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聚乙烯醇缩甲醛的制备实验报告一、实验目的1、了解聚乙烯醇缩甲醛的合成原理和方法。
2、掌握反应条件对产物性能的影响。
3、学会通过实验操作制备高分子化合物，并对其性能进行初步分析。
二、实验原理聚乙烯醇（PVA）是一种水溶性高分子化合物，其分子中含有大量的羟基。
通过与甲醛发生缩合反应，可以在聚乙烯醇分子间形成缩醛键，从而得到聚乙烯醇缩甲醛（PVF）。
反应方程式如下：＼＼begin{align}nHOCH_2-CH(OH)CH_2-CH(OH)＆＼＼HOCH_2-CH(OH)CH_2-CH(OH)n ＋ nHCHO ＆＼longrightarrow\＼＆CH_2-CH(OH)CH_2-CH(OH)OCH_2-n ＋ nH_2O＼end{align}＼聚乙烯醇缩甲醛的性质取决于反应条件，如反应物的比例、反应温度、反应时间和催化剂的用量等。
三、实验药品和仪器1、药品聚乙烯醇：＿____ g甲醛溶液（37%）：＿____ mL盐酸（10%）：＿____ mL氢氧化钠溶液（10%）：＿____ mL去离子水：适量2、仪器三口烧瓶（250 mL）：1 个搅拌器：1 套回流冷凝管：1 支温度计（0 100℃）：1 支恒温水浴锅：1 台布氏漏斗：1 个抽滤瓶：1 个四、实验步骤1、在三口烧瓶中加入_____ g 聚乙烯醇和_____ mL 去离子水，开启搅拌器，加热至 90℃，使聚乙烯醇完全溶解，形成透明溶液。
2、降温至 80℃，加入_____ mL 甲醛溶液（37%），搅拌 15 分钟，使其混合均匀。
3、用滴液漏斗缓慢滴加_____ mL 盐酸（10%），控制滴加速度，保持反应温度在 80 85℃之间，反应 40 60 分钟。
4、用氢氧化钠溶液（10%）调节反应液的 pH 值至 7 8。
5、停止加热，将反应液冷却至室温，得到粘稠的液体产物。
6、将产物倒入布氏漏斗中进行抽滤，用去离子水洗涤多次，以除去未反应的甲醛和盐酸等杂质。
![可溶解的交联聚乙烯醇缩二醛的合成方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/a1ffbb12ae45b307e87101f69e3143323968f59a.png)
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1803868A [43]公开日2006年7月19日[21]申请号200510122443.9[22]申请日2005.12.20[21]申请号200510122443.9[71]申请人南开大学地址300071天津市卫津路94号南开大学化学学院[72]发明人栗方星 孙瑞敏 刘冬平 陈俊 [74]专利代理机构天津市学苑有限责任专利代理事务所代理人赵尊生[51]Int.CI.C08F 116/06 (2006.01)C08F 8/28 (2006.01)C09D 129/14 (2006.01)C09D 11/10 (2006.01)A61K 47/32 (2006.01)C09J 129/14 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 6 页[54]发明名称可溶解的交联聚乙烯醇缩二醛的合成方法[57]摘要本发明涉及一种可溶解的交联的聚乙烯醇缩戊二醛的合成方法，聚乙烯醇的醇解度范围是75％～100％，分子量范围是2×103～2×106，与戊二醛在水溶液中以强酸为催化剂，可以合成出可溶解的交联的聚乙烯醇缩戊二醛大分子，转化率95％～100％；反应体系中的摩尔比：－OH∶－CHO＝(45～76)∶1。
由于分子具有交联结构，该类聚合物具有机械性能好，耐高温特性。
由于能够溶解和熔融，有利于加工。
200510122443.9权 利 要 求 书第1/1页1、一种可溶解的交联的聚乙烯醇缩二醛，其特征在于它是用分子量为2×103～2×106聚乙烯醇，醇解度范围是75％～100％与二醛反应合成，它的结构单元为：n＝0，1-8的整数，转化率95％～100％；反应体系中-OH∶-CHO＝45～76∶1，摩尔比。
2、按照权利要求1所述的可溶解交联的聚乙烯醇缩二醛，其特征在于所述的聚乙烯醇缩二醛是聚乙烯醇缩戊二醛。
聚乙烯醇缩甲醛胶的制备、游离甲醛的消除与测定一、实验目的：1.了解常见胶粘剂聚乙烯醇缩甲醛的制备方法；2.了解甲醛的危害，掌握分析甲醛的方法；3.通过查资料确定消除甲醛的药品，并通过实验测定除甲醛的效果；4.由学生确定实验方案，提高设计实验的能力。
二、实验原理：1.聚乙烯醇缩甲醛胶的制备聚乙烯醇缩甲醛是利用聚乙烯醇与甲醛在盐酸催化作用下而制得的，其反应如下:聚乙烯醇缩醛化机理:聚乙烯醇是水溶性高聚物、用甲醛进行部分缩醛化处理，随缩醛度的增加、其水溶性下降。
本实验是合成水溶性聚乙烯醇缩甲醛，即胶水。
反应过程必须控较低的缩醛度、使产物保持水溶性。
若反应过于激烈，会造成局部高缩醛度，导致不溶物的生成，影响立品质量，因此在反应过程中，严格控制催化剂的用量、原料配比、反应温度、反应时间、搅拌速度等因素。
2.游离甲醛的消除（1）尿素尿素晶体和甲醛溶液在盐酸做催化剂的条件下反应制取脲醛树脂。
反应原理为：反应中尿素分子中氨基上两个氢原子比较活泼，与甲醛醛基上氧原子结合生成水分子，其余部分相互连接为高分子化合物脲醛树脂，（2）H2O2由于H2O2可以和甲醛作用生成水和二氧化碳，所以本实验用H2O2消除剂与尿素作对比，反应方程为：2H2O2+CH2O=CO2+3H2O3.甲醛的分析方法——乙酰丙酮分光光度法。
甲醛吸收于水中，在铵盐存在下，与乙酰丙酮作用，生成换色的3,5-二乙酰基-1,4-二氢卢剔啶，根据颜色深浅，用分光光度法测定。
酚大于甲醛1500倍，乙醛大于甲醛300倍时，不干扰测定。
本方法检出限为0.25µg/5ml，当采样体积为30L时，最低检出浓度为0.008mg/m3。
三、实验药品与仪器1.样品的制备药品：聚乙烯醇PV A1799；甲醛36%~38%，工业纯：盐酸：30%，化学纯：NaOH：40%，化学纯:尿素（U）:分析纯仪器:恒温水槽、温度计、搅拌器、精密PH试纸1-3、广泛PH试纸。
2.甲醛的分析仪器：大型气泡吸收管10ml、空气采样器，流量0-1ml、具塞比色管10ml、分光光度计。
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同组试验者：刘莉.陈雄壮.李思宏.陈素萍试验日期：2013-11-24指点教师：黄忠兵评分：一、试验目标：1.进一步懂得高分子化学反响的道理;2.经由过程聚乙烯醇(PVA)的缩醛化制备胶水,控制PVA缩醛化的试验技巧与反响道理.二.试验道理：聚乙烯醇缩甲醛是应用聚乙烯醇与甲醛在盐酸的催化感化下制得.其反响如下所示：高分子链上的羟基未必万能进行缩醛化反响,会有一部分羟基残留下来.本试验是合成水溶性聚乙烯醇缩甲醛胶水,反响进程中需控制较低浓度的缩聚度,使产品保持水溶性.如若反响过于激烈,则会造成局部搞缩聚度,导致不溶性物资消失于胶水中,则影响胶水质量.是以在此反响进程中,要特殊留意控制催化剂用量 .反响温度.反响时光及反响物比例等身分.三．试验仪器及试验试剂：1.仪器：恒温水浴一套,机械搅拌器一台,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,造就皿一个.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．试验步调：1.按请求组装试验仪器,预备所需试剂.2.在250ml三口瓶中参加90ml去离子水和17gPVA,在搅拌下升温消融.°C,待PVA全体消融后,参加3ml甲醛搅拌15min,滴加1：4的盐酸溶液,控制反响系统PH值为1~3,保持反响温度.4.持续搅拌,反响系统逐渐变稠.当系统消失气泡或有絮状物产生时,立刻敏捷参加2.5mL8％NaOH溶液,调节PH值为8~9,冷却.出料,所得的无色粘稠液体即为胶水.六.试验数据记载：苯乙烯醇：去离子水：90ml甲醛溶液：3ml1:4盐酸溶液:8％NaOH溶液：2.5ml七．评论辩论与问题：（1）为什么缩醛度增长,水溶性降低,当达到必定的缩醛度今后,产品完整不溶于水?答：①缩醛度的增长,聚乙烯醇高分子链长进行缩醛反响的-OH增多,留在链上的-OH削减,使得高分子链在水中的消融度减小,即水溶性降低,消失溶液变稠的现象;②当反响达到必定的缩醛度今后,聚乙烯醇高分子链上的许多-OH都进行缩醛反响,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消融度减小到完整不溶于水的程度;别的,不合高分子连之间消失部分胶联,也会使得减小聚合物在水中的消融度,所以到达必定的缩醛度时,产品表示出完整不溶于水的现象.（2）产品最终为什么要把pH 调到8~9?试评论辩论缩醛对酸和碱的稳固性？答：①我们所要的胶水是有必定规模的缩醛度的,使得胶水的内聚力和粘接力之间消失均衡;缩醛度不克不及过低,过的会使得胶水的粘度不敷,即内聚力不敷;但已不克不及过高,不然粘接力不敷,内聚力较大;当反响达到我们所要的粘度时,要终止反响,不克不及让缩醛度持续增长;是以,用碱中和催化剂H+,使系统处于碱性前提下,终止酸催化反响.②缩醛反响在酸性前提下是可逆的,酸性较强的前提下反响正向进行,当酸性减小,pH增大时,反响逆向进行,所以缩醛轻易在稀酸中水解转变成本来的醛酮.所以缩醛在酸性稀酸性前提下是不稳固的.在碱性前提下是稳固的.。
聚乙烯醇缩甲醛胶的制备...1.缩醛反应有无固定产物？为什么？答：缩醛反应没有固定产物。
因为：(1)反应条件(原料、配比、温度、酸度)不同，缩合产物就不同(键的长短或平均分子量不同)；(2)即使在同一条件下，每个聚聚乙烯醇和甲醛的物质的量配比及反应的pH值不同，得到的聚乙烯醇缩甲醛的分子量也不同。
分子量小时，形成的高分子化合物易溶于水;分子量大时，得到的高分子化合物难溶于水。
溶解性过好，或难于溶解对制备水溶性涂料均不利。
因此，如何控制反应的条件，使其最大限度的生成合适分子量的化合物是成功制备聚乙烯醇缩甲醛胶的重要一环乙烯分子缩合的程度也不一致(链的长短不一)，所得产物是在一定范围分子量内的，因此产物的分子量只能是长短不一的链的平均分子量。
2.在制备聚乙烯醇缩甲醛胶时，为什么需要控制滴加甲醛溶液的速度？答：如果甲醛溶液滴加速度过快，(1)甲醛来不及反应，部分甲醛会挥发；(2)造成局部甲醛浓度过大，产物中各分子的缩合程度差别就大，势必影响产品质量。
聚乙烯醇缩甲醛胶的主要原料是聚乙烯醇和甲醛，其胶的质量取决于两者的配比。
如果甲醛用量过多，则反应速度加快，缩醛度升高，形成的聚合物水溶性变差;同时甲醛的含量超标，污染环境，损害人体健康。
但如果甲醛用量太少，反应速度缓慢，缩醛度低，粘度差，形成的涂膜易于被雨水渗透。
3.在制胶过程中，为什么滴完甲醛溶液后，还要升温850C并保温15分钟？答：由于甲醛沸点低易挥发，缩合反应不可能进行得很完全，升温保温是为了使未反应完的甲醛能在酸性介质中继续与聚乙烯醇缩合。
4.聚乙烯醇缩甲醛成胶后，为什么要将PH值调至中性？答：由于缩合反应不可能很彻底，胶液中仍然有游离的甲醛，它在酸性介质中与聚乙烯醇共存，时间长，仍会慢慢聚合以致形成体形结构的凝胶。
故成胶后，应将胶液的PH值调至中性。
酸是羟醛缩合催化剂，该缩聚反应要在酸性条件下才能进行，而产物在碱性条件下则不发生缩合，即缩醛在酸中活泼，在碱中稳定。
聚乙烯醇-乙二醛缩醛树脂的合成工艺研究
聚乙烯醇乙二醛缩醛树脂是一种重要的高分子合成材料，具有优良的物理和化学性质，被广泛应用于塑料、涂料、胶粘剂、纺织品等领域。
聚乙烯醇乙二醛缩醛树脂的合成工艺主要包括以下几个步骤：
1. 乙二醇与醛的缩合反应。
将适量的醛类物质加入乙二醇溶液中，加入一定量的催化剂，并加热反应。
在此过程中，醛与乙二醇发生缩合反应，生成带有缩醛基的缩醇化合物。
2. 聚合反应。
将缩醛化合物加入聚乙烯醇溶液中，加入适量的催化剂，并进行反应。
在此过程中，缩醛化合物与聚乙烯醇分子发生聚合反应，生成聚合物。
3. 加热固化反应。
将制备好的聚乙烯醇乙二醛缩醛树脂放入烘箱中，进行一定时间的加热固化反应，使其成为固体材料。
以上是聚乙烯醇乙二醛缩醛树脂的基本合成工艺步骤，具体工艺条件和反应条件需要根据不同的材料而定。
聚乙烯醇缩甲醛的制备与分析
研究聚乙烯醇缩甲醛(PVA)作为重要的化学原料一直受到关注。
在本文中，我们研究了聚乙烯醇缩甲醛的制备与分析。
聚乙烯醇缩甲醛是一种重要的合成化学原料，可用于制造各种不同的产品，如涂料、染料、润滑油、胶乳和聚乙烯树脂等。
由于它的良好的力学性能以及用作粘合剂的良好粘性，它在各种种类的行业中有着广泛的用途。
因此，研究聚乙烯醇缩甲醛的合成与分析就变得尤为重要。
在合成聚乙烯醇缩甲醛的过程中，一般会使用一种叫做
Mild-Oxidation的方法。
它的原理是将甲醛与乙烯分子中的氢原子发生取代反应，生成聚乙烯醇缩甲醛。
在这一过程中，需要使用一种叫做钴酸钠的催化剂，可以有效地促进反应的进行。
此外，还可以使用高温低压的条件来加速反应的进行，从而实现从甲醛和乙烯中合成聚乙烯醇缩甲醛的目标。
在分析聚乙烯醇缩甲醛时，一般会使用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)。
该方法可以有效地检测到聚乙烯醇缩甲醛的晶型、结构和组成分等。
该方法的优势在于它可以进行快速多组分的检测，同时还可以检测出微量的组分，并具有较高的灵敏度。
此外，它还可以检测出聚乙烯醇缩甲醛中所含有的有害物质，如氰酸类、硝酸类等，从而加强对聚乙烯醇缩甲醛的质量控制。
总之，聚乙烯醇缩甲醛是一种重要的化学原料，合成与分析均为必要过程。
所以，人们应当在合成过程中采取规范的操作方法，同时
在分析过程中，应使用准确的检测方法，从而确保聚乙烯醇缩甲醛的质量。
PVA/乙二醛缩醛胶的制备与性能表征
王浩
(常熟理工学院化学与材料工程学院,苏州)
摘要介绍用乙二醛与聚乙烯醇缩合制备缩醛胶的方法,制得的产品性能优良,无挥发性,无甲醛刺激性气味。
关键词聚乙烯醇缩醛胶乙二醛粘度粘接强度无挥发性耐水性耐化学介质性
聚乙烯醇缩甲醛在建筑及装潢业具有广泛用途，但因产品有挥发性及刺激性气味，污染环境，影响人体健康，其应用受到很大限制。
为克服这一缺点，进一步提高质量，本文采用聚乙烯醇与乙二醛缩合制备出低游离甲醛含量的缩醛胶，它不仅无挥发性，无甲醛的刺激性气味，而且各项性能指标均优于聚乙烯醇缩甲醛胶。
1 实验
1.1 原料和仪器
原料：聚乙烯醇（PVA），；乙二醛，%；盐酸，%，分析纯，；氢氧化钠，。
仪器：恒温水浴锅，电动搅拌机，四颈烧瓶500ml，滴液漏斗，量筒，温度计等。
1.2配方设计
本实验选用聚乙烯醇20g，乙二醛8g，水668g。
为测试产品中乙二醛用量比例的影响，同时做平行实验：选定乙二醛4g、6g、10g、12g，其他条件均不变。
进行性能测试，并进行对比。
1.3制备工艺
在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的四颈烧瓶中，加入聚乙烯醇和水，95℃下保温1h 使其全部溶解。
滴加盐酸调节pH至1.5—2。
降温至82℃左右，在30min内缓慢滴完规定量的乙二醛，保温1h，滴加氢氧化钠溶液调节pH 7—8，然后降温至70℃，，加入2g 尿素，75—80℃反应30min，降温至40℃以下即可将产品倒出。
1.4产品质量指标
外观：无色透明液体；
pH 值：7—8；
固体含量：3%；
贮存稳定性：（4个月未见凝胶）；
2产品性能测试
为表征产品的性能，对其耐水及化学介质性、粘接强度、粘度等进行了测试；同时也测试了相同条件下制备的不同含量乙二醛的聚乙烯醇缩乙二醛胶的性能以便对比。
各项性能的测试结果列于表1、表2、表3中。
2.1防水性及耐酸碱性
2.1.1防水性
本实验采用溶剂萃取法测试胶水防水性能。
将各种样品胶水涂在已称重的表面皿上，自然风干48小时，再在烘箱内干燥相同时间。
然后将所有样品膜（附在表面皿上）浸泡在90℃的恒温水槽内。
约1.5h后，纯样品膜刚好全部溶解时，取出所有样品膜，自然风干48h，80℃条件下干燥12h，然后称重。
以下式计算胶水的固化率，据此衡量和比较其耐水性能：固化率=（浸泡后剩余胶膜的质量/浸泡前胶膜的质量）×100%
注:粘合剂固化率越高，耐水性能越好。
[1]
表1 样品胶水固化率测试
由表1可知，在一定限度内(实验中为0-8g乙二醛),随乙二醛使用量增加固化率逐渐提高，当达到8g乙二醛含量时，固化率最高；当乙二醛使用超过8g时，固化率随乙二醛使用量增加而降低。
故乙二醛含量为8g的聚乙烯醇缩乙二醛胶水耐水性最好。
2.1.2防水性及耐水性
取厚度为1.5mm，面积为3cm×7cm的椴木板三块，分别涂胶，晾干，粘接，加接触压，放置24h。
然后将粘接试样分别放入室温水、10%盐酸、10%氢氧化钠溶液中浸泡。
记录不开胶时间，即为防水性及耐化学腐蚀性的腐蚀时间。
表2 试样耐水及化学介质腐蚀时间/天
注：含聚乙烯醇缩甲醛相关性质对比[2]
表2数据显示，产品粘接试样在水中性能正常，在碱性介质中性能较差，而在酸性介质中性能远超聚乙烯醇缩甲醛胶。
2.2粘结强度
本次采用实际检验的方法，使用等量白水泥作为实验对象，通过测试其保水耐水性能估测其粘接强度。
取等量白水泥，分别用等量水和聚乙烯醇缩乙二醛胶混合，制成相同大小形状的水泥柱，烘干后冷却至室温，将其浸泡于水中，观察水泥柱变化情况。
将实验现象记录于下表3中。
实验现象表明，使用聚乙烯醇缩乙二醛胶的水泥具有较强的防水性能和较强的粘接强度，保持水泥之间的粘结效果，能在30天内保持原状而不发生变化。
2.3 粘度
用涂-杯测试两种胶的粘度，结果如下表4。
数据表明，用乙二醛制的缩醛胶粘度大于用甲醛制的缩醛胶。
[1]
表4 试样粘度及粘接强度
杯，
3结果与讨论
3.1聚乙烯醇浓度的确定
市面上的建筑胶水固含量一般约为3%，所以我拟定聚乙烯醇的浓度为3%。
3.2尿素的使用
聚乙烯醇缩甲醛胶中使用尿素的目的是为了降低游离甲醛的含量，使甲醛与尿素反应生成羟甲基脲。
生成的羟甲基脲还能发生进一步的缩合以及与聚乙烯醇缩醛间发生反应，所以，尿素的使用还有助于胶粘度与固含量的提高。
而尿素与残留乙二醛的反应与甲醛相似。
3.3结论
聚乙烯醇和乙二醛缩合制得的缩醛胶与聚乙烯醇和甲醛缩合制得的缩醛胶相比，前者性能更优异，无挥发性，有利于保护环境，不损害人体健康。
另外，制备聚乙烯醇缩醛胶时调节缩合体系的pH值是缩合成败的关键。
本实验的pH值为1.5—2。
1.郑文治，唐艳茹.胶的制备与性能表征.长春师范学院化学系，长春 130032
2.夏赤丹，余汉年，范汉元.花碱和己二异氰酸酯同时对聚乙烯醇胶水改性的研究.江汉大
学化学与环境工程学院，河北省武汉市430059
Preparation of Polyacetal by condensation of Polyvinyl
Alcohol with Glyoxal and Its Characterization
Wanghao
(Department of Chemistry and Material , Changshu Institute of Technology , Suzhou )
Abstract Preparation of the titled compound by condensation of polyvinyl alcohol with glyoxal was introduced in this paper, which contained little free formaldehyde. The properties of the product , including viscosity , adhesion strength and water resistance
and chemical resistance, especially its non-volatility were presented .
Key Word polyvinyl alcohol , polyacetal , glyoxal , viscosity , adhesion strength ,
water resistance , chemical resistance , non-volatility。
