实验76 聚乙烯醇的制备及其缩醛化反应

一、实验目的

1．熟悉聚合物中官能团反应的原理。

2．利用聚合物化学反应制备聚乙烯醇缩甲醛。

二、实验原理

  聚乙烯醇可以与醛类(甲醛、乙醛、丁醛)进行特征反应—缩醛反应，生成六元环缩醛结构。聚乙烯醇缩甲醛是由聚乙烯醇相邻的羟基之间与甲醛作用，生成1，3—二氧六环的环状物,其反应可表示为：

  当然醛的羰基也可能与两个聚乙烯醇大分子中的两个羟基进行缩醛反应，这样就会形成大分子之间交联的网型结构的聚合物。甲醛化反应可分为两种，一种是在聚乙烯醇的水溶液中进行；另一种是利用固体的聚乙烯醇进行反应。聚乙烯醇纤维在水溶液反应中，醛基沿着聚乙烯醇的链呈不规则性地与羟基反应。但是在固体反应中情况就不同了，试剂进入聚乙烯醇的非结晶部分进行反应，结晶部分则不反应。低温下，聚乙烯醇若经200℃进行热处理．结晶度可达50％以上。结晶度低的易溶于水．结晶度高的则不易溶于水，经200℃热处理的聚乙烯醇固体，即使在80℃的热水中也不溶。维尼纶纤维的生产，就是利用将聚乙烯醇纤维延伸，热处理，使结晶度提高之后再甲醛化反应。经适度的甲醛化后，有少量的交联发生，变成热水不溶，也不收缩的纤维。

三.仪器及药品

三口烧瓶  回流冷凝管  温度计  恒温水浴  搅拌器   烧杯  薄木板（12cm×2.5cm×0.5cm）

聚乙烯醇9g  36％甲醛溶液 5g   2.5mol/L的盐酸溶液  10％氧氧化钠溶液   蒸馏水

四.实验步骤

1．在装有搅拌器、回流冷凝管的三口烧瓶中加入9g聚乙烯醇及80mL水，搅拌下在95℃加热使其完全溶解。

2．降温至90℃,加入5g  36％的甲醛溶液，搅拌10分钟后加入2.5mol/L的盐酸溶液调pH值为1～3，搅拌下进行保温反应。随着反应的进行，溶液逐渐变粘调，变浑浊，当有气泡或絮状物产生时,迅速加入10％的NaOH溶液调pH值为7～8，再加60～70mL蒸馏水稀释后冷却降温，得粘稠透明状液体。

3. 将透明状液体涂于木板表面（2.5cm×2.5cm），将两块木板涂胶面对粘，加重物，室温下放置30min后80度烘箱30min，取出后降至室温，测粘接强度。

五.思考题

1.聚乙烯醇缩甲醛的改性原理？

2.聚乙烯醇缩醛化的反应除用来制备胶粘剂或涂料外，还可制备哪些材料？

附：    缩醛度和酸值的测定

将聚乙烯醇缩甲醛样品经50℃真空干燥恒重，准确称取1克，置于250ml磨口三角瓶中，加入50mL乙醇，接上冷凝管，加热至60℃．使样品全部溶解。冷却后，加入1％酚酞指示剂，用0.02mol/L氢氧化钾—乙醇溶液滴定至微红色。加入7％盐酸羟胺水溶液25mL，摇匀，并加热回流3小时。冷却后加入甲基橙指示剂，用0.5mol/L的氢氧化钾标准溶液滴定至终点由红→黄，同时作一空白试验。

式中：V1—空白消耗氢氧化钾—乙醇溶液体积(mL)；

     V2—柞品消耗氢氧化钾—乙醇溶液体积(mL)；

     V3—空白消耗氢氧化钾标准溶液体积(mL);

     V4—样品消耗氢氧化钾标准溶液体积(mL);

     W—样品重(g)；

     C1—氢氧化钾—乙醇溶液的物质的量浓度（mol/L）;

     C2—氢氧化钾标准溶液的物质的量浓度（mol/L）;