浙江理工大学聚乙酸乙烯酯的合成化学改性结构表征及性能测试

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1、专业方向化学实验报告聚乙酸乙烯酯的合成、化学改性、结构表征及性能测试姓名：刘向洋学号：I10140317班级：10应用化学（3）班指导老师：倪华钢叶鹏实验日期2013年12月29实验思路及流程图聚乙酸乙烯酯（PVAc）乳液主要用于制备日常生活中常用的白乳胶，而PVAc的醇解物聚乙烯醇（PVA）则广泛用作包装薄膜材料，同时也是重要的膜分离材料。此外，对PVA进行缩醛改性是制备维尼纶纤维的主要方法。PVAc的制备及其下游产物PVA和PVA缩甲醛（PVF）的开发具有很好的实际应用前景。理解影响PVAc及其下游产物性能的各种因素对于相关产品的开发以及相应聚合物制备及改

2、性机理的认识具有重要意义。本实验以聚乙酸乙烯酯的合成与醇解，以及醇解物的缩醛改性为主线，利用不同的聚合方法（溶液聚合与乳液聚合）制备聚乙酸乙烯酯，加深理解聚合方法对聚合物分子量及其分布的影响。对聚合、醇解以及缩醛反应的相关产物进行结构表征及性能测试，重点理解产物性能和结构之间的内在关系。根据以上的思路设计如下的实验流程图：实验分为三大部分，化学合成及改性，结构表征（含分子量测定），性能表征，由此展开实验报告。一、聚乙酸乙烯酯的合成及改性【一】聚乙酸乙烯酯的合成29（一）原料精制（主要为乙酸乙烯酯的精制）实验过程中，参与反应的有引发剂，反应物，溶液等，若反应物或

3、引发剂纯度不够高，则会对聚合过程产生较大的影响，如引发剂不纯可能影响聚合速率和聚合物的相对分子质量，单体不纯时，可能含有阻聚剂，使聚合难以进行，甚至无法得到聚合产物，因此在实验开始前要对引发剂及单体进行精制。本实验中，分别采用溶液聚合与乳液聚合方法来合成聚乙酸乙烯酯。由于反应场所不同，两种方法所采用引发剂也不同：溶液聚合中，以无水乙醇为溶液相，偶氮二异丁氰为引发剂，乳液聚合中，则以水溶性的过硫酸铵为引发剂。实验中由于两个引发剂可能纯度较高未进行进一步处理，仅完成对乙酸乙烯酯的精制。1、实验原理在高分子化学中，单体的精制主要对烯类单体而言，也包括某些其他类型单体

4、。单体的杂志的来源多种多样，如生产过程中引入的副产物（苯乙烯中的乙苯和二乙烯苯）和销售时加入的阻聚剂（对苯二酚和对叔丁基苯酚）；单体在储运过程中与氧接触形成的氧化或还原产物（二烯单体中的过氧化物，苯乙烯中的苯乙醛）以及少量聚合物。固体单体常用的纯化方法为结晶（双酚A用甲苯重结晶）和升华，液体单体可采用减压蒸馏、在惰性气氛下分馏的方法进行纯化，也可以用制备色谱分离纯化单体。单体中的杂质可采用下列措施加以除去。（1）酸性杂质（包括阻聚剂对苯二酚等）用稀NaOH溶液洗涤除去，碱性杂质（包括阻聚剂苯胺）可用稀盐酸洗涤除去。（2）单体的脱水干燥，一般情况下可以用普通干燥

5、剂，如无水氯化钙，无水硫酸钠和变色硅胶。严格要求时，需使用氢化钙来除水；进一步的除水，需要加入1,1-二苯基乙烯阴离子（仅适用于苯乙烯）或AlEt3（适用于甲基丙烯酸甲酯等），待液体呈一定颜色后，再蒸馏出单体。29（1）芳香族杂质可用硝化试剂除去，杂环化合物可用硫酸洗涤除去，注意苯乙烯绝对不能用浓硫酸洗涤。（？）（2）采用减压蒸馏法除去单体中的难挥发杂质。（3）离子型聚合对单体的要求非常严格，在进行正常的纯化过程中，需要彻底除水和其他杂质。例如，进行（甲基）丙烯酸酯的阴离子聚合，最后还需要在AlEt3存在下进行减压蒸馏。（4）本实验以饱和NaHSO3溶液除乙酸

6、乙烯酯中的酸及氧化物，并在洗净后用无水硫酸镁干燥处理，从而完成乙酸乙烯酯的精制。1、主要仪器和试剂实验仪器：500mL三颈烧瓶，毛细管，刺型分馏柱，直型冷凝管，0~100℃温度计，50mL圆底烧瓶，250mL平底烧瓶，250mL分液漏斗，500mL磨口锥形瓶，分馏头，温度计套管，三通管。实验试剂：乙酸乙烯酯，10%碳酸钠溶液，饱和亚硫酸氢钠溶液，pH试纸，无水硫酸镁。2、实验步骤（1）如图示搭好装置。图：乙酸乙烯酯精馏装置（2）250mL的乙酸乙烯酯——250mL分液漏斗中——29饱和NaHSO3溶液充分洗涤三次（每次约50mL）——蒸馏水洗涤三次（每次约50

7、mL）；10%Na2CO3溶液洗涤三次（每次约50mL）——蒸馏水洗涤至中性——放入干燥的500mL磨口锥形瓶中——无水硫酸镁（用量为0.5-1g/10mL液体）干燥2~3h。（1）干燥过的乙酸乙烯酯——有刺型分馏柱的精馏装置上精馏——收集71.8~72.5℃之间的馏分。（2）将馏分放在冰箱里低温储存，待用。（一）乙酸乙烯酯的溶液聚合1、实验原理本实验采用自由基溶液聚合反应。溶液聚合是单体溶于适当溶剂中进行的聚合反应。溶液聚合一般具有反应均匀、聚合热易散发、反应速度及温度易控制、分子量分布均匀等优点。在聚合过程中存在向溶剂链转移的反应，使产物分子量降低。因此，

8、在选择溶剂时必须注意溶剂的活性大小。各