聚醋酸乙烯酯的醇解

实验八聚醋酸乙烯酯的醇解一、实验目的加深对聚合物化学反应原理的理解。掌握通过聚醋酸乙烯酯醇解制备聚乙烯醇的实验技术了解聚醋酸乙烯酯醇解的特点以及主要影响因素。二、化学试剂（品级AR）聚乙酸乙烯酯甲醇氢氧化钠15克200毫升1克三、仪器设备及耗材三口烧瓶250mL加热装置回流冷凝管机械搅拌器抽滤装置温度计（100°C）烧杯100mL一次性滴管4mL1个1个1支1套1套1支1个数支四、实验原理由于“乙烯醇”极不稳定，极易异构化而生成乙醛或环氧乙烷，所以聚乙烯醇不能由“乙烯醇”来聚合，通常都是将聚醋酸乙烯酯（PVAc）醇解（或水解）后得到聚乙烯醇（PVA）。由于聚合物的相对分子质量很高而且具有多分散性、结构多层次变化以及聚合物的凝聚态结构及溶液行为与小分子的差异很大的特点，使聚合物的化学反应具有其自身的特征。一般来说，聚合物中官能团的活性较低，化学反应不完全，官能团转化不完全，主副产物又无法分离，因此常用官能团的转化程度来表示反应进行的程度。PVAc的醇解可以在酸性或碱性条件下进行。酸性醇解时，由于痕量级的酸很难从PVA中除去，而残留的酸可加速PVA的脱水作用，使产物变黄或不溶于水，因此工业上采用碱性醇解法。本实验中，聚醋酸乙烯酯的醇解过程是在碱的催化下聚醋酸乙烯酯在甲醇溶液中进行的醇解反应，其反应如下：■fCH/Hh+nCH?OH—+C比CHh+M弘COCCH?t OH0-cch3从反应式可以看出，醇解反应是甲醇和PVAc之间的酯交换反应。影响聚醋酸乙烯酯醇解的主要因素有以下几点：其他条件不变，随聚合物浓度增加，醇解度降低。但浓度太低，溶剂损失和回收工作量太大，一般聚合物浓度为22%。增加NaOH用量对醇解速度、醇解率影响不大，但会增加体系中醋酸钠的含量，影响反应质量。一般NaOH与PVAc的摩尔比为12：100。提高温度会加快醇解速率，但副反应速率也相应提高。工业上一般选择4548°C。由于PVAc可溶于甲醇而PVA不溶于甲醇，因此在反应过程中会发生相变。在实验室中醇解进行的好坏，关键在于体系中刚出现胶冻时，必须用强烈搅拌将其打碎，这才能保证醇解较完全地进行。本实验以甲醇为醇解剂，在NaOH作用下对聚醋酸乙烯酯进行醇解反应制备聚乙烯醇。五、实验步骤实验装置如图8所示，在装有机械搅拌器和冷凝管的250mL三口烧瓶中，加入90mL溶解有15g聚醋酸乙烯酯的甲醇溶液，在30°C搅拌下缓慢加入3mL5%NaOH/CH3OH溶液，反应温度控制在45C进行醇解。当醇解度达到60%左右时，大分子从溶解状态转变为不溶状态，出现胶团。醇解过程中要注意观察，当体系中出现胶冻时要迅速强烈搅拌将其打碎，否则胶团内部包裹的PVAc无法醇解导致实验失败。体系出现胶冻后，强力搅拌，打碎胶冻，继续反应0.5h，加入4.5mL5%NaOH/CH3OH溶液，45C下保温0.5h，再升温到60〜65C反应1h。冷却后，将反应液倒出，用真空水泵减压抽滤，并用甲醇洗涤数次，在50〜60C下进行真空干燥，称重。1-纜样裁；2-瞬封套；3■盅度汁；耳-温度讣