聚乙酸乙烯酯的合成、化学改性、表面及性能测试

高分子现代实验技术（实验报告）题目：聚乙酸乙烯酯的合成、化学改性、表面及性能测试学生姓名：XXXX学号：XXXXXX所在院系：XXXXX专业名称：XXXXX级别：XXXXX指导教师：XXXXXXXX1目录摘要Abstract引言................................................................21药品及仪器........................................................31.1药品.................................................................31.2仪器.................................................................32实验部分..........................................................42.1原料的精制...........................................................42.1.1乙酸乙烯酯的精制...............................................42.1.2偶氮二异丁腈的精制.............................................52.2溶液聚合.............................................................62.2.1乙酸乙烯酯:偶氮二异丁腈=1525.917:1（摩尔比）...................62.2.2乙酸乙烯酯:偶氮二异丁腈=1525.917:2（摩尔比）...................82.3乳液聚合.............................................................82.4粘度法测定聚乙酸乙烯酯的黏均分子量..................................102.5聚乙酸乙烯酯的醇解..................................................152.5.1高醇解醇解度..................................................152.5.2低醇解度醇解..................................................162.6聚乙酸乙烯酯醇解度的测定............................................163结果与讨论.......................................................173.1粘度法测聚合物分子量实验结果总结....................................173.2X－RD实验结果总结..................................................183.3拉力实验结果总结....................................................183.3.1木块拉力实验测试..............................................183.3.2PVAc膜和PVA膜拉力实验测试...................................203.4凝胶渗透色谱法（GPC）实验结果总结...................................213.5H1-NMR实验结果总结.................................................222总结...............................................................23参考文献...........................................................24附录表.............................................................25浙江理工大学2015级研究生高分子现代实验技术实验报告1聚乙酸乙烯酯的合成、化学改性、表面及性能测试学生：李成才（指导老师：左彪赵福刚）（浙江理工大学理学院化学系）摘要聚乙酸乙烯酯（PVAc）为常用的胶黏剂之一，以乙酸乙烯酯（VAc）为单体进行聚合，聚合方法有溶液聚合、乳液聚合。溶液聚合时改变引发剂的用量从而得到不同分子量的产物，但分子量皆在十万以下，乳液聚合则可得到分子量十万以上的产品。聚乙酸乙烯酯（PVAc）经过化学改性可得到不同产物，其中聚乙酸乙烯酯（PVAc）经过醇解可得到聚乙烯醇（PVA），醇解时改变溶剂以及催化剂碱的用量从而导致聚乙酸乙烯酯（PVAc）醇解度变化1-3。通过粘度法测其粘均分子量、凝胶渗透色谱（GPC）、NMR、X－RD、拉力实验以及粘结实验对所得部分产物进行性能测试。关键词:聚乙酸乙烯酯；溶液聚合；乳液聚合；化学改性；聚乙烯醇；性能测试Synthesis、Chemistrymodification、CharacterizationandPerformanceTestingofPVAcStudent:LIChengcai（FacultyAdviser:ZUOBiao、ZHAOFugang）（DepartmentofChemistry，ZheJiangSci-TechUniversity）AbstractPolyvinylacetate（PVAc）isoneofthecommonlyusedadhesive.Inthispaper,asthemainmonomer,vinylacetate（VAc）wasusedtopreparePVAcwithsolutionpolymerizationandemulsionpolymerizationmethod.Wecancontrolthepolymermolecularweightbychangingtheinitiatorpercentageduringthesolutionpolymerization,anditmolecularweightisinthefollowingabout100000,butitcanbeobtainedmorethan100000duringtheemulsionpolymerization.DifferentproducthaveproductedthroughchemicalmodificationofPVAc.PVAwasproductedbyPVAcalcoholysisreaction,andthedegreeofalcoholysishavechangedwiththesolventand聚乙酸乙烯酯的合成、化学改性、表面及性能测试2thecatalystalkalipercentage.ThepartoftheproductperformanceofPVAcandPVAweretestedbytheviscositymethodmeasuringitsviscosityallmolecularweight、GelPermeationChromatography（GPC）、NMR、X－RrayDetection、strainrelieftestandadhesiveexperiment.Keywords:PolymerVinylAcetate（PVAc）;SolutionPolymerization;EmulsionPolymerization;ChemistryModification;PolyvinylAlcohol（PVA）;PerformanceTesting引言聚乙酸乙烯酯（PVAc）乳液主要用于制备日常生活中常用的白乳胶，其粘度系数与其分子量紧密相关。在溶液聚合过程中为了得到不同分子量的产物，通常控制引发剂的用量，但得到的产物分子量在十万以下。为了得到更高的分子量，通常采用乳液聚合，所得分子量在十万以上，从而产物粘性增强。由于聚乙烯醇（PVA）不能由乙烯醇直接聚合所得，通常聚由乙酸乙烯酯（PVAc）醇解得到。早期PVA又主要用来生产维尼纶。我国从60年代初开始生产PVA，发展较快，产量现已跃居世界第二位，由于PVA无毒、价格便宜，又有大量可用于化学改性的羟基，可以进一步加工，得到适应不同要求的改性产品4。聚乙烯醇（PVA）则广泛用作包装薄膜材料，同时也是重要的膜分离材料。此外，对PVA进行缩醛改性是制备维尼纶纤维的主要方法。PVAc的制备及其下游产物PVA和PVA缩甲醛（PVF）的开发具有很好的实际应用前景，并且PVA不能由乙烯醇直接聚合而得，生产PVA只能由PVAc醇解得到。理解影响PVAc及其下游产物性能的各种因素对于相关产品的开发以及相应聚合物制备及改性机理的认识具有重要意义。本实验以聚乙酸乙烯酯的合成与醇解，以及醇解物的缩醛改性为主线，利用不同的聚合方法（溶液聚合与乳液聚合）制备聚乙酸乙烯酯，加深理解聚合方法对聚合物分子量及其分布的影响。对聚合、醇解以及缩醛反应的相关产物进行结构表征及性能测试，重点理解产物性能和结构之间的内在关系。浙江理工大学2015级研究生高分子现代实验技术实验报告31药品及仪器1.1药品1.1.1乙酸乙烯酯精制的药品乙酸乙烯酯，10%Na2CO3溶液，饱和NaHSO3溶液，去离子水，无水MgSO4，对苯二酚1.1.2偶氮二异丁腈的药品偶氮二异丁腈（分析纯），95%乙醇（工业）1.1.3溶液聚合的药品乙酸乙烯酯，无水乙醇，偶氮二异丁氰（AIBN），邻苯二甲酸二丁酯，丙酮，去离子水1.1.4乳液聚合的药品乙酸乙烯酯，聚乙烯醇，十二烷基磺酸钠，OP－10，过硫酸铵，NaHCO3，去离子水，邻苯二甲酸丁酯，无水工业酒精，丙酮1.1.5粘度法测定聚乙酸乙烯酯的黏均分子量的药品合成的聚乙酸乙烯酯样品（溶液聚合与乳液聚合），丙酮1.1.6聚乙酸乙烯酯的醇解的药品聚乙酸乙烯酯（乳液聚合），1%NaOH/CH3CH2OH溶液，2%NaOH/CH3CH2OH溶液，无水乙醇1.1.7聚乙酸乙烯酯醇解度的测定的药品聚乙烯醇（乳液聚合醇解），去离子水，0.5mol･L-1NaOH溶液，0.5mol･L-1HCl溶液，0.01mol･L-1NaOH/CH3CH2OH溶液，酚酞试剂1.1.8性能表征药品四氢呋喃（THF），重水（D2O），氘代氯仿（CDCl3）1.2仪器1.2.1乙酸乙烯酯精制的仪器500mL三口烧瓶，沸石，刺型分馏柱，直型冷凝管，0－100℃温度计，50mL圆底烧瓶，250mL圆底烧瓶，250mL分液漏斗，500mL磨口锥形瓶，分馏头，温聚乙酸乙烯酯的合成、化学改性、表面及性能测试4度计套管，三通尾接管，真空干燥箱，pH试纸1.2.2偶氮二异丁腈的仪器500mL三口烧瓶，恒温水浴，抽滤瓶，表面皿，真空干燥箱，球形回流管，棕色瓶1.2.3溶液聚合的仪器250mL三颈瓶，球形冷凝管，搅拌器，表面皿，100mL烧杯，250mL烧杯，三合板片，真空干燥箱1.2.4乳液聚合的仪器机械搅拌器，回流冷凝管，250mL四颈烧瓶，100mL恒压滴液漏斗，恒温水浴，0－100℃温度计，表面皿，纱布，pH广泛试纸，100mL烧杯，250mL烧杯，玻棒，三合板片，真空干燥箱1.2.5粘度法测定聚乙酸乙烯酯的黏均分子量的仪器乌氏黏度计，恒温槽，秒表，洗耳球，止血钳，5mL移液管，10mL移液管，25mL容量瓶1.2.6聚乙酸乙烯酯的醇解的仪器恒温水浴，机械搅拌器，500mL三颈瓶，球形冷凝管，0－100℃温