聚乙烯醇及其縮丁醛的制備

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1、五、聚乙烯醇及其縮丁醛的制備一、實驗?zāi)康?．了解聚合物中官能團(tuán)反應(yīng)的常識，并學(xué)會其中的操作技術(shù)。2．了解大分子的基本有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，在高分子鏈上有合適的反應(yīng)基團(tuán)時，均可按小分子有機(jī)反應(yīng)歷程進(jìn)行高分子反應(yīng)。3．了解通過高分子反應(yīng)改性原理。二、實驗原理由于單體乙烯醇并不存在，聚乙烯醇不可能從單體聚合而得，而只能以它的酯類（即聚乙酸乙烯酯）通過醇解在酸性條件下進(jìn)行，通常用乙醇或甲醇作溶劑，酸性醇解時，由于痕量的酸極難自聚乙烯醇中除去，殘留在產(chǎn)物中的酸，可能加速聚乙烯醇的脫水作用，使產(chǎn)物變黃或不溶于水；堿性醇解時，產(chǎn)品中含有副產(chǎn)品醋酸鈉，目前工業(yè)上都采用堿性醇解法。堿性醇解：酸性醇解：

2、醇解在加熱和攪拌下進(jìn)行。初始時微量聚乙烯醇先在瓶壁析出，當(dāng)約有60％的乙酰氨基被羥基取代后，聚乙烯醇即自溶液中大量析出，繼續(xù)加熱，醇解在兩相中進(jìn)行，在反應(yīng)過程中，除了乙酸根被醇解外，還有支鏈的斷裂，聚乙酸乙烯酯的支化度愈高，醇解后分子量降低就愈多。聚乙烯醇是白色粉末，易溶于水，將它的水溶液自紡織頭噴入Na2SO4-K2SO4的溶液中，聚乙烯醇即沉淀而出，再用甲醛處理就得高強度、密度大的人造纖維，商品名叫“維尼綸”。4聚乙烯醇水溶液在濃鹽酸催化下與丁醛縮合制得的聚乙烯醇縮丁醛樹脂，就是粘結(jié)力大，制造安全透明玻璃的一種原料，此外聚乙烯醇對許多有機(jī)溶劑的不溶性，可用來制造耐汽油的襯

3、墊合管子。一、主要試劑和儀器聚乙酸乙烯酯乙醇?xì)溲趸洠掖既芤赫∪}酸羥氨水溶液攪拌器三頸瓶冷凝管滴液漏斗等四、實驗步驟1．乙酸乙烯酯的醇解－聚乙烯醇的制備在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計和滴液漏斗的500ml三頸瓶中加30ml16％的氫氧化鉀－乙醇溶液[注1]，用水浴保持溫度在20-25oC左右[注2]，滴加80克濃度為26％的聚乙酸乙烯酯溶液，速度不宜過快[注3]，在40-45分鐘內(nèi)滴完，然后維持在此溫度2小時，冷卻至室溫，用布氏漏斗過濾，產(chǎn)物為白－淺黃色固體，用60ml70％乙醇分四次洗滌，抽干，然后置于真空烘干箱中在50-60oC之間烘干。[注1]氫氧化鉀－乙醇溶液要先

4、配好，過濾后再用，氫氧化鉀的質(zhì)量對產(chǎn)物的色澤影響很大。[注2]溫度不宜超過30oC，否則產(chǎn)物的顏色加深。[注3]為防止結(jié)塊，滴加速度不宜過快，生產(chǎn)上也有采用在聚乙酸乙烯酯的溶液中加入堿液進(jìn)行醇解的操作方法，但在實驗室中不宜采用，因為小實驗的攪拌效率不高，反應(yīng)過快，會產(chǎn)生凍膠現(xiàn)象，產(chǎn)物難以處理。附：醇解度分析反應(yīng)式：測度方法：準(zhǔn)確稱取聚乙烯醇樣品1克，加入100ml蒸餾水，加熱回流至全部溶解，冷卻后加入酚酞指示劑，用0.01N氫氧化鉀－乙醇溶液中和至微紅色，加入25ml5N鹽酸滴定至無色，同時作一空白實驗。乙酰氨基含量％＝式中：N為鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的當(dāng)量濃度V2為空白消耗鹽酸的毫升

5、數(shù)V1為樣品消耗鹽酸的毫升數(shù)W為樣品重量40.059是換算因子2．聚乙烯醇縮丁醛的制備在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計的200ml三頸瓶中加入10克聚乙烯醇、90ml蒸餾水配成10％溶液，在70-80oC溶解1小時，待聚乙烯醇完全溶解后，冷卻至8-10oC，測PH值。若溶液呈堿性，先加數(shù)滴20％的鹽酸中和至中性，加入20％鹽酸2.4ml，反應(yīng)溫度控制在8-10oC一小時、10-15oC一小時、15-20oC一小時，以后逐步升溫至50-55oC，反應(yīng)時間3小時左右[注1]。冷卻至室溫后，用砂芯漏斗抽氣過濾，用大量水洗至中性，并除去未反應(yīng)的丁醇[注2]，產(chǎn)物為白色粉末，易溶于脂類或乙

6、醇類中，易溶于苯和乙醇的混合液中，縮醛度約為40％，試驗聚乙烯醇縮丁醛的溶解度，并同聚乙烯醇比較，在乙醇中的溶解度隨著縮醛度的提高而提高。[注1]為防止結(jié)塊，溫度不能升的太快。工業(yè)生產(chǎn)上低溫反應(yīng)時間較長，因?qū)W生實驗受時間限制，改用現(xiàn)在這種升溫步驟。[注2]未反應(yīng)的丁醛難溶于水，除去困難，可改用30-40oC溫水處理，或用低濃度的乙醇容易洗滌。[附]縮醛度和酸度的測定反應(yīng)式：測定方法：聚乙烯醇縮丁醇（PVB）樣品經(jīng)50oC真空烘箱干燥恒重，準(zhǔn)確稱取1克，置于250ml磨口三角燒瓶中，加入50ml乙醇，安上冷凝管，加熱至60oC，使樣品全部溶解，冷卻后，加入1％酚酞指示劑用0.0

7、2N氫氧化鉀－乙醇溶液滴定至微紅色，加入7％鹽酸羥胺水溶液25毫升，搖勻，并加熱回流3小時，冷卻后加入甲基橙指示劑，用0.5N的氫氧化鉀溶液滴定至終點由紅－黃，同時作一空白實驗。計算：式中：V1是空白消耗氫氧化鉀－乙醇溶液毫升數(shù)V2是樣品消耗氫氧化鉀－乙醇溶液毫升數(shù)56.1是換算因子W是樣品重N是氫氧化鉀－乙醇溶液的當(dāng)量濃度縮醛度％＝4式中：V=(V2-V1)W是樣品重量0.088是換算因子V2是樣品消耗氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液毫升數(shù)V1是空白消耗氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液毫升數(shù)3．聚乙烯醇縮甲醛的制備250ml三口瓶，