聚乙烯醇缩甲醛(胶水)的制备复习课程

聚乙烯醇缩甲醛(胶水)的制备一、实验目的了解聚乙烯醇缩甲醛化学反应的原理，并制备红旗牌胶水。

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的高聚物，如果用甲醛将它进行部分缩醛化，随着缩醛度的增加，水溶液愈差，作为维尼纶纤维用的聚乙烯醇缩甲醛其缩醛度控制在35%左右，它不溶于水，是性能优良的合成纤维。

本实验是合成水溶性的聚乙烯醇缩甲醛，即红旗牌胶水。

反应过程中需要控制较低的缩醛度以保持产物的水溶性，若反应过于猛烈，则会造成局部缩醛度过高，导致不溶于水的物质存在，影响胶水质量。

因此在反应过程中，特别注意要严格控制崐催化剂用量、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。

聚乙烯醇缩甲醛随缩醛化程度的不同，性质和用途各有所不同，它能溶于甲酸、乙酸、二氧六环、氯化烃(二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷)、乙醇　甲苯混合物(30∶70)、乙醇　甲苯混合物(40∶60)以及60%的含水乙醇中。

缩醛度为75%~85%的聚乙烯醇缩甲醛重要的用途是制造绝缘漆和粘合剂。

三、实验仪器及试剂三口瓶，搅拌器，温度计 ，恒温水浴聚乙烯醇，甲醛（40%），盐酸，氢氧化钠四、操作步骤在250 mL 三颈瓶中，加入90 mL 去离子水(或蒸馏水)、7 g 聚乙烯醇，在搅拌下升温溶解。

等聚乙烯醇完全溶解后，于90℃左右加入4.6 mL 甲醛(40%工业纯)，搅拌15 min ，再加入1∶4盐酸，使溶液pH 值为1~3。

保持反应温度90 ℃左右，继续搅拌，反应体系逐渐变稠，当体系中出现气泡或有絮状物产生时，立即迅速加入1.5 mL 8%的NaOH 溶液，同时加入34 mL 去离子水(或蒸馏水)。

调节体系的pH 值为8~9。

然后冷却降温出料，获得无色透明粘稠的液体，即市场出售的红旗牌胶水。

五、 思考题1. 试讨论缩醛化反应机理及催化剂的作用。

2. 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? ~~~CH 2-CH-CH 2-CH~~~ + HCHO ~~~CH 2-CH-CH 2-CH~~~ + H 2O OH OH HCl O CH 2-O （聚乙烯醇） (聚乙烯醇缩甲醛) CH 2O + H + CH 2OH 缓慢 ~~~CH 2-CH-CH 2-CH~~~ + CH 2OH极慢 ~~~CH 22O3. 产物最终为什么要把pH调到8~9?试讨论缩醛对酸和碱的稳定性参考文献1. 吉林化学工业公司设计院.聚乙烯醇生产工艺.北京:轻工业出版社，19742. 北京有机化工厂研究所编译. 聚乙烯醇的性质和应用.北京: 北京纺织工业出版社，1979。

聚乙烯醇缩甲醛的制备及性能一、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：CH-CH2-CH-CH2 OH OH +HCHOH+CH-CH2-CH-CH2O OCH2+ H2O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 、38％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。

黏合剂（聚乙烯醇缩甲醛）的制备一、实验目的了解聚乙烯醇缩甲醛化学反应的原理，并制备红旗牌胶水。

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的高聚物，如果用甲醛将它进行部分缩醛化，随着缩醛度的增加，水溶液愈差，作为维尼纶纤维用的聚乙烯醇缩甲醛其缩醛度控制在35%左右，它不溶于水，是性能优良的合成纤维。

本实验是合成水溶性的聚乙烯醇缩甲醛，即红旗牌胶水。

反应过程中需要控制较低的缩醛度以保持产物的水溶性，若反应过于猛烈，则会造成局部缩醛度过高，导致不溶于水的物质存在，影响胶水质量。

因此在反应过程中，特别注意要严格控制崐催化剂用量、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。

聚乙烯醇缩甲醛随缩醛化程度的不同，性质和用途各有所不同，它能~CH 2CH CH 2OHCH~OH+HCHOH +~CH 2CH CH 2OCH~OCH 2H 2O+溶于甲酸、乙酸、二氧六环、氯化烃(二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷)、乙醇甲苯混合物(30∶70)、乙醇甲苯混合物(40∶60)以及60%的含水乙醇中。

缩醛度为75%~85%的聚乙烯醇缩甲醛重要的用途是制造绝缘漆和粘合剂。

三、实验仪器及试剂实验仪器：三口瓶，搅拌器，温度计，恒温水浴实验试剂：聚乙烯醇，甲醛（40%），盐酸，氢氧化钠四、实验装臵五、实验步骤及现象分析90 mL 蒸馏水水、7 g 聚乙烯醇聚乙烯醇溶解降温至35-40℃4.6mL 甲醛,搅拌15min 充分混合1∶4 盐酸，使溶液pH 值为1-390 ℃左右，继续搅拌20min 体系逐渐变稠1.5 mL 8%NaOH, 34 mL 蒸馏水调节体系的pH 值为8-9冷却出料，得产品六、注意事项1、加甲醛之前一定要使体系温度降至40℃，以防止甲醛的挥发；2、调节PH到3以下，以提供足够的氢离子作催化剂，但不能太低，以防出现严重的内交联现象；3、一旦出现絮状物就要立刻加NaOH中和氢离子，阻止内交联的继续进行。

实验二十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( PVF ，俗称107 胶)，从80年代初期在我国开发应用以来,在建筑行业以及其它行业得到广泛的应用。

但用传统的生产方法所制得的PVF 性能比较差,一般为不合格产品。

作为建筑胶使用的PVF ，其粘度、粘接强度、游离甲醛含量都是非常重要的指标。

本实验采用新的生产方法改善PVF 的性能，使制得的PVF 粘度符合JC438291 的标准，其粘接强度和游离甲醛的含量都符合建材行业的有关标准。

本实验中采用如下配方来配制聚乙烯醇缩甲醛胶。

聚乙烯醇缩甲醛是利用聚乙烯醇缩与甲醛在盐酸催化的作用下而制得的，其反机理应如下：CH 2O +H+C +H 2OHCH 2CH CH 2CHCH 2OH OH C +H 2OH +CH 2CH CH 2CHCH 2O OH C H 2+~~~~~~~~~~~~+H 2OCH 2CH CH 2CHCH 2O OH C H 2+~~~~~~CH 2CH CH 2CHCH 2O O ~~~~~~CH 2+H +聚乙烯醇和甲醛的物质的量配比急反应的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，得到的高分子物质难溶于水。

溶解性过好或难溶于水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适合分子量的化合物是制备聚乙烯醇缩甲醛胶的关键。

表1-1聚乙烯醇缩甲醛胶的配方药品名称 规格 质量/ g PV A 1 799 10 HCHO 36 %～38% 6 HCl 30% 0.8 NaOH 40% 0.6 尿素或甲醛消除剂 分析纯 0.6 H2O 自来水 120 2 游离甲醛的消除、测定由于22H O 可以和甲醛作用生成甲酸和二氧化碳，因此本实验选用22H O 作为甲醛消除剂，与尿素对比，反应方程式如下：4NH 4+ + 6HCHO === (CH2)6NH 4+ + 6H 20 + 3H + (1)2222223H O CH O CO H O +=+ (2) 3 甲醛的分析方法——乙酰丙酮分允光度法(1) 原理甲醛吸收于水中，在铵盐存在下，与乙酰丙酮作用，生成黄色的 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。

107胶（聚乙烯醇缩甲醛）的制备摘要107胶学名为聚乙烯醇缩甲醛胶黏剂，是以水为介质的溶液或乳液形成的胶黏剂。

由于107胶具有不起燃、价格较低、使用方便等特点，广泛用于建筑工程，可用作建筑胶黏剂及各种内外墙涂料、地面涂料的基料。

关键词聚乙烯醇甲醛水盐酸氢氧化钠实验步骤（1）聚乙烯醇的溶解①组装仪器，②称量药品后加入药品③将三口瓶置于电热套中并固定.在装有玻璃套管的软木塞中插入玻璃搅拌棒,装入三口瓶中间的瓶口中.细心调节马达、玻璃搅拌棒连接位置适当，并固定之。

轻轻转动搅拌棒仔细判断安装位置正确后，塞紧软木塞，在三口瓶其它两个瓶口分别装入带软木的温度计和软木塞。

④开启搅拌器，控制调节器（由小到大）调节转速使固体全部搅起为宜。

⑤调节电热套电压，使三口瓶内温度稳定在90～92℃，直到三口瓶内PVA全部溶解，溶液呈透明状，不再有白色胶团为止。

（2）聚乙烯醇缩甲醛化反应①打开三口瓶上的软木塞，当三口瓶内温度降至85～88℃时，往三口瓶中滴加浓盐酸3滴，调节PVA水溶液的pH至1.7～2.0。

②量取 4.3mL质量分数为36%的甲醛溶液用滴管少量多次加入三口瓶中，塞好软木塞，继续搅拌反应1h。

注意：反应温度不能超过90℃，否则在酸度稍低时，容易发生暴聚现象，形成凝胶团而游离出水溶液，导致缩合反应失败。

③切断水浴锅电源，停止加热。

打开软木塞，滴加6mol·L-1NaOH溶液6滴至聚乙烯醇缩甲醛胶水的pH为7左右。

（3）降温出料①切断搅拌器的电源，停止搅拌。

取出带有软木塞的温度计以及带有套管的软木塞和搅拌棒，卸下三口瓶（小心操作，以防玻璃瓶破损）。

②用自来水淋洗三口瓶外壁，使瓶内的胶水冷却至室温。

倾出胶水装入干净的三角瓶中待用。

然后洗净实验仪器。

思考题1.聚乙烯醇粉末可以直接放在冷水中进行溶解，然后加热可以加快溶解速度。

2.第一次调节在2-2.5中pH大，反应缓慢，pH太小，反应不好控制。

最后一次调节ph是为了让反应正向进行。

聚乙烯醇缩甲醛的制备【目的】1、了解聚乙烯醇缩甲醛反应的原理。

2、学习并掌握聚乙烯醇缩甲醛的操作方法【原理】聚乙烯醇缩甲醛是利用聚乙烯醇缩与甲醛在盐酸催化的作用下而制得的，其反应如下：CH 2CHCH 2CH ～CH 2CHCH 2CH + H 2OOH OH O CH 2 O HCl ～～聚乙烯醇是水溶性的高聚物，如果用甲醛将它进行部分缩甲醛化，随着缩醛度的增加，水溶性愈差。

作为维尼纶纤维的聚乙烯醇缩甲醛的缩醛度一般控制在35%左右。

它不溶于水，是性能优良的合成纤维。

本实验是合成水溶性聚乙烯醇缩甲醛胶水。

反应过程中须控制较低的缩醛度，使产物保持水溶性。

如反应过于猛烈，则会造成局部高缩醛度，导致不溶性物质存在于水中，影响胶水质量。

因此在反应过程中，特别要注意严格控制催化剂用量、反应温度、反应时间及反应物比例等因素。

聚乙烯醇缩甲醛随缩醛化程度的不同，性质和用途各有所不同。

它能溶于甲酸、乙酸、二氧六环、氯化烃（二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷）、乙醇-苯混合物（30：70）、乙醇-甲苯混合物（40：60）以及60%的含水乙醇等。

【实验步骤】在250ml 三颈瓶中，加入90ml 去离子水，17g 聚乙烯醇，在搅拌下升温溶解。

待聚乙烯醇完全溶解后，于90℃作用加入3ml 甲醛（40%工业甲醛）搅拌15分钟。

再加入36%盐酸溶液，控制反应体系pH值1～3，保持反应温度90℃左右，继续搅拌，反应体系逐渐变稠，当体系中出现气泡或者有絮状物产生，立即加入二次水并降温至70℃，反应20min至终点，再加入8%NaOH溶液调节pH 值为7.0—7.5，搅拌10min，自然冷却，放入香精，出料立即迅速加入NaOH溶液，调节体系的pH值为8-9。

然后冷却至40℃以下出料。

获得无色透明粘稠的液体，即市售的红旗牌胶水。

【注意事项】1、掌握好加入二次水的时间，仔细观察体系状态的改变情况，只有当体系中出现絮状不溶物时，才能加入二次水。

应用化学综合实验报告学生姓名李静莎指导教师曾冬铭专业班级应化1001学生学号1505100911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）甲醛（HCHO ）是一种无色易溶的刺激性气体，甲醛可经呼吸道吸收，其水溶液"福尔 马林"可经消化道吸收。

现代科学研究表明，甲醛对人体健康有负面影响。

当室内含量为 0.1毫克/立方米时就有异味和不适感；0.5毫克/立方米时可刺激眼睛引起流泪；0.6毫克/立方米时引起咽喉不适或疼痛；浓度再高可引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿；当空气中达到 230 毫克/立方米时可当即导致死亡。

长期接触低剂量甲醛可以引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症，引起新生儿体质降低、染色体异常，甚至引起鼻咽癌。

高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害。

它还可刺激眼结膜、呼吸道黏膜而产 生流泪、流涕，引起结膜炎、咽喉炎、哮喘、支气管炎和变态反应性疾病。

甲醛还可以致畸、 致癌和致突变。

据流行病学调查，长期接触甲醛的人，可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮 肤和消化道的癌症。

(2) 聚乙烯醇缩甲醛是以聚乙烯醇为主要原料和甲醛在浓盐酸催化作用下经缩醛化反应而制成的。

反应式如下：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。

由于H 2O 2可以和甲醛作用生成水和二氧化碳，所以本实验用H 2O 2做消除剂与尿素作对比，反应方程为：2H 2O 2+CH 2O=CO 2+3H 2O（3）甲醛的分析方法——乙酰丙酮分允光度法甲醛吸收于水中，在铵盐存在下，与乙酰丙酮作用，生成黄色的 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。

聚乙烯醇缩甲醛的制备一、实验目的：1、 了解高分子化学反应基本原理；2、 掌握聚乙烯醇缩醛化制备胶水的方法。

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催化作用下而制得的，缩醛度为已缩合的羟基量占原始羟基量的百分数。

在聚乙烯醇缩甲醛中随缩醛度的不同，性质和用途有所不同。

缩醛度在35%左右，就得人们所称为“维尼纶”的纤维，纤维的强度是棉花的1.5~2倍，吸湿性5%，接近天然纤维，故又称为“合成棉花”。

如果控制其缩醛度在较低水平，由于聚乙烯醇缩甲醛分子中含有羟基、乙酰基和醛基，因此有较强的粘接性能，可用来粘结木材、皮革、玻璃、金属、橡胶等。

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：CH 2CH CH 2OH CH OH +HCHO HClCH 2CH CH 2CH CH 2O +H 2O其机理如下：CH 2O +H +CH 2OH CH 2OH CH 2CH CH 2OH CH OH +极慢++CH 2CH CH 2CH OH +OC + H 2H 2 O 极慢CH 2CH CH 2CH O CH 2O +H +聚乙烯醇是水溶性高聚物，如果用甲醛将它进行部分缩醛化，随着缩醛度的增加，水溶性愈差。

本实验是合成水溶性聚乙烯醇缩甲醛胶水，反应过程须控制较低的缩醛度，使产物保持水溶性，如反应过于猛烈，则会造成局部高缩醛度，导致不溶性物质存在于水中，影响胶水质量，因此需控制反应条件，包括催化剂用量、反应温度、反应时间、反应物比例等因素。

三、主要仪器及试剂：1．仪器：三口烧瓶，冷凝管，搅拌器，恒温水浴，温度计。

2．试剂：聚乙烯醇（PV A），甲醛水溶液，盐酸，氢氧化钠。

四、实验步骤：1．在安装有搅拌器、温度计及回流冷凝管的250mL三口瓶中加入10gPV A和90mL水，不断搅拌使其升温，温度控制在90℃左右。

2．待PV A完全溶解后，降温至80℃左右加入3mL甲醛(40％工业甲醛，市售甲醛)，搅拌15min，滴加20%（体积分数）盐酸溶液（大约0.5mL），控制反应体系pH值在1~3，保持反应温度90℃，继续搅拌0.5h。

聚乙烯醇缩甲醛胶水的制备一、实验药品及仪器聚乙烯醇1799，甲醛溶液分析纯试剂厂T 36%的盐酸、10%NaOH溶液、蒸馏水数显恒温水浴锅，强力电动搅拌机，旋转式粘度计220V 50Hz ，微机控制电子万能试验机熟，250mL三口蒸馏瓶、球形冷凝管、10mL量筒、100mL量筒二、实验方法1、聚乙烯醇的溶解在250mL干燥斜颈三口烧瓶中先加加入10g 99%的聚乙烯醇，然后加90mL 蒸馏水，混合后将整个装置置于恒温水浴锅（注意恒温水浴箱不能干烧）中固定好。

通入冷凝水并开动搅拌器搅拌，加热水浴锅升温至90℃。

直至聚乙烯醇全部溶解。

2、合成聚乙烯醇缩甲醛当反应半小时之后，用胶头滴管慢慢加入2mL盐酸溶液和3mL甲醛溶液，反应1-2h。

这时溶液里面的粘度明显增大，气泡停留在液体中。

待反应半小时后，在90mL 水中加入10g NaOH，搅拌使其溶解，配制成NaOH溶液，在不断搅拌下加入上述粘稠液中，调节其pH值，用PH试纸检测溶液酸碱性，直至溶液稍过碱性。

关掉水浴锅，自然冷却。

继续搅拌直至物料呈淡黄色胶状粘稠液。

将其置于烧杯中，便制得聚乙烯醇缩甲醛胶水。

3、聚乙烯醇缩甲醛的性能测试使用Nou-79型旋转式粘度计测定其粘度；使用微机控制电子万能试验机测定其拉伸强度。

记录相关数据。

三、结果与讨论聚乙烯醇缩甲醛的制备与其他缩醛产品的显著不同就在于其析出条件不易控制，控制不好，一旦缩醛度达到一定程度或者升温析出过快，会导致产品析出过程中就抱团，结块，形成紧密物料析出。

通过与一般聚乙烯醇缩甲醛产品的比较，发现本实验制备的聚乙烯醇缩甲醛是不合格的。

由于制备出的聚乙烯醇缩甲醛的粘度差，仪器对其的测量也无法进行，所以它的粘度和拉伸强度数据并没有在实验中测定出来。

下面就列出导致实验中制备聚乙烯醇缩甲醛失败的几种可能原因：1、酸碱性对缩合反应的影响盐酸在缩醛化反应中是起催化作用的，生成的聚合物溶液往往呈酸性，需加入NaOH溶液中和至中性或偏碱性。