聚乙烯醇缩甲醛的制备及其润湿性的测定

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1、化学化工学院材料化学专业实验报告实验名称：聚乙烯醇缩甲醛的制备及其润湿性的测定年级：09级材料化学日期：2011/10/26姓名学号：2同组人：一、预习部分1.聚乙烯醇缩甲醛的发展聚乙烯醇缩甲醛胶最初只是代替浆糊及动植物胶，用作文具胶水及粘贴皮鞋衬里等用。70年代开始用于民用建筑，80年代则广泛用于多种壁纸、玻璃纤维墙布、多种墙板、瓷砖之粘贴，用作大白粉浆、石灰浆、多种腻子的粘结剂，还用作内外墙涂料，水泥地面涂料的基础及外墙饰面，墙体处理等多方面。近年来，为了适应市场需求人们对聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂进行了大量的改性研究

2、，无论在合成工艺上还是在胶液的性能方面都有显著的提高。本文以聚乙烯醇缩甲醛为例，探讨了甲醛和聚乙烯醇的配比、反应时间、反应温度、pH值等因素对胶粘剂性能的影响及用水量对产品粘度和稳定性的影响，在此基础上，提出了改进工艺的最佳条件，制备了聚乙烯醇缩甲醛改性胶液，使其在粘度、耐水性等性能方面有显著提高，并降低了胶液的毒性。2.聚乙烯醇缩甲醛的性质聚乙烯醇，有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味。聚乙烯醇是重要的化工原料，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂等。溶解性

3、PVA溶于水，水温越高则溶解度越大，但几乎不溶于有机溶剂。PVA溶解性随醇解度和聚合度而变化。部分醇解和低聚合度的PVA溶解极快，而完全醇解和高聚合度PVA则溶解较慢。一般规律，对PVA溶解性的影响，醇解度大于聚合度。PVA溶解过程是分阶段进行的，即：亲和润湿一溶胀一无限溶胀一溶解。成膜性PVA易成膜，其膜的机械性能优良，膜的拉伸强度随聚合度、醇解度升高而增强。粘接性PVA与亲水性的纤维素有很好的粘接力。一般情况，聚合度、醇解度越高，粘接强度越强。热稳定性PVA粉末加热到100℃左右时，外观逐渐发生变化。部分醇解的P

4、VA在190℃左右开始熔化，200℃时发生分解。完全醇解的PVA在230℃左右才开始熔化，240℃时分解。热裂解实验表明：聚合度越低，重量减少越快；醇解度越高，分解时间越短。由于PVA具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性，因此除了作纤维原料外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品，应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等行业。开发新的药用辅料，促进剂型优化是当前我国

5、中药开发与国际接轨的战略任务之一。PVA具有合成方便、安全低毒、产品质量易于控制、价格便宜、使用方便等特点。因此，PVA是具有再次开发潜力的优良药用辅料。3．聚乙烯醇缩甲醛的应用：聚乙烯醇缩甲醛又称１０７胶，无色透明溶液，易溶于水。聚乙烯醇在酸性条件下与甲醛反应生成的聚合物即聚乙烯醇缩甲醛胶，与聚乙烯醇溶液相比，具有粘接力强，黏度大，耐水性强，成本低廉等优点，广泛应用于多种壁纸、纤维墙布、瓷砖粘贴、内墙涂料及多种腻子胶的黏合剂等，是我国合成胶黏剂的大宗品种之一，我国年消费量达２０余万吨，但该胶黏剂因游离甲醛含量过高，

6、刺激人的眼睛及呼吸系统，危害人体健康，在发达国家早已禁用，我国许多地方也制定地方法规，禁止使用聚乙烯醇缩甲醛腌（１０６胶、１０７胶）用于搴内装饰装修。然而，以１０７胶为主体制得的外墙涂料由于对墙面有较强的黏附力，遮盖力强，硬度高，耐光性和耐水性良好，成本低廉而得以广泛应用。聚乙烯醇缩甲醛除还可用作维纶纤维、发泡剂、研磨材料、电气绝缘材料等。4.聚乙烯醇缩甲醛的制备：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，但是分子之间的交联反应以及生成五元环缩醛化

7、物的反应也会发生。 聚乙烯醇直接做胶水的话不耐水，而做成缩甲醛胶水后去很耐水。故要进行缩醛的反应进行胶水的制备。在反应中甲醛中的醛基与聚乙烯醇中的羟基反应，生产缩醛化产物，提高聚乙烯醇的热水稳定性。甲醛是官能度为1，不会改变原来的聚乙烯醇的分子链形状，保持原有的线形结构。故要注意与其反应的醛类物质的选择。 聚乙烯醇缩甲醛分子中的羟基(-OH)是亲水性基团，而缩醛基是疏水性基团。控制一定的缩醛度（聚乙烯醇缩醛中所含缩醛基的程度，常以百分率来表示），可使生成的聚乙烯醇缩甲醛既有较好的耐水性，又有一定的水溶性。为了保证产品

8、的稳定性，缩醛化反应结束后需用NaOH中和至中性。聚乙烯醇缩甲醛胶水的粘度与PVAL的用量有关，要获的适宜的缩醛度，必须严格控制反应物的配比、催化剂用量、反应时间和反应温度。根据不同用途，控制反应物的配比和反应条件，可得到不同粘度和缩醛度的胶水，作为各种粘接剂，广泛用于建筑施工、鞋革、图书装订、文具及建筑涂料等方面。此外,PVAL对许多有机溶剂