「聚乙烯醇与甲醛反应生成什么」制备过程中聚乙烯醇缩甲醛的白色絮凝沉淀是什么原因?
发布时间 : 2021/1/20 18:54:29 浏览次数:
形成沉淀的原因可能是由于甲醛和聚乙烯醇之间的分子间缩醛反应,导致原来的线性聚乙烯醇变成T形交联,分子量变大并沉淀出来,而缩醛却缩醛反应它是可逆的,不稳定的。仅由两个相邻的羟基和甲醛形成的五元环缩醛是稳定的,并且这种产物是线性的。由于具有许多羟基,所以醚键都是亲水性的,并且水溶性良好。因此,沉淀的沉淀物将逐渐溶解不稳定的T形交联键并变成线性,相邻五元环的可溶性聚合物将再次溶解。
什么是影响聚乙烯醇与甲醛反应的主要因素?
1、温度必须控制在80-85摄氏度。
2、pH值,控制在3-5、
3、甲醛的用量:如果含量太高,则乙缩醛化程度会很高,并且会发生沉淀。
4、甲醛的滴加速度:缓慢添加,如果过快,则容易出现局部凝胶现象。
5、反应时间:增加缩醛反应时间,以减少产物中游离甲醛的含量,影响反应的进行。
“聚乙烯醇与甲醛的反应产生什么”:聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂是什么?
聚乙烯醇大分子上的羟基和甲醛的羰基是在酸催化下进行的亲核加成,然后收缩称为缩醛化反应。可能发生分子内或分子间缩醛化反应,生成具有环状结构的缩醛化合物。分子内缩醛化反应应为主要反应。缩合后,亲水性羟基被还原,并且产生疏水性亚甲基,从而提高了耐水性。同时,形成的带有醚键的缩合物可以大大提高键合强度和韧性。聚乙烯醇大分子的缩醛化可以增加胶的粘度。聚乙烯醇的缩醛化程度对性能有重要影响。所谓的缩醛化度是缩醛化的乙烯醇单元相对于原始乙烯醇单元的摩尔百分比。缩醛的程度越高,胶的粘度越好,但是当缩醛的程度大于50%时,产品不再溶于水。因此,从确保水溶性的观点来看,缩醛的程度应小于50%,通常为约30%。可以计算出缩醛的程度。形式化反应通常需要两个乙烯醇单元消耗一分子甲醛。常用的聚乙烯醇(PVA)即聚合度为,醇解度大于99%,相对分子质量为。为了方便计算,假设醇解度为%,进料量为w,乙缩醛度为y,则所需甲醛的摩尔数为w·y / 88、以过量因子为1、1、甲醛的相对分子质量为30、甲醛溶液的浓度为37%。那么甲醛的剂量为G。G= 1、乙缩醛理论度:y = 0、 / W×%由上式可知,乙缩醛理论度随甲醛用量的增加而增加。如果PvA = -7g,则乙缩醛的理论度:y = o.99×7/20×%= 34、65%。实际上,所有甲醛都不可能参与反应。当分析游离甲醛的含量时,可以通过下式计算出实际的乙缩醛度R。制备聚乙烯醇缩甲醛水基粘合剂的方法大致有三种。 (1)在传统方法中,首先将水加热至约60℃,加入PVA,将温度升至90-95℃,并搅拌混合物以使其完全溶解。冷却至50?60℃,加盐酸调节pH = 1?3、升温至80℃,滴加甲醛溶液,反应40?。冷却至50?60℃,用氢氧化钠水溶液调节pH为7?8、在该方法中,在溶解聚乙烯醇之后必须添加盐酸以调节pH值以使其冷却。 80℃的反应温度低,反应时间太短。结果,乙缩醛度小,游离甲醛含量最高,胶粘剂粘度低。 (2)改进流程。向反应器中加水后,在搅拌和加热下加入聚乙烯醇,在90?95℃下完全溶解,加盐酸调节pH = 2?2、5、以大约间隔两次加入甲醛溶液,控制温度。在85?90℃下反应温度为50?,当出现白色絮状物时,降低温度,用氢氧化钠水溶液调节pH值至7?7、5、 (3)“富酸和低醛”的新方法适当地增加了PVA水溶液的酸度,并适当地减少了甲醛的量,即所谓的“富酸和低醛的”方法。甲醛溶液可以立即添加,反应温度和时间可以分段控制。初始温度为85?88℃,时间为40?。最后是86?90℃,时间是10?。 pH值控制在1、0和1、5之间,与常规方法相比,甲醛溶液的量减少了约10%。作者研究的新方法可以加快聚乙烯醇的缩醛化速度,增加胶水的粘度,并显着降低游离甲醛含量。尽管聚乙烯醇缩甲醛(PVF)粘合剂对多孔材料具有很强的粘合力,但其耐水性,耐热性和粘合强度较差,且毒性相对较大,限制了其应用。必须采取有效的修改方法,以达到提高性能,减少危害,扩大应用范围的目的。聚乙烯醇缩甲醛化反应不完全,仍然有少量的游离甲醛,在使用过程中会散发出刺鼻的气味,污染周围环境并影响人体健康。使用尿素与游离甲醛反应,脲醛处理可以消除游离甲醛,增加树脂交联,改善耐水性,耐热性并增加初始粘性和粘合强度。具体的处理方法是降低缩醛化反应后的温度,加入氢氧化钠溶液调节pH值至5-6、然后分两次加入尿素,在55-60℃保持1小时,并进行淘汰脲醛反应。脲与游离甲醛的摩尔比优选为1:1、5、通过脲-甲醛反应,不仅可以将游离甲醛的量减少一半以上,而且可以增加胶的粘度和粘度。在表6-4中可以清楚地看到效果。还认为如果先加入尿素然后用碱中和,则所得胶具有高粘度,因为由尿素与游离甲醛反应产生的羟甲基脲也可以继续与聚乙烯基中的羟基缩聚。形式分子。在较高的温度和酸度下,速度更快,并且大分子的扩链数目更大。尿素的添加量应严格控制,一般为胶量的0、5%至2、0%,否则胶会迅速交联,粘度会迅速增加,使其无法使用。聚乙烯醇缩甲醛(PVF)水性粘合剂是通过在酸催化剂(通常称为胶水)的存在下,将聚乙烯醇水溶液和甲醛溶液缩醛化制备的。它具有较高的机械强度,较高的软化温度(?℃),较高的耐磨性和良好的附着力,优异的电性能。它是生产高韧性,柔韧性,耐热性,耐磨性和高介电常数的重要漆包线电气强度材料。由于其简单的生产工艺,低廉的价格和更好的性能,它得到了迅速的发展。它广泛用于民用建筑,建筑装修,印刷和装订,木材加工,标签粘贴,油漆制造,办公用品,手工艺品制造,香烟包装,制鞋,箱包等行业。用量非常大,仅次于脲醛树脂胶。但是,由于聚乙烯醇缩甲醛水基粘合剂含有游离甲醛,因此它们污染环境并对人体有害,因此受到限制。必须采取有效措施以减少游离甲醛的含量并符合环保标准的要求,以便这种廉价的水性粘合剂能够继续开发和应用。聚乙烯醇缩甲醛水基胶粘剂具有以下特点:①良好的初粘性和高粘结强度。 ②薄膜透明,柔韧性好,具有良好的耐老化性和耐水性。 ③耐酸性,耐碱性,耐油性,耐有机溶剂性(包括苯,甲苯等)。使用水作为溶剂,不易燃,不爆炸,安全且无危险。 ④固体含量低,干燥速度慢,贮存稳定,贮存期超过2年。聚乙烯醇溶液对多孔和吸水表面(如纸张,织物,木材,皮革,瓷砖等)具有很强的粘合力,其粘合强度通常是淀粉粘合剂的2至3倍;并且对疏水性无孔表面(例如玻璃,金属等)的附着力较弱。将聚乙烯醇溶解在水中,然后添加增粘剂(如乙丙乳液,聚乙酸乙烯酯乳液,纤维素等),填料,增塑剂,乳化剂,交联剂等,以生产各种聚乙烯醇粘合剂。为了改善聚乙烯醇的粘合性能,可以通过与醛化合物的缩聚反应来制备聚乙烯醇缩醛粘合剂。聚乙烯醇缩醛是聚乙烯醇和醛化合物的缩合产物。缩合后,亲水性羟基被还原,并且产生疏水性亚甲基,从而提高了胶水的耐水性和粘度。同时,形成的带有醚键的缩合物可以大大提高键合强度和韧性。迄今为止研究的所有醛包括饱和和不饱和脂族醛,芳族醛,氢化芳族醛和环烷基醛,以及可以与聚乙烯醇进行缩合反应的胺,氧代,烷氧基,羧基,硝基,卤代和其他取代的醛。目前,市售的聚乙烯醇缩醛主要包括混合醛,例如聚乙烯醇缩丁醛,甲醛和少量的甲基缩醛。
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