安全玻璃夹层用聚乙烯醇缩丁醛树脂的合成

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1、安全玻璃夹层用聚乙烯醇缩丁醛树脂的合成蔡元涛（华中科技大学，湖北武汉，430074）[摘要]聚乙烯醇缩丁醛具有高度的透明性、耐低温性、耐光、耐热。对玻璃、金属、陶瓷、皮革等材料都有良好的粘合性，是当前制造夹层安全玻璃的最佳粘合材料。本实验采用自由基溶液聚合方法合成聚醋酸乙烯酯，经醇解反应得到聚乙烯醇，聚乙烯醇缩丁醛是有聚乙烯醇和丁醛在酸催化作用下，缩合反应而成的合成树脂。关键词:安全玻璃；聚乙烯醇；聚乙烯醇缩丁醛；缩醛化0前言人们对安全玻璃的需求越来越大，而安全玻璃以夹层玻璃为主，所谓夹层玻璃就是

2、用PVB胶片将2片或2片以上的玻璃在一定的温度和压力下粘结而成。夹层玻璃具有很高的抗冲击强度和使用的安全特性Llj。而PvB是聚乙烯醇缩丁醛，它是聚乙烯醇和正丁醛之间的缩合产物。目前，生产PvB的方法主要有：二相法；聚乙烯醇在乙醇溶液中的缩醛化；常温下生产微粒状PVB。1实验部分1.1试剂与仪器试剂：醋酸乙烯酯，亚硫酸氢钠，碳酸钠，无水硫酸钠，偶氮二异丁腈，乙醇，甲醇，5%NaOH-甲醇溶液，0.01mol/LNaOH-乙醇溶液，酚酞指示剂，0.5mol/L盐酸，丁醛，20%盐酸，pH试纸，乙醇，

3、0.02mol/LKOH-乙醇溶液，7%的盐酸羟胺溶液，甲基橙指示剂，0.5mol/L的KOH标准溶液（溶剂为50%的乙醇），乳胶管，蒸馏水，冰，滤纸，称量纸仪器：分析天平，量筒，机械搅拌器，回流冷凝管，250mL三口烧瓶，150mL分液漏斗，250mL磨口锥形瓶，真空水泵，减压蒸馏装置，布氏漏斗，吸滤瓶，50mL滴液漏斗，大表面皿，温度计，真空烘箱，烘箱，红外灯，酸、碱式滴定管。1.2实验原理聚乙烯醇缩丁醛是由聚乙烯醇和丁醛在酸的催化作用下，缩合反应而成的合成树脂。合成PVB数值的反应路]为：1

4、.3实验步骤1.3.1醋酸乙烯酯的精制取100mL的醋酸乙烯酯于250mL的分液漏斗中，用饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤三次（每次用量约25mL），水洗三次（每次用量约25mL）后，再用饱和碳酸氢钠溶液洗涤三次（每次用量约25mL），然后用去离子水（蒸馏水）洗涤至中性，最后将醋酸乙烯酯放入干燥的150mL磨口锥形瓶中，用无水硫酸钠干燥，过夜。将经过洗涤和干燥的醋酸乙烯酯，干燥过的醋酸乙烯酯置于蒸馏瓶中常压蒸馏提存（为了防止自聚，可在锥形瓶中加0.5%的对二苯酚）。1.3.2偶氮二异丁腈（AIBN）的精制在

5、装有回流冷凝管的150mL锥形瓶中加入95%的乙醇50mL，在水浴上加热至接近沸腾，迅速加入AIBN5.05g，摇荡使其全部溶解，溶液趁热抽滤，滤液用冰水冷却后得到白色晶体，静置30分钟,用布氏漏斗抽滤，产物干燥后称重为2.36g，计算产率1.3.3聚醋酸乙烯酯的溶液聚合在装有回流冷凝管、搅拌装置和温度计的250mL三口烧瓶中，分别加入43.08g醋酸乙烯酯和溶有0.15g偶氮二异丁腈的甲醇溶液20g，开动搅拌，升温至60℃左右，在此温度下反应三小时后，升温至65℃，继续反应半小时，冷却结束聚合反

6、应，干燥后的聚合物涂膜测定红外谱图用5mL甲醇将反应瓶口处的溶液冲净，然后在反应瓶上装上蒸馏装置和温度计，55℃水浴加热，搅拌下水泵减压，将未反应的单体除尽1.3.4聚乙烯醇的制备（1）醇解反应制备聚乙烯醇单体除尽后拆下蒸馏装置，换上回流冷凝管，在反应瓶中再加入85mL甲醇，开动搅拌，使聚合物混合均匀后，在25℃下慢慢滴加5％的NaOH-甲醇溶液2.8mL（约1滴/秒）。仔细观察反应体系，约1～1.5h发生相转变。这时再滴加1.2mLNaOH-甲醇溶液，继续反应1小时。用布氏漏斗抽滤所得PVA白色

7、沉淀，沉淀用15mL甲醇洗涤三次，产品放在一块大表面皿上，捣碎并尽量散开，自然干燥后放入真空烘箱中，在50℃干燥1小时，称重-13.88g，计算产率，干燥后的聚合物压片测定红外光谱。（2）醇解度测定在分析天平上准确称取1.008g聚乙烯醇，置于500mL锥形瓶中，倒人100mL蒸馏水，装上回流冷凝管。用水浴加热，使样品全部溶解。冷却，用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，加入几滴酚酞指示剂。用滴管滴加0.01mol/L的氢氧化钠-乙醇溶液中和至微红色。加入25.00mL0.5mol/LNaOH水溶液，在水浴

8、上回流1小时，冷却，用0.5mol/LHCl滴定至无色，同时做一空白试验。1.3.5聚乙烯醇缩丁醛的制备（1）聚乙烯醇的缩醛反应在装有回流冷凝管、搅拌器和温度计的250mL三口瓶中，加入10g聚乙烯醇及90mL蒸馏水，配成10％水溶液，水浴升温至70～80℃溶解1小时。待聚乙烯醇完全溶解后，冷却到8～10℃，测pH值，约为中性。加入7.2mL丁醛，溶解搅拌10分钟，加入20％盐酸2.4mL，冰水浴反应2小时，室温反应2小时，以后逐步升温到50～55℃（升温过程控制在1小时）后继续反