聚乙烯醇缩甲醛的制备实验及其结果分析的课程设计

沈阳理工大学课程论文

聚乙烯醇缩甲醛的制备实验及其结果分析

的课程设计

摘要

聚乙烯醇缩甲醛简称（PVFM）或（PNFO）,主要用于制造涂料和胶粘剂。具有良好的粘接性、耐水性、耐油性、耐酸性、耐碱性、电气绝缘性。这个实验中采用在盐酸催化的作用下制备了聚乙烯醇缩甲醛，并对其进行了粘度和抗拉伸力的测定。

关键词：聚乙烯醇缩甲醛，胶粘剂，粘度，抗拉伸力

Abstract

Polyvinylformal abbreviation (PVFM) or (PNFO) which largely used in the manufacture of coatings and adhesives. It has good adhesion, water resistance, oil resistance, acid resistance, alkali resistance and electrical insulation. This experiment used in hydrochloric acid under the catalysis of preparation of polyvinyl formal and the viscosity and its tensile strength was measured.

Keywords：Polyvinylformal,Adhesives,Viscosity,Tensile strength

I

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目录

1. 前言 .............................................................................................................. 1

1.1实验原理 .................................................................................................. 1 1.2实验步骤 .................................................................................................. 2

1.2.1 溶解聚乙烯醇 .............................................................................. 2 1.2.2 加入盐酸和甲醛反应 .................................................................. 3 1.2.3 粘度的测定 .................................................................................. 3 1.2.4 抗拉伸力的测试 .......................................................................... 3 1.3合成工艺 .................................................................................................. 3 1.4聚乙烯醇缩甲醛的发展历程 .................................................................. 4 1.5聚乙烯醇缩甲醛的性质 .......................................................................... 4 1.6聚乙烯醇缩甲醛的特点 .......................................................................... 4 1.7用途 .......................................................................................................... 5

1.7.1聚乙烯醇缩甲醛胶的应用 ........................................................... 5 1.7.2改性聚乙烯醇缩甲醛胶的应用 ................................................... 5 1.8展望 .......................................................................................................... 6 2.

实验设备与药品 .......................................................................................... 7 2.1实验设备 .................................................................................................. 7 2.2实验药品 .................................................................................................. 7 3.

结果与讨论 .................................................................................................. 8

3.1实验记录 .......................................................................................... 8 3.2现象 .................................................................................................. 8 3.3结果 .................................................................................................. 8 3.4现象讨论 .......................................................................................... 8 3.5实验失败的原因分析——反应时间过长 ...................................... 8

4. 5. 6.

结论 ............................................................................................................ 11 参考文献 .................................................................................................... 12 致谢 ............................................................................................................ 13

II

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1. 前言

1.1实验原理

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。利用“缩醛化”减少其水溶性，就使得PVA有了较大的实际应用价值，用甲醛进行缩醛化反应得到聚乙烯醇缩甲醛(PVF)。PVF随缩醛化程度不同，性质和用途有所不同。控制缩醛在35%左右，就得到了人们称为“维纶”的纤维(vinylon)。维纶的强度是棉花的1.5～2.0倍，吸湿性5%，接近天然纤维,又称为\合成棉花\。在PVF分子中，如果控制其缩醛度在较低水平，由于PVF分子中含有羟基，乙酸基和醛基，因此有较强的粘接性能，可作胶水使用，用来粘结金属、木材、皮革、玻璃、陶瓷、橡胶等。

聚乙烯醇与甲醛反应分两步进行:首先 ,甲醛与聚乙烯醇链上的一个轻基结合生成半缩醛 ,该步反应无需酸催化。其次,生成的半缩醛在酸催化下转化成正碳离子 ,而后与相邻的轻基作用得到缩醛。其反应如下：

CH2O~~~CH2CHCH2OH+[1]

H+CH2OH+

CHCH2~~~OH+缓慢CHCH2~~~+C+H2OH~~~CH2CHCH2+极慢OHOC H2H2O

+~~~CH2CHCH2OC H2+CHCH2~~~OH迅速极慢~~~CH2CHCH2OCH2CHCH2~~~OH+ 聚乙烯醇可以与醛类(甲醛、乙醛、丁醛)进行特征反应—缩醛反应，生成六元环缩醛结构。聚乙烯醇缩甲醛是由聚乙烯醇相邻的羟基之间与甲醛作用，生成1，3—二氧六环的环状物。当然醛的羰基也可能与两个聚乙烯醇大分子中的两个羟基进行缩醛反应，这样就会形成大分子之间交联的网型结构的聚合物。甲醛化反应可分为两种，一种是在聚乙烯醇的水溶液中进行；另一种是利用固体的聚乙烯醇进行反应。聚乙烯醇纤维在水溶液反应中，醛基沿着聚乙烯醇的链呈不规则

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性地与羟基反应。但是在固体反应中情况就不同了，试剂进入聚乙烯醇的非结晶部分进行反应，结晶部分则不反应。低温下，聚乙烯醇若经200℃进行热处理．结晶度可50％以上。结晶度低的易溶于水．结晶度高的则不易溶于水，经200℃热处理的聚乙烯醇固体，即使在80℃的热水中也不溶。维尼纶纤维的生产，就是利用将聚乙烯醇纤维延伸，热处理，使结晶度提高之后再甲醛化反应。经适度的甲醛化后，有少量的交联发生，变成热水不溶，也不收缩的纤维。

由于几率效应，聚乙烯醇中邻近羟基成环后，中间往往会夹着一些无法成环的孤立的羟基，因此缩醛化反应不能完全。为了定量表示缩醛化的程度，定义已缩合的羟基量占原始羟基量的百分数为缩醛度。

聚乙烯醇是水溶性的高聚物，如果用甲醛将它进行部分缩甲醛化， …… 此处隐藏：4085字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……