聚乙烯醇缩甲醛的设计实验教材分析.docVIP

1前言 1.1聚乙烯醇缩甲醛的历史 聚乙烯醇缩甲醛(PVF，俗称107胶)，从80年代初期在我国开发应用以来，在建筑行业以及其它行业得到广泛的应用．但用传统的生产方法所制得的PVF性能比较差，一般为不合格产品．作为建筑胶使用的PVF，其粘度、粘接强度、游离甲醛含量都是非常重要的指标．本实验采用新的生产方法改善PVF的性能，使制得的PVF粘度符合JCA38—91的标准，其粘接强度和游离甲醛的含量都符合建材行业的有关标准． 早在1931年，人们就已经研制出聚乙烯醇（PVA）的纤维，但由于(PVA)的水溶性而无法实际应用。不过利用“缩醛化”则可减少其水溶性，就使得PVA就有了实际应用价值。用甲醛进行缩醛化反应得到聚乙烯醇缩甲醛PVF。在PVF分子中，如果控制其缩醛度在较低水平，由于PVF分子中有羟基，乙酰基和醛基等，因此有较强的粘接性能，可做胶水使用，用来粘结金属，木材，陶瓷，皮革，玻璃和橡胶等一直以来，许多科研生产单位对其生产工艺和改性措施进行大量研究。聚乙烯醇缩甲醛的合成反应属于缩聚反应，缩聚反应是一类有机化学反应，是具有两个或两个以上官能团的单体，相互反应生成高分子化合物，同时产生单分子的化学反应，因此缩聚反应兼有缩合处低分子和聚合成高分子的双重含义，反应产物称为缩聚物，缩聚反应的本质可看作取代。 1.2聚乙烯醇缩甲醛反应原理 聚乙烯醇是水溶性的高聚物，如果用甲醛将它进行部分缩醛化，随着缩醛度的增加，水溶液愈差，作为维尼纶纤维用的聚乙烯醇缩甲醛其缩醛度控制在35%左右，它不溶于水，是性能优良的合成纤维。 本实验是合成水溶性的聚乙烯醇缩甲醛，即红旗牌胶水。反应过程需要控制较低的缩醛度以保持产物的水溶性，若反应过于猛烈，则会造成局部缩醛度过高，导致不溶于水的物质存在，影响胶水质量。因此在反应过程中，特别注意要严格控制催化剂用量、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。 缩醛度为75%~85%的聚乙烯醇缩甲醛重要的用途是制造绝缘漆和粘合剂。 聚乙烯醇缩甲醛随缩醛化程度的不同，性质和用途各有所不同，它能溶于甲酸、乙酸、二氧六环、氯化烃（二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷）、乙醇－甲苯混合物（30∶70）、乙醇－甲苯混合物（40∶60） 　　 聚乙烯醇缩甲醛是利用聚乙烯醇与甲醛在盐酸催化作用下而制得的，其反应如下： 聚乙烯醇和甲醛的缩合物。聚乙烯醇与醛的缩醛化反应可能有反应式(1)～(3)三种。一般，缩醛化反应主要在分子内部进行,生成六元环结构，如式(1)所示,但是分子之间的交联反应以及生成五元环缩醛化物的反应也会发生，如式(2)、(3)所示。 (1) (2) （3） 聚乙烯醇缩醛的性能 （ 如软化温度、硬度、溶解性、溶液的粘度等）取决于下列四种因素 ： ａ 聚乙烯醇的分子量和它的分散程度 ； 　 ｂ 聚乙烯醇中的羟基与 乙酰基之 比； ｃ缩醛化度，即聚乙烯醇缩醛中羟基和缩醛基之比： ｄ 醛的化学结构。 工业的聚乙烯醇缩醛总不是只含缩醛基，除缩醛基外它 的分子中总含有未被取代的羟基和一定量的酯基（乙酰基）其随着缩醛反应的进行，可使生成的聚乙烯醇缩醛不溶于水 ，使之在达到一定的缩醛化度后由溶液中沉淀析出。聚乙烯醇缩醛的合成可通过以聚乙烯醇为原料和以聚醋酸乙烯酯为原料的两条路线，由溶于水中的聚乙烯醇经醛进行。即缩醛化而生成和将聚醋酸乙烯酯溶于醋酸中再以醛处理而制得。由于以聚醋酸乙烯酯为原料同时进行　水解和缩醛化时很难调节缩醛组成 中的乙醛基，而以聚乙烯醇直接缩醛可以更准确地调节聚乙烯醇缩醛链中的官能基的比例，在必要时可以制得几乎不含乙酰基的产物，所以，工行业上主要用聚乙烯醇直接缩醛工艺 。 1.3聚乙烯醇缩甲醛的性质与用途 聚乙烯醇缩醛是聚乙烯醇和醛类化合物的缩合产物 ，是一类分重要的高分子材料，目前作为商品化的聚乙烯醇缩醛产品主要有聚乙烯醇,缩丁醛,缩甲醛.缩甲乙醛等， 在涂料、粘合剂， 薄膜等方面有广泛的应用 。　 聚乙烯醇缩甲醛（PVFM）的软化温度高于其它缩醛，同时具有很高的机械强度、高耐磨性及良好的粘接性、卓越的电性能，是生产高韧性、耐热性、耐磨　性及高介 电强度漆包线的重要材料与酚醛树脂配伍还可制成适用于各种铝合金与钢、黄铜、紫铜、　铝合金、 聚酯树脂玻璃布基层交联、木材、橡皮之间的粘合的“ 黑迪哈粘合剂” 。此外，也是成冲击强度 高、缩弹性模量值大的泡沫塑料的主要原料。但是，因在溶解性能、工艺条件控制与处理等方面与其他缩醛类产品存在较大差异， 目前 ，国内生产的厂家为数不多，主要依靠进 口。本文主要 从两条工艺路线初探了聚乙烯醇缩 甲醛的生产工艺条件对产品外观、溶解性能的影响，以及相关 的回收处理。 1.4聚乙