聚乙烯醇制備

1、高分子化學(xué)實驗 聚乙烯醇制備 化工系 畢嘯天 2010011811 1 實驗四 聚乙烯醇的制備化工系 畢嘯天 2010011811 一、實驗?zāi)康?.了解高分子化學(xué)反應(yīng)的基本原理及特點2.了解聚乙酸乙烯酯醇解反應(yīng)的原理、特點及影響醇解反應(yīng)的因素二、實驗原理由于“乙烯醇” 易異構(gòu)化為乙醛， 不能通過理論單體 “乙烯醇” 的聚合來制備聚乙烯醇，只能通過聚乙酸乙烯酯的醇解或水解反應(yīng)來制備，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)速度過慢， 本實驗中不是采用嚴(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)激勵類似于低分子的醇 -酯交

3、換反應(yīng)。本實驗采用甲醇為醇解劑，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、最大特點是副反應(yīng)少。 醇解殘液的回收比較簡單， 但反應(yīng)速度較慢， 物料在醇解機中的停留時間較長。主反應(yīng)：* *OOMe+ MeOH * *OH+ OO n n* *OOMe+ EtOH * *OH+OO n n三、實驗藥品物質(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，不溶于在陽光下穩(wěn)定，在125 ℃以下穩(wěn)定，150 ℃顏色變10g 高分子化學(xué)實驗 聚乙烯醇制備 化工系 畢嘯天 2010011811 3 五、實驗步驟及現(xiàn)象實驗操作 實驗現(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。抽濾，用 60ml 乙醇分三次洗滌反應(yīng)物，烘干，稱重。實驗材料原文里說每次加入量不可過多，不過實際操作還是一次加入。溶解過程中， 透明 PVAc 片先軟化吸

7、濕， 隨后溶解。 整個過程很像大白兔奶糖外面的那層紙吃到嘴里的感覺。 攪動時觀察到一些 PVAc 片粘在攪拌器上。攪拌時注意不要讓 PVAc 粘成團。 在看不到膜后再多攪一會。攪拌棒要盡量裝得低。 彈簧攪拌棒比普通攪拌器更加強力。原料反應(yīng)后，起初溶液由無色透明變?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，多次加入浪費時間。查了查大白兔外面是一層糯米。應(yīng)該說溶解機理相似， 也是先吸濕，后溶解。由于溶解時甲醇回流， 可以判斷溶解溫度大約在 65 度。此時回流的甲醇會慢慢把粘在攪拌器上的 PVAc 洗下來。粘成團即是溶脹了， 應(yīng)當(dāng)及時把溶脹分子團打散，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 會從體系中析出。因此有種猜想