phản ứng quá ngắn, trùng ngưng không hoàn toàn, hàm 
lượng khô thấp, độ nhớt nhỏ, hàm lượng formaldehyde tự do cao, cường độ dán dính 
thấp, trong quá trình lưu trữ keo dễ bị phân lớp, xuất hiện hiện tượng độ nhớt giả. 
Ngược lại, giai đoạn phản ứng trùng ngưng nếu thời gian phản ứng quá dài, phân tử 
lượng và độ nhớt quá cao, tính tan trong nước của keo giảm, thời gian cất giữ trở nên 
ngắn. Trong quá trình sản xuất keo UF, khống chế thời gian phản ứng là dựa vào việc 
xác định điểm cuối của phản ứng để khống chế, cũng chính là khống chế phân tử 
lượng của keo. Xác định điểm cuối của phản ứng có một số phương pháp như sau: 
- Phương pháp xác định theo độ nhớt: Trong sản xuất thường dùng bọt khí độ 
nhớt kế, thường gọi là phương pháp đổ bong bóng. 
- Phương pháp xác định tính tan trong nước: phương pháp điểm vẩn đục, 
phương pháp nhiệt độ vẩn đục 
Keo UF được dùng phổ biến trong chế biến lâm sản, tuy nhiên với mỗi yêu cầu 
về điều kiện dán ép và môi trường sử dụng khác nhau, yêu cầu về hàm lượng khô, độ 
nhớt, cường độ dán dính, thời gian sống, thời gian bảo quản... khác nhau, do đó người 
ta khống chế điểm cuối của quá trình trùng ngưng để tạo sản phẩm có chất lượng như 
mong muốn. 
3.3.4. Ảnh hưởng của nguyên liệu 
52 
Tạp chất trong urea thường có C2H5N3O2, NH4+ tự do, muối sulfate, trong đó 
ảnh hưởng của muối sulfate là lớn nhất. Trong formaldehyde tạp chất chủ yếu là 
CH3OH, H3COOH, sắt dạng ion; ảnh hưởng rõ nhất là sắt dạng ion. 
3.3.4.1. Ảnh hưởng của urea: Hàm lượng muối sulfate, hàm lượng NH4+ tự do và hàm 
lượng của C2H5N3O2. 
Hàm lượng muối sulfate: Tiêu chuẩn quy định hàm lượng muối sulfate nhỏ hơn 
0,01%. Muối sulfate trong urea bình thường do hình thức tồn tại của (NH4)2SO4, 
(NH4)2SO4 với Formaldehyde phản ứng với nhau: 
2(NH4)2SO4 + 6CH2O → (CH2)6N4 + 2H2SO4 + 6H2O 
Do đó, bất luận trong khi tăng nhiệt hay trong quá trình trùng ngưng, hàm lượng 
(NH4)2SO4 trong urea càng cao, giá trị giới hạn của độ pH môi trường phản ứng giảm 
xuống càng thấp; phản ứng cũng có tỏa nhiệt. Vì vậy, trong giai đoạn phản ứng cộng 
làm cho dung dịch phản ứng trong thời kỳ sớm nhất mất đi tính trong suốt rắn có hình 
thành lên màu trắng sữa, hình thành lên chất cặn (H2N-CO-NH-CH2-NH-CO-NH2) 
không tan trong nước, từ đó không thể tiếp tục tổng hợp, vì nó đã mất đi năng lực 
phản ứng. 
Hàm lượng muối sulfate trong urea cũng ảnh hưởng đến cường độ dán dính và 
thời gian bảo quản, khi hàm lượng muối sulfate lớn hơn 0,02%, sau khi tổng hợp 24 
giờ, cường độ dán dính bắt đầu giảm. 
Khi sử dụng urea có hàm lượng muối sulfate cao, ban đầu điều chỉnh độ pH của 
formaldehyde tăng cao lên (pH > 12) sau khi cho vào urea, trước khi tăng nhiệt, cần 
phải xác định độ pH và phải điều chỉnh trong phạm vi quy định, sau đó mới dần dần 
tăng nhiệt. Nếu đã hình thành chất cặn (H2N-CO-NH-CH2-NH-CO-NH2) không tan 
trong nước có thể dùng phương pháp dưới đây để H2N-CO-NH-CH2-NH-CO-NH2) 
tạo thành (NH2-CO-NH2), bởi vì (H2N-CO-NH-CH2-NH-CO-NH2) trong môi trường 
axit mạnh và formaldehyde quá nhiều có thể hình thành NH2CONH2, vì vậy dùng 
một phần dung dịch (H2N-CO-NH-CH2-NH-CO-NH2) cho 2 - 3 phần formaldehyde, 
tăng nhiệt độ đến 40oC, dùng axit mạnh (HCl hoặc H3PO4) điều chỉnh độ pH xuống 
2 đến 3, lại tăng nhiệt đến khoảng 80oC; giữ nhiệt, khuấy đều dung dịch trong 1 giờ 
53 
thì có thể sạch hết, lại dùng dung dịch NaOH điều chỉnh độ pH đến 7 - 8, sau khi làm 
lạnh và sử dụng. Lúc chế keo, căn cứ vào urea của công thúc phối chế, lượng 
formaldehyde cho vào và thời gian lượng formaldehyde chuyển hóa, căn cứ vào tỷ lệ 
mol của công thức phối chế hoặc cao hơn một ít tính toán (bởi vì trong phản ứng một 
phần formaldehyde bị mất đi) thêm vào phần urea không đủ, sau đó căn cứ vào công 
nghệ sản xuất keo tiến hành thao tác, keo điều chế thông qua các hạng mục tiêu chuẩn 
kỹ thuật phân tích hóa học đều phù hợp yêu cầu, dùng với sản xuất ván dán, cường độ 
vật lí của ván phù hợp với tiêu chuẩn chất lượng. 
Khi công nghệ sử dụng hai lần hoặc 3 lần cho urea, tốt nhất không nên dùng 
urea có hàm lượng muối sulfate quá cao, bởi vì cho hai lần urea độ pH bình thường 
là 6,0 - 6,5 nhiệt độ khoảng 90oC. Sau khi cho loại urea này, độ pH giảm rất nhanh, 
cùng với phản ứng tỏa nhiệt, rất dễ làm cho dung dịch keo bị trào lên, ảnh hưởng đến 
chất lượng keo hoặc sự cố con người. Nếu gặp trường hợp này, nên lập tức giảm 
nhiệt, điều chỉnh độ pH về trung tính, sau đó xác định độ pH, nếu chưa đến điểm cuối 
phản ứng vẫn có thể tiếp tục chế keo, nếu đã vượt qua điểm cuối, nên làm lạnh keo 
rồi đổ ra. Công nghệ cho 3 lần urea, cũng không cần sử dụng loại keo urea này, bởi 
vì lúc này keo căn bản là kết cấu phân tử dạng sợi, cho loại urea này dễ làm cho độ 
pH giảm mà tạo thành đông keo, nếu xuất hiện tình trạng này, nên lập tức cho bazơ 
trung hòa, đồng thời cho vào một phần dung dịch Formaldehyde (10% - 20% keo), 
bởi vì formaldehyde có khả năng làm chất tan, làm cho đại phân tử bị đứt liên kết, 
phòng tránh được keo đóng rắn trong nồi phản ứng. 
Hàm lượng NH3 tự do: Tiêu chuẩn quy định hàm lượng NH3 tự do nhỏ hơn 
0,03%. Trong khi sản xuất urea, phản ứng không hoàn toàn, hàm lượng NH3 tự do sẽ 
cao, với kinh nghiệm, người ta sử dụng khứu giác có thể phán đoán. Hàm lượng NH3 
tự do cao, làm cho độ pH thời kỳ đầu tạo rượu tăng cao, đồng thời cũng sẽ làm cho 
độ pH của giai đoạn tạo keo bị tăng lên khi cho thêm urea, và cùng với kéo dài thời 
gian bảo quản là giảm cường độ dán dính và tính chống oxy hóa. 
54 
Hàm lượng C2H5N3O2: Tiêu chuẩn quy định hàm lượng C2H5N3O2 nhỏ hơn 
0,8%. C2H5N3O2 là trong quá trình chế tạo urea, ở nhiệt độ cao hai phân tử Urea mất 
đi một phân tử NH3 mà thành. Phương trình phản ứng như sau: 
CO(NH2)2 + CO(NH2)2 → NH(CONH2)2+ NH3↑ 
Khi hàm lượng C2H5N3O2 nhỏ hơn 0,8%, tính chất căn bản khác là không ảnh 
hưởng, nếu vượt quá phạm vi này, hàm lượng ete trong thời gian cất giữ keo giảm rõ 
ràng, tính ổn định của keo trong thời gian bảo quản kém. 
3.3.4.2. Ảnh hưởng của formaldehyde: gồm hàm lượng sắt, hàm lượng CH3OH 
Hàm lượng sắt: Sắt phân ly trong formaldehyde, chủ yếu là do dụng cụ cất giữ, 
nếu cất giữ lâu trong thùng sắt, bởi vì dung dịch formaldehyde có tính axit nhẹ (độ 
pH xấp xỉ 4), ăn mòn dụng cụ đựng, làm cho hàm lượng sắt phân ly trong 
formaldehyde tăng dần, đa số sắt phân ly do Fe2+, rất ít phần tồn tại Fe3+, khi trùng 
ngưng keo dùng NaOH để điều chỉnh độ pH của dung dịch phản ứng, phân tử (-OH) 
dễ tác dụng kết hợp với Fe2+, Fe3+ tạo thành Fe(OH)2 và Fe(OH)3. Hàm lượng ion sắt 
trong phạm vi tiêu chuẩn, keo UF sau khi trùng ngưng là dung dịch trong suốt không 
màu hoặc màu trắng sữa, tùy theo sự tăng thêm của ion sắt, màu sắc của keo UF từ 
vàng nhạt → vàng → nâu → nâu đỏ → có thể đến màu xám đen. Trong quá trình keo 
phản ứng, ảnh hưởng thao tác xác định độ pH, giai đoạn tăng nhiệt và tách nước dễ 
dẫn đến xuất hiện sủi bọt, làm cho thao tác gặp nhiều khó khăn. 
Formaldehyde có ion phân tử sắt, có thể tăng tốc độ tiến hành phản ứng hoàn 
nguyên oxy hóa formaldehyde; trong quá trình đóng rắn, thời gian đóng rắn keo kéo 
dài, nhưng cường độ dán dính sau khi đóng rắn có ảnh hưởng rất lớn. 
Chú ý: Phương pháp loại trừ đi Fe2+ và Fe3+: Cho dung dịch NaOH, điều chỉnh 
độ pH của dung dịch (đến pH bằng 9), cho nhiệt độ tăng đến 60oC, giữ trong 1 giờ, 
để ổn định và lọc bỏ chất kết tủa. 
Hàm lượng CH3OH: Trong dung dịch formaldehyde công nghiệp thường có 
lượng CH3OH là (6 - 12)%. Sự hình thành của CH3OH là do một phần formaldehyde 
khi điều chế tạo phản ứng oxy hóa không hoàn toàn tạo thành CH3OH, một phần khác 
do tránh sự trùng ngưng của formaldehyde, CH3OH ngoài tác dụng cản trở quá trình 
55 
phản ứng tổng hợp của formaldehyde và urea còn ảnh hưởng đến tính ổn định trong 
thời gian cất giữ của keo. 
3.4. Hợp chất PVA và sự ảnh hưởng đến tính chất keo UF biến tính 
 Polyvinyl là nhóm hợp chất cao phân tử được hình thành từ phản ứng polymer 
hóa các hợp chất vinyl. Có thể kể đến như: polyvinyl acetate, polyvinyl formate, 
polyvinyl benzoate, polyvinyl ether,  Tuy nhiên, trong nhóm này có một loại 
polymer không thể tổng hợp trực tiếp từ monomer vinyl của nó, đó chính là polyvinyl 
alcohol (PVA). Nguyên nhân là do, ngay sau khi được tạo ra, vinyl alcohol sẽ chuyển 
hóa về dạng đồng phân bền hơn là acetandehyde, do đó hợp chất vinyl alcohol thực 
chất không tồn tại. 
 Trong thực tế, PVA được tổng hợp từ quá trình thủy phân polyvinyl acetate. 
Việc tổng hợp PVA được tiến hành qua nhiều bước, có thể được minh họa như sau: 
Phụ thuộc vào mức độ thủy phân (mức độ thế, DS) và khối lượng phân tử (độ trùng 
hợp, DP) mà có thể tổng hợp được một loạt các hợp chất PVA có thành phần khác 
nhau. Dựa vào mức độ thủy phân, PVA được chia thành hai loại: PVA thủy phân một 
phần và PVA thủy phân hoàn toàn. 
 Cấu trúc của PVA thủy phân một phần như sau: 
 Với R = H hoặc COCH3. 
Ở nhiệt độ thường, PVA là chất rắn vô định hình, khi đun nóng bị mềm hóa 
có thể kéo dài như cao su và khi đó nó sẽ kết tinh. Mặt khác, trong phân tử PVA 
không có sự phân bố điều hòa các nhóm (-OH) mà theo sự phân bố thống kê. 
Dựa vào sự khác nhau về cấu trúc không gian mà có PVA ở các dạng isotactic, 
syndiotactic hay atactic. Tổng hợp PVA bằng cách thủy phân polyvinyl benzoate thì 
PVA tạo ra ở dạng isotactic, thủy phân polyvinyl formate tạo PVA ở dạng 
56 
syndiotactic, thủy phân polyvinyl acetate (PVAc) tạo hỗn hợp 3 loại: isotactic, 
syndiotactic, atactic, trong đó atactic chiếm chủ yếu. 
Tất cả các PVA được alcol phân một phần hay hoàn toàn đều có tính chất 
thông dụng, làm cho polymer có giá trị trong nhiều ngành công nghiệp [6]. Các tính 
chất quan trọng nhất là khả năng tan trong nước, dễ tạo màng, chịu dầu mỡ và dung 
môi, độ bền kéo cao, chất lượng kết dính tốt và khả năng hoạt động như một tác nhân 
phân tán - ổn định. Khả năng tan của PVA trong nước phụ thuộc vào độ thủy phân, 
độ trùng hợp và nhiệt độ. PVA thủy phân trên 95 % không tan trong nước lạnh mà 
chỉ tan trong nước nóng (65 – 70 oC), khối lượng phân tử càng thấp thì PVA càng dễ 
tan, nhiệt độ xử lý PVA càng tăng làm tăng độ tinh thể hóa khiến cho độ hòa tan trong 
nước bị giảm đi. Độ bền kéo cao và đặc tính keo dán của PVA khiến chúng có ứng 
dụng rộng rãi trong sản xuất keo dán. 
Về tính chất hóa học, PVA là một polymer chứa nhiều nhóm (OH), do vậy nó 
có tính chất của một rượu đa chức. PVA tham gia phản ứng acetal hóa, đây thực chất 
là phản ứng cộng hợp ái nhân giữa một aldehyde và một rượu đa chức. Cứ hai nhóm 
hydroxyl gần nhau sẽ tham gia phản ứng acetal hóa với một phân tử aldehyde, kết 
quả là lượng nhóm hydroxyl tự do trong PVA giảm đáng kể sau khi thực hiện phản 
ứng. Khi dùng các dialdehyde làm tác nhân acetal hóa sẽ thu được PVA có cấu trúc 
không gian do dễ hình thành cầu nối acetal giữa các phân tử PVA lớn hơn [6]. 
Bên cạnh đó, PVA có khả năng tham gia phản ứng ether hóa. PVA hình thành 
ether nội phân tử bằng cách loại nước. Trong phản ứng này, xúc tác thường là axit 
hoặc kiềm mạnh dẫn tới sản phẩm không hòa tan. Ngoài ra, PVA còn dễ dàng tham 
gia phản ứng este