聚乙烯醇制备
聚乙烯醇制备实验报告思考题
聚乙烯醇制备实验报告思考题
1. 在实验中,为什么需要对聚乙烯醇进行酸碱中和？
聚乙烯醇是一种亲电性高分子,具有羟基官能团,易受酸碱的影响导致分子链的交联或缩短,进而影响材料的性质。
因此,在制备聚乙烯醇的过程中,通过酸碱中和可以中和杂质酸碱,使制备的聚乙烯醇质量更加稳定。
2. 实验中选择硫酸和氢氧化钠进行酸碱中和,除此之外是否还有其他的选择？
除了硫酸和氢氧化钠,在制备聚乙烯醇过程中,也可以使用其他的强酸和强碱进行酸碱中和。
例如,盐酸和氢氧化钠、硝酸和氨水等都可以进行酸碱中和。
3. 在得到聚乙烯醇后,如何判断其质量？
可以通过测定聚乙烯醇的相对分子质量、溶解度、熔点、热稳定性等多项指标进行判定。
同时,还可以通过红外光谱分析、核磁共振波谱分析等的手段进一步确认其结构和纯度。
4. 在实验中采用的制备聚乙烯醇的方法为醇解法,这种方法的优缺点是什么？
醇解法制备聚乙烯醇的优点是操作简单,反应高效,无需昂贵的催化剂。
但其缺点也显而易见,聚合反应是在高温高压下进行的,需要特殊的反应器具,反应产物难以完全分离和净化,其得率对原料及反应条件的要求较高。
同时,制备过程也存在较大的安全风险。
5. 聚乙烯醇在实际应用中有哪些方面的应用？
聚乙烯醇具有良好的生物兼容性和可降解性,可以用于医用材料、包装材料、纤维、化妆品、农药、润滑剂、建筑材料等多个领域。
其中,医用材料方面,聚乙烯醇可用于制备人工眼泪、软性接触镜等；在纤维领域,聚乙烯醇可以制备高强度的聚合物纤维等。
聚乙烯醇化学式
聚乙烯醇化学式聚乙烯醇化学式是C2H4O的多聚体，是一种重要的合成聚合物。
它通常被称为PVA或PVOH，是一种热塑性聚合物，具有多种应用。
聚乙烯醇的化学式为（C2H4O）n，其中n为它的聚合度。
它是由乙烯基醇单元组成的水溶性聚合物。
聚乙烯醇具有许多独特的性质，如高度的透明度、强度、柔韧性和耐水性。
这些性质使得它在许多领域都有广泛的应用。
聚乙烯醇是由乙烯基醇单元聚合而成的。
乙烯基醇是一种无色、透明的液体，它是一种弱酸，可以和碱反应生成盐。
聚乙烯醇可以通过两种不同的方法制备：醇解和酯化。
醇解法是将聚乙烯醇加入到水中，并加热搅拌，使其溶解。
然后将其过滤，并将其干燥。
这种方法可以制备高聚度的聚乙烯醇。
酯化法是将乙烯基醇与酸酐反应，生成聚乙烯醇酯。
然后将酯化产物加水，使其水解成聚乙烯醇。
这种方法可以制备低聚度的聚乙烯醇。
聚乙烯醇具有多种应用。
它是一种常见的粘合剂，可以用于纸张、纺织品、塑料、金属和木材等材料的粘合。
它还可以用作包装材料，如食品包装、医疗用品包装和化妆品包装。
此外，聚乙烯醇还可以用于涂料、墙纸、胶水、印刷油墨、防水剂、药物等领域。
聚乙烯醇还有一些其他的独特应用。
例如，它可以用作人工眼泪，因为它具有高度的黏度和与眼泪相似的化学性质。
它还可以用于制备光学薄膜和光学玻璃，因为它具有高透明度和低折射率。
总之，聚乙烯醇是一种重要的合成聚合物，具有多种应用。
它的化学式是（C2H4O）n，它是由乙烯基醇单元聚合而成的水溶性聚合物。
聚乙烯醇具有多种独特的性质，如高透明度、强度、柔韧性和耐水性。
这些性质使得它在许多领域都有广泛的应用，如粘合剂、包装材料、涂料、胶水、印刷油墨、防水剂、药物等。
电石乙炔法生产聚乙烯醇的工艺流程
电石乙炔法生产聚乙烯醇的工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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聚乙烯醇制备
实验四聚乙烯醇的制备化工系毕啸天2010011811一、实验目的1.了解高分子化学反应的基本原理及特点2.了解聚乙酸乙烯酯醇解反应的原理、特点及影响醇解反应的因素二、实验原理由于“乙烯醇”易异构化为乙醛，不能通过理论单体“乙烯醇”的聚合来制备聚乙烯醇，只能通过聚乙酸乙烯酯的醇解或水解反应来制备，而醇解法制成的PVA精制容易，纯度较高，主产物的性能较好，因此工业上通常采用醇解法。
聚乙酸乙烯酯的醇解可以在酸性或碱性条件下进行。
酸性条件下的醇解反应由于痕量酸很难从PVA中除去，而残留的酸会加速PVA的脱水作用，使产物变黄或不溶于水，因此目前多采用碱性醇解法制备PVA。
碱性条件下的醇解反应又有湿法和干法之分，为了尽量避免副反应，但又不使反应速度过慢，本实验中不是采用严格的干法，只是将物料中的含水量控制在5%以下。
聚乙酸乙烯酯的醇解反应激励类似于低分子的醇-酯交换反应。
本实验采用甲醇为醇解剂，氢氧化钠为催化剂，醇解条件较工业上的温和，产物中有副产物乙酸钠。
PVAc醇解主要有湿法和干法两种。
湿法醇解中，氢氧化钠是以水溶液的形式（约350g/L）加入的，VAc-MeOH体系的含水量在1%-2%。
该法的特点是醇解反应速度快，设备生产能力大，但副反应较多，碱催化剂耗量也较多，醇解残液的回收比较复杂。
干法醇解中，碱以甲醇溶液的形式加入。
反应体系中水含量控制在0.1%～0.3%以下。
该方法的最大特点是副反应少。
醇解残液的回收比较简单，但反应速度较慢，物料在醇解机中的停留时间较长。
主反应：**OO Me+MeOH**OH+O n n**OO Me+EtOH**OH+OO n n四、实验仪器磨口三口瓶，普通三口瓶，球冷，抽滤瓶，布氏漏斗，抽滤垫，表面皿，量筒，弹簧搅拌棒，电热套，机械搅拌器。
反应装置图简要表示如下（有很多东西画不出来，凑合一下）：六、实验注意事项1.投料时要将PVAc 剪碎后一次性投入三口瓶中，搅拌时注意不要让PVAc 粘成团。
聚乙烯醇的制备
四、实验仪器 磨口三口瓶，普通三口瓶，球冷，抽滤瓶，布氏漏 斗，抽滤垫，表面皿，量筒，弹簧搅拌棒，电热套， 机械搅拌器。 五、实验步骤 在装有搅拌器和冷凝管的250ml 三颈瓶中，加入 60ml 甲醇。 缓慢升温，同时在搅拌下逐渐将剪成 碎片的聚醋酸乙烯10g 加入其中（注意每次加入量 不可过多，待基本溶解后再加第二次）。 控制溶 液温度使其稍有回流，直到聚合物全部溶解，冷却， 取下反应瓶。 另安装带有弹簧式搅拌棒的三颈瓶，加入60ml 5% 的氢氧化钠－乙醇溶液。在室温及快速搅拌下逐渐 缓慢加入上述配制的聚醋酸乙烯－甲醇溶液。
湿法醇解中，氢氧化钠是以水溶液的形式（约350g/L）加 入的，VAc-MeOH体系的含水量在1%-2%。该法的特点 是醇解反应速度快，设备生产能力大，但副反应较多，碱 催化剂耗量也较多，醇解残液的回收比较复杂。 干法醇 解中，碱以甲醇溶液的形式加入。反应体系中水含量控制 在0.1%～0.3%以下。该方法的最大特点是副反应少。醇 解残液的回收比较简单，但反应速度较慢，物料在醇解机 中的停留时间较长。
可能原因：析出的PVA被打到三口瓶上方后，就无法再与醇接触到 了，直接导致了醇解度低
随着PVAc的加入，体系变浑浊，有白色颗粒粘附在壁 上。 加料十分缓慢。未发现凝胶块。搅拌时注意到三口瓶底 部明显清澈，上部则已完全被析出的白色PVA糊满。
七、产率计算 干燥后称重，实际得到了PVA 6.410g。 VAc链节分 子量86.09，VA链节分子量44.05。 设醇解度为x系内产生凝胶块，即暂停加料，待凝胶块打碎后再继 续，当聚合物溶液全部加完后，继续搅拌反应一小时。 抽滤，用60ml 乙醇分三次洗涤反应物，烘干，称重。 六、实验现象 实验材料原文里说每次加入量不可过多，不过实际操作还 是一次加入。 溶解过程中，透明PVAc片先软化吸湿，随后溶解。整个 过程很像大白兔奶糖外面的那层纸吃到嘴里的感觉。搅动 时观察到一些PVAc片粘在搅拌器上。 搅拌时注意不要让PVAc粘成团。在看不到膜后再多搅一 会。 搅拌棒要尽量装得低。弹簧搅拌棒比普通搅拌器更加强 力。 原料反应后，起初溶液由无色透明变为浅色、略浑浊
聚乙烯醇的制备
注意事项
1. 溶解PVAc时，要先加甲醇，在搅拌下慢慢将PVAc 碎片加入，不然会粘成团，影响溶解。 2. 搅拌的好坏是本实验成败的关键，PVA和PVAc的性 质不同，PVA不溶于CH3OH中，随醇解反应的进行， PVAc大分子上的乙酰基逐渐被羟基所取代，当达到一 定醇解度（60%）时，体系由均相转为非均相，外观 也发生突变，出现一团胶冻，此时必须强烈搅拌把胶 冻打碎，才能使醇解反应进行完全，否则胶冻内包住 的PVAc并未醇解完全，使实验失败，所以搅拌要安装 牢固。在实验中要注意观察现象，当胶冻出现后，要 及时提高搅拌转速。
PVAc在碱性介质中的醇解反应为
* H2 C H C * n
+ n CH3OH
*
H2 C
H C OH
*
+ nCH3COOCH3
(1#43; NaOH
CH3COONa
+
CH3OH
(2)
*
H C
* n
+ n NaOH
*
H2 C
H C OH
*
+ nCH3COONa
(3)
实验前预习的问题
1.列出主要反应物的投料比。反应介质及 催化剂是什么？ 2. 画出实验的主要流程图。
实验报告
1.叙述实验目的、原理和步骤。 2.记录反应过程中的现象。 3.回答思考题。
OCOCH3
其中（1）为主反应，在主反应中NaOH仅起助催 化剂作用。（2）（3）两副反应速度随反应体系 中含水量的增加而增大，副反应速度增大，消耗 大量的NaOH，从而降低了对主反应的催化作用， 使醇解反应进行不完全。因此，为了尽量避免这 种副反应。对物料中的含水量应有严格的要求， 一般控制在5%以下。 PVAc的脱醋酸的反应速度与聚醋酸乙烯酯的聚合 度几乎无关，只随反应的进行而变化。
聚乙烯醇的性质与制备
聚乙烯醇的性质与制备一、聚乙烯醇的性质1．物理性质聚乙烯醇（PVA）其充填密度约0.20～0.48g／cm3，折射率为1.51～1.53。
聚乙烯醇的熔点难于直接测定，因为它在空气中的分解温度低于熔融温度。
用间接法测得其熔点在230℃左右。
不同立规程度的聚乙烯醇具有不同的熔点，其中S—PVA(间规)熔点最高，A—PVA(无规)次之，I—PVA(等规)最低。
聚乙烯醇的玻璃化温度约80℃。
玻璃化温度除与测定条件有关外，也与其结构有关。
例如，随聚乙烯醇间规度的提高，玻璃化温度略有提高。
聚乙烯醇中残存醋酸根量和含水量增加时，玻璃化温度都将随之降低。
2．化学性质聚乙烯醇主链大分子上有大量仲羟基，在化学性质方面有许多与纤维素相似之处。
聚乙烯醇可与多种酸、酸酐、酰氯等作用，生成相应的聚乙烯醇的酯。
但其反应能力低于一般低分子醇类。
聚乙烯醇的醚化反应较酯化反应容易进行。
醚化反应后，聚乙烯醇分子间作用力有所减弱，制品的强度、软化点和亲水性等都有所降低。
在聚乙烯醇水溶液中加入少量硼酸，其粘度将明显增大，这种变化与介质的pH值关系密切。
当介质的pH值偏于碱性时，硼酸与聚乙烯醇发生分子间反应，使溶液粘度剧增，以致形成凝胶。
聚乙烯醇水溶液与氢氧化钠反应，其粘度增加的速度较之添加硼酸更快。
因此，可以利用氢氧化钠水溶液作为聚乙烯醇纺丝的凝固剂。
在酸性催化剂作用下，聚乙烯醇可与醛发生缩醛化反应。
缩醛化反应既可在均相中进行，也可在非均相中进行。
不过均相反应所得产物的缩醛化基团分布均匀，其缩醛化物的强度、弹性模量以及耐热性等都有所降低。
当进行非均相反应时，在控制适当的条件下，由于缩醛化基团分布不均匀，并主要发生在非晶区，故对生成物的力学性能影响不大，而耐热性还有所提高。
3．热性能聚乙烯醇受热后发生软化(210～215℃)，但在一般情况下，它在熔融前便分解。
聚乙烯醇在加热到140℃以下时不发生明显的变化，加热至180C以上时，由碱法醇解得到的聚乙烯醇开始发生变化，大分子发生脱水，在长链上形成共轭双键，并使其色泽逐渐变深。
PVA的制备——高化实验报告
聚乙烯醇的制备——PVAc的合成和醇解2011011743 分1 黄浩一、实验目的1.通过乙酸乙烯酯的溶液聚合，了解溶液聚合原理及过程。
2.掌握用于制备维尼纶的聚乙酸乙烯酯工艺条件的特点。
3.了解高分子化学反应的基本原理及特点。
4.了解聚醋酸乙烯酯醇解反应的原理、特点及影响醇解反应的因素。
二、实验原理(一)PVAc合成：1.聚合机理：自由基聚合。
醋酸乙烯酯是低活性单体、高活性自由基，容易发生链转移，一般转移至醋酸基的端甲基处，如向大分子转移则形成交联产物、向单体和溶剂转移则降低分子量。
为了控制链转移以控制分子量，需要对温度进行控制，温度升高则链转移反应增加，降低分子量，温度降低则反应速率降低，因此要选择适当的反应温度。
因为链转移的存在，聚乙酸乙烯酯（PVAc）为非结晶性聚合物，玻璃化温度较低，性脆，并且呈现出冷流，不能用作塑料制品。
2.实施方法：溶液聚合。
溶液聚合体系由单体、引发剂和溶剂组成，具有反应均匀、聚合热易散发、容易控温、分子量分布均匀等优点。
但同时，溶液聚合也存在着一些缺点，如自由基向溶剂进行链转移，导致分子量降低；单体浓度相对本体聚合降低，使得聚合速率降低；增加了溶剂分离的步骤，增加了工业生产的成本，等等。
因此，溶液聚合通常用于聚合物溶液直接使用的场合，如涂料、粘合剂、合成纤维纺丝液等。
3.聚合条件：本实验使用AIBN为引发剂，甲醇为溶剂，控制聚合温度为70℃，最后通过水浸+水洗的方法，将聚合物与溶剂和单体分离。
AIBN是热引发的引发剂，根据半衰期选择聚合温度在70℃附近；为使聚合终点得以判断，选择低沸点溶剂甲醇，以其气化的气泡来监测体系粘度。
反应方程式如下：O O**OOnn(二)PVAc醇解：本实验为高分子反应，酯的醇解，即酯交换反应，在碱催化下进行。
高分子反应由于链团的屏蔽和分子扩散的阻碍，以及邻基效应、几率效应和溶解度效应等，反应程度普遍不高，与小分子反应存在较大差别。
由于“乙烯醇”易异构化为乙醛，不能通过理论单体“乙烯醇”的聚合来制备聚乙烯醇，只能通过聚乙酸乙烯酯的醇解或水解反应来制备，而醇解法制成的PVA 精制容易，纯度较高，主产物的性能较好，因此工业上通常采用醇解法。
制备聚乙烯醇的工艺流程(二)
甲醇和醋酸的回收聚醋酸乙烯醇解过程中产生的废液主要成分为甲醇和醋酸甲酯，此外还含有少量水、醋酸钠、乙醛、丙酮。
在这些组分中需要回收甲醇。
而醋酸甲酯可以转化成醋酸和甲醇，经精制后再加以利用，这是降低PVA消耗定额的关键。
聚乙烯醇生产工艺比较生产PVA通常有两种原料路线：一种是以乙烯为原料，制醋酸乙烯，再制得PVA；另一种是以乙炔（分为电石乙炔和天然气乙炔）为原料制备醋酸乙烯，再制得聚乙烯醇。
目前日本、美国等国外生产企业大多采用乙烯原料路线，即石油乙烯法。
3种生产方法各有优缺点，其工艺及特点比较见表5－3。
表5－3 3种聚乙烯醇生产工艺比较原料路线石油乙烯天然气乙炔电石乙炔反应方式固定床气相法固定床气相法沸腾床气相法温度／℃150~200170~210170~210压力／MPa0.49~0.98常压常压空速／（L/h）2040~2100250~280110~150原料配比（摩尔比）乙烯:醋酸:氧＝9:4:1.5乙炔:醋酸＝1:(7±1)乙炔:醋酸＝1:(3±1)催化剂组成钯、金贵金属Zn(AcO)2／活性炭Zn(AcO)2／活性炭催化剂寿命5~6个月3个月5~6个月单程转化率／％15~2060~7030~35空时收率／[t/(m3·d)]6~8 2.0~2.5 1.0~1.3优点副产物少，设备腐使性小，催化剂活性高，产品质量好热能利用好，催化剂价廉、易得，副反应少技术成熟，投资少，催化剂易得缺点催化剂贵重乙炔成本高电石渣污染严重质量指标和消耗定额（1）质量指标见表5－4。
表5－4 聚乙烯醇（PVA17－88）主要技术指标项目优等品一等乙酸钠含量／％≤1．0≤1．挥发分／％≤5．0≤8．灰分／％≤0．4≤0．黏度／mPa·s20.5~24.520.0~醇解度／％（摩尔分数）87.0-89.086.0~pH值5~75~产品包装：内衬塑料薄膜的聚丙烯编织袋包装，每袋净含量25kg、20kg。
聚乙烯醇(PVA)制备方法
聚乙烯醇(PV A)制备方法[结构式] [制备办法]是白色、粉末状树脂，由醋酸乙烯水解而得。
因为分子链上含有大量羟基，聚乙烯醇具有良好的水溶性。
聚乙烯醇不能挺直由乙烯醇聚合而成，由于乙烯醇极不稳定，不行能存在游离的乙烯醇单体。
因此聚乙烯醇的制备分为3步：①由乙酸乙烯聚合生成聚乙酸乙烯；②聚乙酸乙烯醇解生成聚乙烯醇；③回收乙酸和甲醇。
详细工艺如下。
①乙酸乙烯的聚合通常采纳溶液聚合法，乙酸乙烯经预热后，与溶剂(如等)和引发剂(如偶氮二异丁腈等)混合，送入两台串联聚合釜，于66～68℃及常压下举行反应，聚合反应4～6h后，有2/3的聚合成聚乙酸乙烯。
②聚乙酸乙烯与氢氧化钠甲醇溶液以聚乙酸乙烯：甲醇：：水为1：2：0.01：0.0002的质量比同时加入高速混合器经充分混合后进入皮带醇解机，皮带带速以1.1～1.2m/min移动，醇解结束后得到固化聚乙烯醇，经粉碎、压榨、干燥脱除溶剂后得到成品聚乙烯醇。
③通过萃取和水解的方式回收乙酸和溶剂(如甲醇等)。
上述工艺中，引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化氢、偶氮二异丁腈等；溶剂有甲醇、甲苯、苯、氯苯、和乙酸乙酯等，工业上常用甲醇作溶剂，由于甲醇的链转移常数小，生产聚乙烯醇时不必分别去甲醇，可挺直举行醇解。
聚乙酸乙烯的醇解办法有两种：酸法醇解和碱法醇解，因为工业上酸法醇解生产出的产品不稳定、色深等缺点而很少采纳。
聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯接枝共聚物 [制备办法]加拿大McMaster高校的邓玉林等以聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯为原料，通过伽马射线辐射引发制备出聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯接枝共聚物。
详细工艺：将质量分数为1.16%的聚丙烯酰胺(相对分子质量为5×106)和质量分数为1.35%聚氧化乙烯(相对分子质量为3×105)溶于水中，并在室温下将上述水溶液用60Co 发射源举行辐射引发，辐射剂量为34krad/h，反应8.0h后，即得聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯接枝共聚物，产物用丙酮沉淀以去除聚氧化乙烯均聚物。
实验76 聚乙烯醇的制备及其缩醛化反应
在线答疑： hongjunzhou@
ge650704@
聚 乙 烯 醇 的 制 备 及 其 缩 醛 化 反 应
76.4 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调整至7～8后加入少量尿素，发生脲醛化反应。
大 学 通 用 化 学 实 验 技 术
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聚 乙 烯 醇 的 制 备 及 其 缩 醛 化 反 应
在线答疑： hongjunzhou@
ge650704@
76.5 问题讨论
（1）聚乙烯醇的缩醛化反应最多只能有约80%的-OH 能缩醛化，为什么？
大 学 通 用 化 学 实 验 技 术
醋酸乙烯酯的醇解反应也不例外，通常用醇解度来表示 聚醋酸乙烯酯中乙酰氧基转化为羟基的百分数。当聚醋 酸乙烯酯开始醇解时，生成的聚乙烯醇先是附着在反应 容器的壁上，当有约60%的乙酰氧基（-OCOCH3）被羧基取 代后，就会有大量的聚乙烯醇从溶液中析出，大分子从 溶解状态变为不溶解状态，出现胶团，因此在醇解过程
大 学 通 用 化 学 实 验 技 术
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调节pH至1 ～2，然后约在 0.5h 内由滴液漏斗慢慢滴加 36%
实验4 聚乙烯醇的制备及其缩醛化
70 ℃，用0.25M的HCl调至中性，加入4ml甲醛， 搅拌15min。再滴加HCl使反应体系PH值为1-3， 继续搅拌，反应体系逐渐变稠。当体系出现气泡 或絮状物时，立即用10%NaOH液调PH值为8-9， 冷 却，出料。
注意事项
醇解过程温度尽量低，95%乙醇洗涤是为 了除去未反应的醋酸乙烯单体、引发剂和 聚醋酸乙烯酯聚合物。 醇解时，是将聚醋酸乙烯酯溶液缓慢滴加 到KOH-乙醇溶液。（？）
仪器
滴液漏斗、三口烧瓶、抽滤装置
操作步骤
醇解 量取100mlKOH-乙醇溶液（6%）于三口烧瓶 内，在搅拌情况下用滴液漏斗缓慢滴加50g浓
度为26%的聚醋酸乙烯酯溶液，滴加速度控制
在40-50min内完成，室温搅拌2h，抽滤，沉淀
用30-50ml95%乙醇洗涤三次，抽干。
操作步骤
缩醛反应 根据所合成的PVA质量添加适量蒸馏水，配成
实验四 聚乙烯醇的制备及其 缩醛化
高国新
2012.11.19
制备原理
H2 C H C O O C CH3 n
+ CH3CH3
O H
KOH 室温
O H2 C H C OH n
+ CH3COCH2CH3
聚乙烯醇
O H+
H2C
CH OH
H2 C
CH OH
+
HCH H2 C
H2C
CH O
CH O
+
H2O
甲醛不过量
C H2
甲醛过量 或搅拌不足
H2C H2C CH O CH2 O H2 C CH O H2C O H2C CH H2C CH O H2C H2 C CH
聚乙烯醇及其缩丁醛的制备
五、聚乙烯醇及其缩丁醛的制备一、实验目的1．了解聚合物中官能团反应的常识，并学会其中的操作技术。
2．了解大分子的基本有机化学反应，在高分子链上有合适的反应基团时，均可按小分子有机反应历程进行高分子反应。
3．了解通过高分子反应改性原理。
二、实验原理由于单体乙烯醇并不存在，聚乙烯醇不可能从单体聚合而得，而只能以它的酯类（即聚乙酸乙烯酯）通过醇解在酸性条件下进行，通常用乙醇或甲醇作溶剂，酸性醇解时，由于痕量的酸极难自聚乙烯醇中除去，残留在产物中的酸，可能加速聚乙烯醇的脱水作用，使产物变黄或不溶于水；碱性醇解时，产品中含有副产品醋酸钠，目前工业上都采用碱性醇解法。
碱性醇解：酸性醇解：醇解在加热和搅拌下进行。
初始时微量聚乙烯醇先在瓶壁析出，当约有60％的乙酰氨基被羟基取代后，聚乙烯醇即自溶液中大量析出，继续加热，醇解在两相中进行，在反应过程中，除了乙酸根被醇解外，还有支链的断裂，聚乙酸乙烯酯的支化度愈高，醇解后分子量降低就愈多。
聚乙烯醇是白色粉末，易溶于水，将它的水溶液自纺织头喷入Na 2SO 4-K 2SO 4的溶液中，聚乙烯醇即沉淀而出，再用甲醛处理就得高强度、密度大的人造纤维，商品名叫“维尼纶”。
聚乙烯醇水溶液在浓盐酸催化下与丁醛缩合制得的聚乙烯醇缩丁醛树脂，就C H 2H C OCOCH 3H 2C H C OCOCH 3CH OH NaOH C H 2H C OH H 2C H C OH +CH 3COONa +CH 3COOCH 3C H 2H C OCOCH 3H 2C H C OCOCH 3CH OH H 2SO 4C H 2H C OH H 2C H C OH +CH 3COOH +CH 3COOCH 3是粘结力大，制造安全透明玻璃的一种原料，此外聚乙烯醇对许多有机溶剂的不溶性，可用来制造耐汽油的衬垫合管子。
三、主要试剂和仪器聚乙酸乙烯酯 乙醇 氢氧化钾－乙醇溶液 正丁醛盐酸羟氨水溶液 搅拌器 三颈瓶 冷凝管 滴液漏斗等四、实验步骤1．乙酸乙烯酯的醇解－聚乙烯醇的制备在装有搅拌器、冷凝管、温度计和滴液漏斗的500ml 三颈瓶中加30ml16％的氢氧化钾－乙醇溶液[注1]，用水浴保持温度在20-25o C 左右[注2]，滴加80克浓度为26％的聚乙酸乙烯酯溶液，速度不宜过快[注3]，在40-45分钟内滴完，然后维持在此温度2小时，冷却至室温，用布氏漏斗过滤，产物为白－浅黄色固体，用60ml70％乙醇分四次洗涤，抽干，然后置于真空烘干箱中在50-60o C 之间烘干。
醋酸乙烯酯制备聚乙烯醇方程式
醋酸乙烯酯制备聚乙烯醇方程式醋酸乙烯酯制备聚乙烯醇是一种重要的合成路线，该路线可以通过以下方程式来描述：醋酸乙烯酯 + 水→ 聚乙烯醇现在让我们来详细解释这个方程式，了解这个过程的一些背景知识以及操作步骤。
首先，醋酸乙烯酯制备聚乙烯醇是一种酯水解的反应。
醋酸乙烯酯是一种有机化合物，常见的用途包括作为溶剂、涂料和塑料的原料。
聚乙烯醇则是一种聚合物，通常以粉末或颗粒的形式存在，其主要用途是作为粘合剂、润滑剂和聚合物增塑剂。
在制备聚乙烯醇的过程中，首先需要准备醋酸乙烯酯作为反应物。
醋酸乙烯酯可以通过乙烯和醋酸反应得到，该反应需要催化剂的参与。
催化剂的种类主要有酸性催化剂和酸性树脂。
在实际操作中，常用的酸性催化剂包括硫酸、磷酸和铝酸等。
一旦获得了足够的醋酸乙烯酯，就可以将其与水反应，发生酯水解反应，生成聚乙烯醇。
酯水解是一种加水分子断裂酯键的过程，生成醇和酸。
在这个方程式中，所生成的醇就是聚乙烯醇，而酸部分则是醋酸。
制备过程中，可以通过将醋酸乙烯酯和水加入反应釜中，加热并搅拌以促进反应的进行。
此外，在反应过程中也可以加入催化剂，以加速反应速率。
反应进行的时间和温度是需要密切控制的参数，通常需要根据具体的实验条件来确定。
制备聚乙烯醇的过程有一些需要注意的事项。
首先，反应容器需要提前清洁和干燥，以确保反应中的杂质不会影响反应效果。
其次，醋酸乙烯酯和催化剂的添加需要控制好量，避免过量或不足。
最后，反应结束后，聚乙烯醇需要经过适当的处理和纯化，以满足特定的应用要求。
综上所述，醋酸乙烯酯制备聚乙烯醇是一种重要的合成路径。
此方程式提供了该反应过程的基本描述，通过酯水解反应可以将醋酸乙烯酯转化为聚乙烯醇。
制备过程中需要注意反应条件的控制和适当的处理步骤，以确保产品的质量和纯度。
这个合成路线在塑料、涂料和粘合剂等领域具有广泛的应用潜力，对于相关研究和工业生产具有重要的指导意义。
聚乙烯醇的性质与制备
聚乙烯醇的性质与制备一、聚乙烯醇的性质1．物理性质聚乙烯醇（PVA）其充填密度约0.20～0.48g／cm3，折射率为1.51～1.53。
聚乙烯醇的熔点难于直接测定，因为它在空气中的分解温度低于熔融温度。
用间接法测得其熔点在230℃左右。
不同立规程度的聚乙烯醇具有不同的熔点，其中S—PVA(间规)熔点最高，A—PVA(无规)次之，I—PVA(等规)最低。
聚乙烯醇的玻璃化温度约80℃。
玻璃化温度除与测定条件有关外，也与其结构有关。
例如，随聚乙烯醇间规度的提高，玻璃化温度略有提高。
聚乙烯醇中残存醋酸根量和含水量增加时，玻璃化温度都将随之降低。
2．化学性质聚乙烯醇主链大分子上有大量仲羟基，在化学性质方面有许多与纤维素相似之处。
聚乙烯醇可与多种酸、酸酐、酰氯等作用，生成相应的聚乙烯醇的酯。
但其反应能力低于一般低分子醇类。
聚乙烯醇的醚化反应较酯化反应容易进行。
醚化反应后，聚乙烯醇分子间作用力有所减弱，制品的强度、软化点和亲水性等都有所降低。
在聚乙烯醇水溶液中加入少量硼酸，其粘度将明显增大，这种变化与介质的pH值关系密切。
当介质的pH值偏于碱性时，硼酸与聚乙烯醇发生分子间反应，使溶液粘度剧增，以致形成凝胶。
聚乙烯醇水溶液与氢氧化钠反应，其粘度增加的速度较之添加硼酸更快。
因此，可以利用氢氧化钠水溶液作为聚乙烯醇纺丝的凝固剂。
在酸性催化剂作用下，聚乙烯醇可与醛发生缩醛化反应。
缩醛化反应既可在均相中进行，也可在非均相中进行。
不过均相反应所得产物的缩醛化基团分布均匀，其缩醛化物的强度、弹性模量以及耐热性等都有所降低。
当进行非均相反应时，在控制适当的条件下，由于缩醛化基团分布不均匀，并主要发生在非晶区，故对生成物的力学性能影响不大，而耐热性还有所提高。
3．热性能聚乙烯醇受热后发生软化(210～215℃)，但在一般情况下，它在熔融前便分解。
聚乙烯醇在加热到140℃以下时不发生明显的变化，加热至180C以上时，由碱法醇解得到的聚乙烯醇开始发生变化，大分子发生脱水，在长链上形成共轭双键，并使其色泽逐渐变深。
开题报告聚乙烯醇
1.1 聚乙烯醇的制备方法1.1.1 原料路线聚乙烯醇是由醋酸乙烯(VAc)经聚合醇解而制成，生产PVA 通常有两种原料路线，一种是以乙烯为原料制备醋酸乙烯，再制得聚乙烯醇；此外一种是以乙炔(分为电石乙炔和天然气乙炔)为原料制备醋酸乙烯，再制得聚乙烯醇。
(1)乙烯直接合成法石油裂解乙烯直接合成法，由日本可乐丽公司(原仓敷人造丝公司)首次开辟成功并用于工业化生产。
目前，国际上生产聚乙烯醇的工艺路线以乙烯法占主导地位，其数量约占总生产能力的72％。
美国已完成为了乙炔法向乙烯法的转变，日本的乙烯法也占70％以上，而中国的生产企业惟独两家为乙烯法。
其工艺流程包括：乙烯的获取及醋酸乙烯(VAc)合成、精馏、聚合、聚醋酸乙烯(PVAc)醇解、醋酸和甲醇回收五个工序。
石油乙烯法的工艺特点：生产规模较乙炔法大，产品质量好，设备易于维护、管理和清洗、热利用率高，能量节约明显，生产成本较乙炔法低30％以上。
(2)电石乙炔合成法电石乙炔合成法，最早实现工业化生产，其工艺特点是操作比较简单、产率高、副产物易于分离，于是国内至今仍有1O 家工厂沿用此法生产，且大部份应用高碱法生产聚乙烯醇。
但由于乙炔高碱法工艺路线产品能耗高、质量差、成本高，生产过程产生的杂质污染环境亦较为严重，缺乏市场竞争力，属逐渐淘汰工艺。
国外先进国家早于20 世纪7O 年代已全部用低碱法生产工艺。
(3)天然气乙炔合成法天然气乙炔为原料的Borden 法，非但技术成熟，而且生产的乙炔有利于综合利用，VAc 的生产成本较电石乙炔法低50％~70％，但天然气乙炔法投资和技术难度都较大。
在天然气、煤和电力丰富的地区，天然气乙炔法仍具有生命力。
欧洲及朝鲜等国家以天然气乙炔为主，我国也有套生产装臵采用该方法。
1.1.2 醇解法制备聚乙烯醇聚乙烯醇是不能直接通过单体聚合得到的，而是由其酯类——聚乙酸乙烯酯醇解或者水解来制备。
由于醇解法所生成的PVA 精制容易，纯度较高，主产物性能较好，于是工业上多采用醇解法。
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实验四聚乙烯醇的制备
化工系毕啸天2010011811
一、实验目的
1.了解高分子化学反应的基本原理及特点
2.了解聚乙酸乙烯酯醇解反应的原理、特点及影响醇解反应的因素
二、实验原理
由于“乙烯醇”易异构化为乙醛，不能通过理论单体“乙烯醇”的聚合来制备聚乙烯醇，只能通过聚乙酸乙烯酯的醇解或水解反应来制备，而醇解法制成的PVA精制容易，纯度较高，主产物的性能较好，因此工业上通常采用醇解法。
聚乙酸乙烯酯的醇解可以在酸性或碱性条件下进行。
酸性条件下的醇解反应由于痕量酸很难从PVA中除去，而残留的酸会加速PVA的脱水作用，使产物变黄或不溶于水，因此目前多采用碱性醇解法制备PVA。
碱性条件下的醇解反应又有湿法和干法之分，为了尽量避免副反应，但又不使反应速度过慢，本实验中不是采用严格的干法，只是将物料中的含水量控制在5%以下。
聚乙酸乙烯酯的醇解反应激励类似于低分子的醇-酯交换反应。
本实验采用甲醇为醇解剂，氢氧化钠为催化剂，醇解条件较工业上的温和，产物中有副产物乙酸钠。
PVAc醇解主要有湿法和干法两种。
湿法醇解中，氢氧化钠是以水溶液的形式（约350g/L）加入的，VAc-MeOH体系的含水量在1%-2%。
该法的特点是醇解反应速度快，设备生产能力大，但副反应较多，碱催化剂耗量也较多，醇解残液的回收比较复杂。
干法醇解中，碱以甲醇溶液的形式加入。
反应体系中水含量控制在0.1%～0.3%以下。
该方法的最大特点是副反应少。
醇解残液的回收比较简单，但反应速度较慢，物料在醇解机中的停留时间较长。
主反应：
*
*
O
O Me
+MeOH**
OH
+
O n n
*
*
O
O Me
+EtOH**
OH
+
O
O n n
四、实验仪器
磨口三口瓶，普通三口瓶，球冷，抽滤瓶，布氏漏斗，抽滤垫，表面皿，量筒，弹簧搅拌棒，电热套，机械搅拌器。
反应装置图简要表示如下（有很多东西画不出来，凑合一下）：
六、实验注意事项
1.投料时要将PVAc 剪碎后一次性投入三口瓶中，搅拌时注意不要让PVAc 粘成团。
在看不到膜后再多搅一会；
2.PVAc 溶于MeOH ，但是PVA 不溶。
随醇解反应的进行，PVAc 大分子上的乙酰基逐渐被羟基所取代，当达到一定醇解度（60%）时，体系由均相转为非均相，外观也发生突变，出现一团胶冻，此时必须强烈搅拌把胶冻打碎，才能使醇解反应进行完全，否则胶冻内包住的PVAc 并未醇解完全，使实验失败，所以搅拌要安装牢固。
在实验中要注意观察现象，当胶冻出现后，要及时提高搅拌转速；
3.弹簧搅拌尽量靠近瓶底，并且要装得充分牢固。
因为在这一步中，需要高速大力搅拌，装不牢固搅拌棒可能滑下去；
4.发现凝胶块及时停止加料，靠机械力量把它打碎。
七、产率计算
干燥后称重，实际得到了PVA 6.410g 。
八、思考题
8.1 碱催化醇解和酸催化醇解有什么不同？
它们的产物均是酯以下给出两种催化的机理， 为了作图方便，机理中未画出高分子长链，而将基团以“R ”代替。
碱催化：
R
R OR
O + R
2OH
酸催化：
R 1
OR 2
O
H
R 1
OR 3H
OH
R 2O
R 3
HR -R 2OH -H
R 3
O
质子转移
R 2OH
二者都会发生副反应有酯的水解。
O O + NaOH
ONa
O + EtOH
O
+ NaOH ONa O
+ MeOH
+ H 2O
O
O H+
OH
O
+ MeOH
O
O H+
O + EtOH
+ H 2O
此外，酸催化可能发生的副反应有成烯和成醚，PVA 链上就可能发生。
以乙醇为例：
H +
H +
O
另外若体系中有杂质如VAc ，则有可能催化作用下生成乙醛等物质。
这将会在以下几题中讨论。
8.2 聚乙烯醇制备中影响醇解度的因素是什么？
（1）醇解温度。
升温醇解反应会加速，但是副反应也会增加，酯在碱性条件下加热会水解，体系中残存的醋酸根会增多，影响PVA 产品纯度。
醇解反应初期温度高，酯交换速率快，生成醋酸甲酯的量大，加速了副反应水解的进行，使碱的消耗变快。
至反应后期，氢氧化钠浓度下降，酯交换和水解反应的速度大大降低。
（2）PVAc 浓度。
在醇解其它条件固定时， PVAc 浓度太高则体系粘度变大，流动性差，与碱的混合均匀性差，导致醇解度下降，同时产品残存醋酸根增加。
但是从工业的角度讲，如果PVAc 浓度低，则反应停留时间变长，螺杆生产能力下降。
而且浓度过低会导致溶剂回收量大。
在其它条件不变时，醇解时PVA 析出后状态变差，低碱醇解时，产品外观从粒状或颗粒状变成絮状兼粒状。
文献中查到一般高碱PVAc 浓度控制在21-26.5%，低碱控制在28-35%为宜。
（3）相分离。
PVAc 溶于MeOH ，而PVA 不溶。
不同的条件会影响到相变时间。
相变后，析出的PVA 脱离了溶液体系，如果此时PVA 较难接触到MeOH ，那么析出的PVA 将无法再度醇解，这会极大地降低醇解度。
如果生成了胶冻，部分PVA 被包裹在中间，同样会影响反应的进程。
因此在于体系内刚刚出现胶冻时，必须采用强烈的搅拌，将胶冻打碎，才能保证醇解较完全地进行。
（4）杂质。
这张PVAc 膜是在上次实验中，直接将制备PVAc 的反应液倒在水面上析出而得。
注意到一点细节，我们上次做成的PVAc 膜在从水中捞出来时，在局部区域观察到有气泡嵌在膜中。
气泡说明体系的粘度较大，可以想见膜中肯定有未除尽的VAc 。
猜想上次的溶液聚合中说不定还发生了酯交换反应。
O
O + MeOH
O
O
+
OH
H O
VAc 单体残留在体系内，醇解时会消耗碱生成乙醛。
乙酸甲酯这样的杂质也会消耗碱。
这些都是降低醇解率的因素。
同时查到这些物质的存在可能使PVA 的状态变坏，如成粉状。
此外，醛的存在，可能使PVA 发生缩醛反应，使PVA 着色。
（5）含水量。
醇解系统的含水率对醇解反应影响极大。
由于水是酯水解反应的催化剂，随着系统中含水率的增加，水解反应加快，增加碱的消耗。
（6）含碱量（MR ）。
碱摩尔比是影响聚乙烯醇醇解度最重要的根本因素。
碱是醇解反应的催化剂，同时参与主反应和副反应。
碱的摩尔比太高，醇解反应快，副反应产物醋酸钠多；但如果碱的摩尔比太低，醇解反应速度慢，反应时间需延长，而且醇解不完全，醇解度低。
8.3 如果乙酸乙烯酯干燥得不够，仍含有未反应的单体和水，试分析在醇解过程中会有什么影响。
突然发现这题我在上面的（4）和（5）中已经回答过了
VAc 单体残留会消耗碱同时生成乙醛。
可能使PVA 的状态变坏，如成粉状。
还可能使PVA 发生缩醛反应，使PVA 着色。
水是酯水解反应的催化剂，水的存在会使水解反应增加碱的消耗。
8.4 高分子的化学反应有什么特点？
（1）带有相同官能团的聚合物和小分子有机化合物具有相同的反应性。
官能团活性与分子尺寸无关。
但是由于聚合物结构的复杂性，如分子量的多分散性、结晶与非结晶等，使得其反应特性不同于小分子化合物，通过反应速率和转化率要低于小分子化合物。
（2）转化率与小分子反应转化率的意义不同。
即每个大分子上都含有反应的以及未反应的基团，如本次实验得到的产品中，碳链上同时连接了羟基和酯基。
一般用平均转化率来表示，也不能将未反应的结构从大分子中分离出来。
（3）存在着多种高分子效应，即由高分子骨架引起的，使高分子体现出与小分子化合物不同的物理和化学性质，包括结晶效应、溶解度效应、邻基效应、几率效应、位阻效应、交联和疏水相互作用。
8.5 本实验中的所有反应 主反应：
*
*
O O Me
+MeOH
*
*OH
+O n n
*
*
O
O
Me
+EtOH
*
*OH
+O
O n n
副反应：
O O + NaOH
ONa
O + EtOH
O
+ NaOH ONa O
+ MeOH
O
O + MeOH
O
O +
OH
H O
九、参考文献
1.《高分子化学》，唐黎明、庹新林编著，清华大学出版社
2.《高分子化学实验与技术》，杜奕编著，清华大学出版社
3.《聚乙烯醇醇解度影响因素浅析》，张荣梅，王爱青，崔晓芳，山西三维集团
4.《聚乙烯醇生产醇解度的控制》，丘天荣，化学工程与装备。