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时间:2018-07-15
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1、聚醋酸乙烯酯的生产一、制备原理醋酸乙烯酯聚合是自由基型聚合反应,之所以选用乙醇作溶剂,是由于PVAC能溶于乙醇,而且聚合反应中活性链对乙醇的链转移常数非常小。醋酸乙烯酯为单体,过硫酸铵/亚硫酸氢钠/甲醛合次硫酸氢钠氧化还原体系引发剂,在一定的温度条件下,使单体醋酸乙烯酯聚合生成聚醋酸乙烯酯。二、聚合反应式引发剂nCH3COOCH=CH2-[-CH-CH2-]-nlOCOCH3三、实验仪器250ml四口瓶一个,冷凝管一个,搅拌器一个,100ml滴液漏斗一个,烧杯,温度计。实验试剂醋酸乙烯酯,碳酸氢钠,聚乙
2、烯醇,过硫酸铵,乳化剂OP-10,邻苯二甲酸二丁酯配方名称作用用量醋酸乙烯酯单体40ml聚乙烯醇保护胶体6gOP-10乳化剂1g过硫酸铵引发剂1g碳酸氢钠缓冲剂10%去离子水介质100ml邻苯二甲酸二丁酯增塑剂10g四、实验步骤聚乙烯醇的溶解:将聚乙烯醇加入四口瓶中加热90℃溶解,至白色变为透明聚合物时为溶胀过程,再进一步溶解,约45min,停止搅拌看瓶底上是否有透明物质,若有,继续溶解直至透明物消失。1.取3g聚乙烯醇、100ml蒸馏水于装有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的250ml的四口烧
3、瓶中,搅拌,升温至90℃左右,直至聚乙烯醇完全醇解为清澈溶液。取1g过硫酸铵于15ml蒸馏水中加热使其溶解备用。2.待温度降至65-75℃时,向上述四口烧瓶中分别加入1g乳化剂OP-10,20ml醋酸乙烯酯(缓慢加入并搅拌,直至出现蓝光为止),加入3ml过硫酸铵水溶液,保持反应温度在65-75℃之间,约半小时。3.当回流消失后,用滴液漏斗将20ml醋酸乙烯酯单体在约0.5h内加入到反应瓶中,反应过程中12ml过硫酸铵分四次滴加,由于引发剂的分解导致溶液呈酸性,若PH值小于2,可用10%碳酸氢钠溶液调节p
4、h值至4左右。过硫酸铵水溶液可用滴管在温度计口上端分次滴加。4.缓慢升温至80-90℃,升温过程以不产生大量气泡为准,反应至无单体回流时,撤去水浴停止反应。当反应液冷却至50℃时,加入10g邻苯二甲酸二丁酯充分搅拌冷却至室温,出料。五、问题及解决方案1.在滴加第一部分单体时,反应液温度应该控制在70℃左右,缓慢滴加,不宜太快。2.第二部分单体的滴加速率应加以控制,也不宜太快,否则易喷料。3.升温时,注意观察体系中单体回流情况,若回流量过大时,应暂停升温,因单体回流量大时易在气液界面发生聚合,导致结块。4
5、.乳化剂的用量:聚乙烯醇除起乳化剂作用外,还起保护胶体和增稠剂的作用。聚乙烯醇用量多,乳液稳定性好,但粘度大,耐水性差。从乳化效果和产品质量两方面考虑,通过实践证明、用量以10%比较好。5.引发剂的用量:在确保引发效果下引发剂用量越少越好。因为引发剂一般为过氧化物的酸性盐。如过硫酸铵、过硫酸钾。用量多则酸性增强,影响乳液的稳定性;用量太少由于原料中杂质的影响会有一些损耗,因而使诱导期延长,或根本引发不起来。因此,为保证乳液聚合反应的正常运行,用量以0.2%为宜。6.增塑剂的用量:它可以增加乳液的柔韧性和
6、粘附力并降低胶的成膜温度。用量多会影响胶接质量并使成本增加。一般用量为单体的10%。7.水的用量:水是分散介质,乙酸乙烯单体或聚乙酸乙烯酯树脂的颗粒是分散在水中的。这样使反应热易于分散,放热反应较易控制,有助于制得均匀的高分子产物。水用量影响乳液含量和粘度,因此,应根据使用要求确定水的用量。8.工艺过程中的影响因素:反应初期如发现回流很快,说明没引发起来,单体没有聚合,应少加或停加单体,必要时可补加一部分引发剂,待回流正常后再加单体。增高温度会加速聚合反应,但聚合度下降。反之,降低反应温度,则聚合度增加
7、,可得到高分子量产物。所以适宜的反应温度为68-82℃。六、实验记录及产品照片实验记录:1:40清洗仪器,组装仪器。2:00称3g聚乙烯醇,100ml水,在烧杯中溶解转入四口瓶,加热搅拌温度升至90℃,反应20分钟至溶液澄清。2:25温度降至65-70℃时,缓慢加入1g乳化剂。2:30称取20ml醋酸乙烯酯于滴液漏斗中,缓慢加入。2:40缓慢滴加3ml过硫酸钾反应30分,保持反应温度在65-70℃。4:13在半小时内加入20ml醋酸乙烯酯,12ml过硫酸钾溶液分4次加入,继续反应,交替加入。4:45降温
8、至50℃,测PH=55:04称邻苯二甲酸二丁酯10g加入并搅拌,降温至室温。5:10出料。七、工艺聚醋酸乙烯酯工艺流程图
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