快干型卷烟用聚乙烯醇缩甲醛粘合剂的生产原理与工艺的研究进展

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1、快干型卷烟用聚乙烯醇缩甲醛粘合剂的生产原理与工艺的研究进展高分子材料与工程学号：********姓名：***指导老师:***摘要：本文概述了聚乙烯醇缩甲醛（PVFM）粘合剂的研制和合成丄艺，以及此工艺的研究进展。以及各种合成方法对聚乙醇缩卬醛制备的影响。关键词：快干型；聚乙烯醉缩甲醛；粘合剂1前言聚乙烯醇缩醛（PVFM）是聚乙烯醇和醛类化合物的缩合产物，是一类十分重要的高分子材料，冃前作为商品化的聚乙烯醇缩醛产品主要有聚乙烯醇缩丁醛、缩甲醛、缩甲乙醛等，在涂料、粘合剂、薄膜等方面有广泛的应用。水溶性PVA应用范围止在逐步扩大⑴，但由于其分了中含

2、有大量轻基，其亲水性较强，如果用于粘合复合纸则存在耐折度、弹性、耐水性较差等问题⑵；如果与淀粉同用，则天气变化易形成冻胶和霉变⑶，并11PVA存在着季节性问题（在4°C吋就会冻结）和原料来源紧缺等。这样，使PVA的生产和使用受到了很大的限制。2工艺原理⑷—(：H2—(jH—CH2——+H(H()—-OHOHo(b2ohoh半缩醛9—CH2—(H—CH2—(fH—ch2—CH2—(H—ch2I0I—CH2—(11—(B2?-OH分子内缩醛OH分子间（或链段间）缩醛3实验部分3.1实验原理⑸聚乙烯醇缩醛是聚乙烯醇和醛在强酸性条件下，经高分子官能团的

3、缩合反应而生成的分子内缩醛化物，在缩合过程屮，按基与两个PVA的瓮基反应，并析出水，反应式如工艺原理所示。由于在这一反应中有游离的疑基，缩醛化反应总是不能进行到底的⑷。工业的聚乙烯醇缩醛总不是只含缩醛基，除缩醛基外它的分子屮总含有未被取代的瓮基和一定量的酯基(乙酰基)⑹，其随着缩醛反应的进行，可使生成的聚乙烯醇缩醛不溶于水，使之在达到一定的缩醛化度后出溶液中沉淀析出。聚乙烯醇缩醛的合成可通过以聚乙烯醇为原料和以聚乙酸乙烯酯为原料的两条路线，即由溶于水屮的聚乙烯醇经醛进行缩醛化而牛成和将聚乙酸乙烯酯溶于醋酸中再以醛处理而制得。曲于以聚乙酸乙烯酯为

4、原料同时进行水解和缩醛化吋很难调节缩醛组成中的乙酰基，而以聚乙烯醇宜接缩醛可以更准确地调节聚乙烯醇缩醛链屮官能基的比例，在必要吋可以制得几乎不含乙酰基的产物，所以，主要探讨聚乙烯醇直接缩醛工艺。3.2原料及材料⑸聚乙烯醇(PVA)17・99工业品甲醛(HCHO)HC1双氧水NaOHHAC苯乙醇乙酸乙酯工业品(36.5%)工业品(36.5%)工业品分析纯工业品(98%)分析纯分析纯92%3.3工艺流程⑸双氧水甲醛NaOHPVA溶解、降解

5、一I缩合反应I一I水洗I一I稳定I一I干燥

6、一I成品IHC1(HAC)3.4实验方法⑸3.4.1方法一（非均相

7、法）将溶解、降解后PVA水溶液温度调至一中温起点〜70°C,加入配比量的HC1,搅拌下第一次滴加甲醛溶液，保温2h降至5°C,第二次滴加剩余的甲醛溶液，并在5〜8°C保温反应4h,再分別升温10°C、15°C、20°C、25°C,并在各温度控制点保温反应lh后升温至50°C反应4h以上，直至产品完全析出。再经水洗、碱稳定、干燥可得成詁。3.4.2方法二（均相法）将溶解、降解后的PVA水溶液温度调至~7°C,搅拌下加入一定量的HAC（约量的2/3）,配制成一定浓度的PVA的HAC溶液，加入第一次配比量的甲醛溶液和HC1,保温反应2h后降至8°C,

8、加入第二次配比量（余量）的HAC、HC1和卬醛溶液，并在8〜10°C保温反应2h,再分别升温至20°C、25°C、30°C、35°C,并在各温度控制点分别保温反应3h、lh、lh、0.5h后，缓慢升温至65°C保温反应4小时后加水析出，直至产品完全析出。再经水洗、碱稳定、干燥可得成品。3.5检验方法3.5.1胶粘剂快干性的测定⑺用胶粘剂粘接两片同样大小的瓦楞纸，室温自然干燥，称n个小时的重量Wnh失水量与原有质量W（）hZ比即为胶粘剂的失水速率，失水速率越大胶粘剂快干性越好。失水速率二X100%"oh3.5.2性能测定⑻游离甲醛含量测定，按GB

9、5544-85进行；粘度测定，按GB2794-81进行；剪切强度测定，按HG4-1238-79进行；试片用三合板制成，尺寸为120x20mm,搭接长度15mm。4结果与讨论⑼采用常规缩醛化工艺不易掌握反应终点，常常会出现：①反应不完全或反应时间过长，反应物含游离甲醛过多，导致产品凝胶化；②产品刺激气味污染环境，损害操作人员身体健康。4.1甲醛的用量对缩醛化的影响甲醛的用量对缩醛化冇一定的影响，如甲醛用量少于一定的比例，则无论如何延长反应吋间，反应终点不会出现，所得产物缩醛化程度低，胶液中游离甲醛过多，产物有强烈刺激气味，于常温下放置，度会随着吋

10、间增长而出现凝胶，不仅影响产品质量，还不能贮存吋间过长；反之，甲醛用量过多，反应终点出现快，将使下一步水洗工序来不及完成就出现凝胶现象，甲醛的用量应控