聚乙烯醇缩甲醛的制备

实验十三 聚乙烯醇缩甲醛胶水的制备

一、实验目的

1．了解聚合物化学反应的基本特征。

2．掌握由聚乙烯醇制备聚乙烯醇缩甲醛的方法。

二、实验原理

聚乙烯醇与甲醛在H +的催化作用下发生缩合反应：

CH 2

OH

HCHO

CH 2

CH CH OH

CH OH

CH 2

CH OH

CH 2

+CH 2

CH 2CH OH

CH CH 2

CH CH 2

HO

聚乙烯醇与甲醛的缩合反应是分步进行的，首先形成半缩醛（1），且在H ＋

存在下转化成碳正离子（2），然后与相邻的羟基作用而得缩醛（3）。

C O H

H ROH

C

H

OH H

OR

C H

O +H 2H OR C +H

H

OR

C

H

OR

H

OR

H

-H +ROH C H

OR H

OR

H +

+

-H (1)

(2)

(3)

式中ROH 代表聚乙烯醇。

聚乙烯醇缩甲醛胶水最初只是代替浆糊及动植物胶、文具胶等来使用，70年代开始用于民用建设，此后又应用于壁纸、玻璃、瓷砖等的粘贴，目前作为胶粘剂也广泛应用于内外墙涂料、水泥地面涂料的基料等。

三、实验仪器与试剂

仪器：250cm 3三颈瓶，回流冷凝管，搅拌器，小型水浴，滴液漏斗，温度计 试剂：聚乙烯醇（PV A ），37%甲醛水溶液，去离子水，1:4盐酸，8％NaOH 溶液

四、实验步骤

在250cm 3三颈瓶中加入7 gPV A 及70 cm 3去离子水，水浴加热至95℃，搅拌使PV A 全部溶解，溶解后将温度降至85℃，加入1:4盐酸0.5cm 3左右，调节反应体系的pH 值为1～3，再加入3cm 3甲醛（37％），维持90℃下搅拌反应40～60分钟，体系逐渐变稠，可取少许用纸试验其粘接性。当有满意的粘接性后立即加入1.5cm 3 8％NaOH 溶液，调节反应体系的pH 值为8～9，冷却后将无色透明粘稠的液体从三颈瓶中倒出，即聚乙烯醇缩甲醛胶水。

五、思考题

1．如何加速PV A的溶解？

2．最后加入NaOH的作用是什么？

六、注意事项

1．整个反应过程中搅拌要充分均匀，当体系变粘稠出现气泡或有絮状物产生时应马上加入NaOH溶液，终止反应。

2．工业上生产胶水时，为了降低游离甲醛的含量，常在pH值调整至7～8后加入少量尿素，发生脲醛化反应。