聚乙烯醇缩醛化
因为不存在乙烯醇单体,因而聚乙烯醇(PVA)不能直接由单体聚合而成,通常是通过由聚醋酸乙烯酯(PVAc)醇解(或水解)后得到聚乙烯醇。
在酸性或碱性条件下,PVAc均可发生醇解反应。
酸性醇解时,由于残留的酸液很难从产物中出去,而残留的酸可加速PVA的脱水作用,使产物变黄或不溶于水,目前工业上一般都采用在碱性条件下进行PVAc的醇解。
实验中用甲醇作为醇解剂,NaOH为催化剂,其反应方程式为:
一般来说,聚合物的化学反应都难以完全进行,聚醋酸乙烯酯的醇解反应也不例外,通常用醇解度来表示聚醋酸乙烯酯中乙酰氧基转化为羟基的百分数。
当聚醋酸乙烯酯开始醇解时,生成的聚乙烯醇先是附着在反应容器的壁上,当有约60%
)被羧基取代后,就会有大量的聚乙烯醇从溶液中析出,的乙酰氧基(-OCOCH
3
大分子从溶解状态变为不溶解状态,出现胶团,因此在醇解过程中要注意观察,当体系中出现冻胶时要立即强烈搅拌将其打碎,否则会因胶体内部包住的PVAc 无法醇解而导致实验失败。
聚乙烯醇分子中含有大量的羟基,可进行醚化、酯化及缩醛化等化学反应,特别是缩醛化反应在工业上具有重要的意义,如对聚乙烯醇纤维进行缩甲醛、苄叉化等缩醛化处理后,可得到具有良好的耐水性和机械性能的维尼纶,聚乙烯醇缩甲醛还可应用于涂料、粘合剂、海绵等方面,PVA的缩丁醛产物在涂料、粘合剂、安全玻璃等方面具有重要的应用。
聚乙烯醇缩甲醛是由聚乙烯醇在酸性条件下与甲醛缩合而成的。
其反应方程式如下:
由于几率效应,聚乙烯醇中邻近羟基成环后,中间往往会夹着一些无法成环的孤立的羟基,因此缩醛化反应不能完全。
把已缩合的羟基量占原始羟基量的百分数称为缩醛度。
聚乙烯醇溶于水,而反应产物聚乙烯醇缩甲醛不溶于水,因此,随着反应的进行,体系由均相体系逐渐变成非均相体系。
本实验是合成水溶性聚乙烯醇缩甲醛,实验中要控制适宜的缩醛度,使体系保持均相。
若反应过于猛烈,则会造成局部高缩醛度,导致不溶性物质存在于胶水中,影响胶水的质量。