「聚乙烯醇缩甲醛的制备实验报告」.doc

聚乙烯醇缩甲醛的制备班级：11级生医一班 姓名：陈素萍 学号：1143015037同组实验者：刘莉、陈雄健、李思宏、陈素萍 实验日期：2013-11-24指导教师：黄忠兵 评分：1、 实验目的：1.进一步了解高分子化学反应的原理；2.通过聚乙烯醇(PVA)的缩醛化制备胶水，掌握PVA缩醛化的实验技术与反应原理。二、实验原理： 聚乙烯醇缩甲醛是利用聚乙烯醇与甲醛在盐酸的催化作用下制得。其反应如下所示： 高分子链上的羟基未必全能进行缩醛化反应，会有一部分羟基残留下来。本实验是合成水溶性聚乙烯醇缩甲醛胶水，反应过程中需控制较低浓度的缩聚度，使产物保持水溶性。如若反应过于猛烈，则会造成局部搞缩聚度，导致不溶性物质存在于胶水中，则影响胶水质量。因此在此反应过程中，要特别注意控制催化剂用量 、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。三实验仪器及实验试剂：1.仪器：恒温水浴一套，机器搅拌器一台，温度计一支，250ml三口瓶一个，球形冷凝管一支，10ml量筒一个，100ml量筒一个，培养皿一个。2.药品：聚乙烯醇1799（PVA），甲醛水溶液（40工业甲醇），盐酸，NaOH,去离子水。四实验步骤： 1.按要求组装实验仪器，准备所需试剂。2.在250ml三口瓶中加入90ml去离子水和17gPVA,在搅拌下升温溶解。3.升温到85C，待PVA全部溶解后，加入3ml甲醛搅拌15min，滴加1：4的盐酸溶液，控制反应体系PH值为13，保持反应温度。4.继续搅拌，反应体系逐渐变稠。当体系出现气泡或有絮状物产生时，立即迅速加入2.5mL8NaOH溶液，调节PH值为89，冷却、出料，所得的无色粘稠液体即为胶水。五、实验过程记录时间t温度T/C现象操作8：44 20安装仪器，称取PVA17.0085g8：46 20加入称好的PVA，并加入90ml去离子水。开启搅拌，速度为440r/min。8：5053 PVA逐渐溶解8：5366在加热器中补充加水。9：0285加3ml甲醛。保持搅拌15min9：1782缓慢滴加1:4的盐酸，直至pH为139：2382调节温度至859：4285 出现气泡及絮状物加入8NAOH2.5ml，调节pH至99：5085向浴槽中加冷水9：5960降温至60。得到无色透明粘稠液。停止搅拌，取样。10: 0420清洗仪器，烘干，安装仪器六、实验数据记录： 苯乙烯醇：17.011g 去离子水：90ml 甲醛溶液：3ml 1:4盐酸溶液:1.5ml 8NaOH溶液：2.5ml 七讨论与问题： （1）为什么缩醛度增加，水溶性下降，当达到一定的缩醛度以后，产物完全不溶于水? 答：缩醛度的增加，聚乙烯醇高分子链上进行缩醛反应的-OH增多，留在链上的-OH减少，使得高分子链在水中的溶解度减小，即水溶性下降，出现溶液变稠的现象； 当反应达到一定的缩醛度以后，聚乙烯醇高分子链上的很多-OH都进行缩醛反应，留在链上的-OH很少，甚至部分长的链段上没有-OH，使得高分子链在水中的溶解度减小到完全不溶于水的程度；另外，不同高分子连之间出现部分胶联，也会使得减小聚合物在水中的溶解度，所以到达一定的缩醛度时，产物表现出完全不溶于水的现象。（2）产物最终为什么要把pH 调到89?试讨论缩醛对酸和碱的稳定性？ 答：我们所要的胶水是有一定范围的缩醛度的，使得胶水的内聚力和粘接力之间存在平衡；缩醛度不能过低，过的会使得胶水的粘度不够，即内聚力不够；但已不能过高，否则粘接力不够，内聚力较大；当反应达到我们所要的粘度时，要终止反应，不能让缩醛度继续增加；因此，用碱中和催化剂H+，使体系处于碱性条件下，终止酸催化反应。 缩醛反应在酸性条件下是可逆的，酸性较强的条件下反应