聚乙烯醇制備

1、高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn) 聚乙烯醇制備 化工系 畢嘯天 2010011811 1 實(shí)驗(yàn)四 聚乙烯醇的制備化工系 畢嘯天 2010011811 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解高分子化學(xué)反應(yīng)的基本原理及特點(diǎn)2.了解聚乙酸乙烯酯醇解反應(yīng)的原理、特點(diǎn)及影響醇解反應(yīng)的因素二、實(shí)驗(yàn)原理由于“乙烯醇” 易異構(gòu)化為乙醛， 不能通過(guò)理論單體 “乙烯醇” 的聚合來(lái)制備聚乙烯醇，只能通過(guò)聚乙酸乙烯酯的醇解或水解反應(yīng)來(lái)制備，而醇解法制成的 PVA 精制容易，純度較高，主產(chǎn)物的性能

2、較好，因此工業(yè)上通常采用醇解法。聚乙酸乙烯酯的醇解可以在酸性或堿性條件下進(jìn)行。 酸性條件下的醇解反應(yīng)由于痕量酸很難從 PVA 中除去，而殘留的酸會(huì)加速 PVA 的脫水作用，使產(chǎn)物變黃或不溶于水，因此目前多采用堿性醇解法制備 PVA 。堿性條件下的醇解反應(yīng)又有濕法和干法之分， 為了盡量避免副反應(yīng)， 但又不使反應(yīng)速度過(guò)慢， 本實(shí)驗(yàn)中不是采用嚴(yán)格的干法， 只是將物料中的含水量控制在 5%以下。聚乙酸乙烯酯的醇解反應(yīng)激勵(lì)類似于低分子的醇 -酯交

3、換反應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)采用甲醇為醇解劑，氫氧化鈉為催化劑，醇解條件較工業(yè)上的溫和，產(chǎn)物中有副產(chǎn)物乙酸鈉。PVAc醇解主要有濕法和干法兩種。濕法醇解中，氫氧化鈉是以水溶液的形式（約 350g/L）加入的， VAc-MeOH 體系的含水量在 1%-2% 。該法的特點(diǎn)是醇解反應(yīng)速度快， 設(shè)備生產(chǎn)能力大，但副反應(yīng)較多，堿催化劑耗量也較多，醇解殘液的回收比較復(fù)雜。干法醇解中，堿以甲醇溶液的形式加入。反應(yīng)體系中水含量控制在 0.1%～0.3%以下。該方法的

4、最大特點(diǎn)是副反應(yīng)少。 醇解殘液的回收比較簡(jiǎn)單， 但反應(yīng)速度較慢， 物料在醇解機(jī)中的停留時(shí)間較長(zhǎng)。主反應(yīng)：* *OOMe+ MeOH * *OH+ OO n n* *OOMe+ EtOH * *OH+OO n n三、實(shí)驗(yàn)藥品物質(zhì) 英文名 分子式 密度 外觀性狀聚乙酸乙烯酯polyvinyl acetate (C 4H5O2)n 1.19 無(wú)色透明固體膜玻璃化溫度 熱變形溫度 溶解性 穩(wěn)定性 用量30~40 50 易溶于甲醇、酮類、酯類

5、、芳烴、氯代烴，不溶于在陽(yáng)光下穩(wěn)定，在125 ℃以下穩(wěn)定，150 ℃顏色變10g 高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn) 聚乙烯醇制備 化工系 畢嘯天 2010011811 3 五、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 現(xiàn)象解釋在 裝 有 攪 拌 器 和 冷 凝 管 的250ml 三頸瓶中，加入 60ml 甲醇。緩慢升溫，同時(shí)在攪拌下逐漸將剪成碎片的聚醋酸乙烯10g 加入其中（注意每次加入量不可過(guò)多，待基本溶解后再加第二次） ?？?制 溶 液 溫 度 使 其 稍

6、有 回流，直到聚合物全部溶解，冷卻，取下反應(yīng)瓶。另安裝帶有彈簧式攪拌棒的三頸瓶，加入 60ml 5% 的氫氧化鈉－乙醇溶液。在室溫及快速攪拌下逐漸緩慢加入上述配制的聚醋酸乙烯－甲醇溶液。若體系內(nèi)產(chǎn)生凝膠塊，即暫停加料，待凝膠塊打碎后再繼續(xù)，當(dāng)聚合物溶液全部加完后，繼續(xù)攪拌反應(yīng)一小時(shí)。抽濾，用 60ml 乙醇分三次洗滌反應(yīng)物，烘干，稱重。實(shí)驗(yàn)材料原文里說(shuō)每次加入量不可過(guò)多，不過(guò)實(shí)際操作還是一次加入。溶解過(guò)程中， 透明 PVAc 片先軟化吸

7、濕， 隨后溶解。 整個(gè)過(guò)程很像大白兔奶糖外面的那層紙吃到嘴里的感覺(jué)。 攪動(dòng)時(shí)觀察到一些 PVAc 片粘在攪拌器上。攪拌時(shí)注意不要讓 PVAc 粘成團(tuán)。 在看不到膜后再多攪一會(huì)。攪拌棒要盡量裝得低。 彈簧攪拌棒比普通攪拌器更加強(qiáng)力。原料反應(yīng)后，起初溶液由無(wú)色透明變?yōu)闇\色、 略渾濁。 隨著PVAc 的加入，體系變渾濁，有白色顆粒粘附在壁上。加料十分緩慢。未發(fā)現(xiàn)凝膠塊。 攪拌時(shí)注意到三口瓶底部明顯清澈，上部則已完全被析出的白色 PVA 糊滿。

8、PVAc 在甲醇中溶解并不快，多次加入浪費(fèi)時(shí)間。查了查大白兔外面是一層糯米。應(yīng)該說(shuō)溶解機(jī)理相似， 也是先吸濕，后溶解。由于溶解時(shí)甲醇回流， 可以判斷溶解溫度大約在 65 度。此時(shí)回流的甲醇會(huì)慢慢把粘在攪拌器上的 PVAc 洗下來(lái)。粘成團(tuán)即是溶脹了， 應(yīng)當(dāng)及時(shí)把溶脹分子團(tuán)打散，以便溶解。加入 NaOH 后才是醇解的主要步驟。 PVAc 溶于甲醇，但是 PVA 不溶。因此隨著醇解進(jìn)度，醇解度到了一定值后，PVA 會(huì)從體系中析出。因此有種猜想