随着人们对环保要求的提高,开发无污染、高效率的铸造粘结剂成为迫切要求。聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol,简称PVA）是一种水溶性的有机高分子化合物,其无毒无味,对环境无污染,利用聚乙烯醇作为主体,研发气硬节能环保型的铸造粘结剂意义重大。本文研究以聚乙烯醇水溶液为主体材料,通过加入促硬剂与固化剂、对聚乙烯醇进行改性、加入交联剂与偶联剂、采用CO₂气体硬化等工艺方法,建立了一种以CO₂气硬的聚乙烯醇粘结剂系统,实现了快速造型、制芯,从而满足铸造生产要求。首先,根据聚乙烯醇的物理性质,选择合适的溶剂进行溶解,配制不同浓度的粘结剂。采用Ca（OH）2为促硬剂、水泥等为固化剂,通过吹入CO₂气体对聚乙烯醇砂进行硬化。通过大量试验得出最佳工艺为:m（PVA）:m（Ca（OH）2）:m（水泥）:m（B剂）:m（原砂）=50:30:30:3:1000,PVA溶液的浓度为18%。其次,根据聚乙烯醇的分子结构和化学性质,选择合适的改性剂和改性工艺。通过正交试验,得出最佳的改性工艺:在100g浓度为18%的PVA水溶液中,加入甲醛6g,加入催化剂H2SO4为0.4ml,改性温度80～85℃,改性时间120min,并明确了改性对聚乙烯醇砂的影响。选取合适的交联剂与偶联剂,通过试验得出两者对聚乙烯醇砂性能的影响,并确定最佳的用量:m（PVA）:m（硼酸）:m（硅烷）=100:0.6:8.3。通过扫描电镜和红外光谱对聚乙烯醇粘结剂的粘结固化机理进行研究,揭示聚乙烯醇砂强度产生及提高的原因。最后,测试了聚乙烯醇砂的抗压强度、可使用时间、发气量、溃散性等性能,并对其进行了生产验证及经济性分析,结果表明:聚乙烯醇砂具有良好的工艺性能,能够很好地满足铸造生产要求,能够有效降低生产成本,具有明显的经济效益,有利于广泛的推广和应用。