生物醋酸乙烯溶液聚合反應(yīng)研究.pdf

1、生物醋酸乙烯是以廣西特色優(yōu)勢(shì)資源甘蔗糖蜜和木薯淀粉制造的乙醇為原料,經(jīng)脫水后制得乙烯,再與醋酸反應(yīng)而得。生物醋酸乙烯法或稱生物乙烯法,是一條新興的乙醇-乙烯法生產(chǎn)聚乙烯醇的工藝路線。廣西地處南亞熱帶地區(qū),水資源相當(dāng)豐富,夏季時(shí)間長(zhǎng),干濕季節(jié)明顯,全年無霜,特別有利于木薯和甘蔗等作物的生長(zhǎng),素有“生物質(zhì)能源王國(guó)”之稱,蔗糖產(chǎn)量和木薯種植面積均居全國(guó)第一。這為生物乙烯法推廣應(yīng)用提供了得天獨(dú)厚的生物質(zhì)資源,因此采用生物乙烯法制造醋酸乙烯(VA

2、C)有著環(huán)境保護(hù)和可再生性的雙重意義。本文采用生物乙烯法制得的醋酸乙烯為聚合單體,考察了以甲醇(MeOH)、綠色溶劑碳酸二甲酯(DMC)與甲醇混合溶液作為聚合溶劑時(shí),溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、引發(fā)劑用量、甲醇用量和聚合時(shí)間等因素對(duì)生物醋酸乙烯溶液聚合反應(yīng)的影響,確定了較優(yōu)聚合反應(yīng)條件,并通過傅立葉紅外光譜和凝膠色譜對(duì)最優(yōu)條件下制得的產(chǎn)品進(jìn)行確認(rèn)和分析。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　以偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑,對(duì)生物醋酸乙烯的聚合活度進(jìn)行測(cè)

3、定,其聚合活性即起泡時(shí)間僅為562.8s,而電石乙炔法生產(chǎn)的醋酸乙烯聚合活性則長(zhǎng)達(dá)780s。采用奧式黏度計(jì)測(cè)量聚乙烯醇的聚合度,經(jīng)過對(duì)比可知實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量結(jié)果與工廠專業(yè)操作人員的測(cè)量結(jié)果在誤差范圍內(nèi),可以確保實(shí)驗(yàn)中聚合度測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。采用凝膠色譜法測(cè)定聚醋酸乙烯的分子量及其分子量分布時(shí),選用單分散性的聚苯乙烯樣品擬合出凝膠色譜測(cè)定產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)曲線為:logM=26.511-2.6384V+0.1081V2-0.0016V3。
　　

4、以甲醇作為聚合溶劑進(jìn)行生物醋酸乙烯溶液聚合反應(yīng)制備高聚合度聚乙烯醇的研究?？疾炝藴囟取嚢柁D(zhuǎn)速、引發(fā)劑用量、甲醇用量和聚合時(shí)間對(duì)生物醋酸乙烯聚合反應(yīng)的影響,采用正交試驗(yàn)法對(duì)生物醋酸乙烯溶液聚合的反應(yīng)條件進(jìn)行了篩選,并通過凝膠色譜對(duì)最優(yōu)條件下制得的產(chǎn)品進(jìn)行表征。綜合平衡聚合度和聚合率這兩個(gè)指標(biāo),得到最優(yōu)的聚合反應(yīng)條件為:聚合溫度65℃,攪拌轉(zhuǎn)速200 r·min-1,聚合時(shí)間2.5 h,甲醇用量10％,引發(fā)劑用量0.010%,得到產(chǎn)品的平

5、均聚合度為3389,平均聚合率為32.02%。
　　以碳酸二甲酯和甲醇作為混合溶劑進(jìn)行生物醋酸乙烯溶液聚合反應(yīng)制備高聚合度聚乙烯醇的研究?？疾炝思?nèi)軇┖突旌先軇┑膶?duì)比效果,以及兩種溶劑的加入方式對(duì)生物醋酸乙烯聚合反應(yīng)的影響。確定以混合溶劑作為聚合溶劑,溶劑的加入方式為:先加入碳酸二甲酯,后加入甲醇。采用單因素實(shí)驗(yàn)方法考察了攪拌轉(zhuǎn)速、甲醇的加入時(shí)間,引發(fā)劑用量、混合溶劑用量,混合溶劑體積比和聚合時(shí)間對(duì)生物醋酸乙烯聚合反應(yīng)的影響,再由

6、正交試驗(yàn)法對(duì)生物醋酸乙烯溶液聚合的反應(yīng)條件進(jìn)行了篩選,并通過傅立葉紅外光譜和凝膠色譜對(duì)最優(yōu)條件下制得的產(chǎn)品進(jìn)行確認(rèn)和分析。綜合平衡聚合度和聚合率這兩個(gè)指標(biāo),得到最佳的聚合條件為:攪拌轉(zhuǎn)速200 r·min-1,甲醇在反應(yīng)達(dá)到占總反應(yīng)時(shí)間的2/3的時(shí)間后加入,引發(fā)劑用量0.015%,混合溶劑用量10%,溶劑體積比V(DMC):V(MeOH)為4:1,聚合時(shí)間3 h。所得產(chǎn)品的平均聚合度為3429,平均聚合率為41.95%。
　　以凝