(完整word版)實驗04醋酸乙烯酯溶液聚合及聚醋酸乙烯酯的醇解(word文檔良心出品).doc

1、實驗五醋酸乙烯酯的溶液聚合及聚醋酸乙烯酯的醇解聚乙烯醇是制備維綸的原材料。 由于乙烯醇很不穩(wěn)定， 極易異構(gòu)化成乙醛。 所以聚乙烯醇通常都是通過醋酸乙烯溶液聚合以及聚醋酸乙烯酯的醇解這兩個步驟來制得的。本實驗是以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑；甲醇為溶劑的醋酸乙烯酯的溶液聚合。這是個自由基聚合反應(yīng)。一、實驗?zāi)康?、通過實驗掌握醋酸乙烯酯溶液聚合的方法以及聚醋酸乙烯酯醇解的方法。2、進(jìn)一步掌握溶液聚合原理及高分子側(cè)基反應(yīng)原理。3、掌握醇解度測定方法。二、實驗原理本實驗采用溶液聚合的自由基聚合原理。選用甲醇作溶劑是由于聚醋酸乙烯酯 （ PVAc ）能溶于甲醇， 而且聚合反應(yīng)中活性鏈對甲醇的鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)較小。 且

2、在醇解制取聚乙烯醇 （PVA ）時，加入催化劑后在甲醇中即可直接進(jìn)行醇解。醋酸乙烯 (VAc) 在聚合過程中，容易發(fā)生向聚合物鏈的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。聚合物濃度越大，支化越容易發(fā)生。聚合物活性自由基鏈除了向聚醋酸乙烯酯（ PVAc ）主鏈上的 、 氫處鏈轉(zhuǎn)移，形成水解不掉的支鏈，還會向乙?；匣顫姎湓愚D(zhuǎn)移，在乙?；闲纬芍ф?。這部分支鏈容易水解脫掉，導(dǎo)致聚合度降低。在聚合反應(yīng)的同時，可能存在副反應(yīng) ：（ 2）在單體濃度為 85%時聚合得 聚醋酸乙烯酯（ PVAc），醇解后聚合度下降 38.15%。單體濃度為67%時醇解后只降低了 6.89%。因此，要降低溶液中單體濃度。但單體濃度過低，會影響產(chǎn)物的最

3、終聚合度。1表 1 60 甲醇中不同單體濃度溶液聚合得到PVAc和 PVA的聚合度單體濃度 /%聚合時間 /h轉(zhuǎn)化率 /%PVAc聚合度PVA聚合度聚合度降低 /%851696.21903117738.15671796.66686226.89聚醋酸乙烯酯（PVAc）的醇解可以在酸性或堿性的催化下進(jìn)行，用酸性醇解時，由于痕量級的酸很難從 PVA中除去，而殘留的酸可加速 PVA的脫水作用，使產(chǎn)物變黃或不溶于水，所以 一般均采用堿性醇解法 。另外，甲醇中的水對醇解會產(chǎn)生阻礙作用。因為水的存在使反應(yīng)體系內(nèi)產(chǎn)生CH3COONa，消耗了 NaOH，而 NaOH在此起的是催化作用。因此，一定要嚴(yán)格控制甲醇中

4、的水的含量。聚醋酸乙烯酯（ PVAc）的醇解過程是在堿的催化下聚醋酸乙烯酯（ PVAc）在甲醇溶液進(jìn)行的醇解反應(yīng)。其反應(yīng)方程式為：（ 3）本實驗先制備聚醋酸乙烯酯（PVAc），然后再進(jìn)行堿性醇解，由于產(chǎn)物PVA 不溶于甲醇，所以，醇解到一定程度時會觀察到明顯的相轉(zhuǎn)變，此時，大約有60%的乙酰基已被羥基取代。三、實驗儀器和試劑（ 1）實驗儀器電動攪拌器、恒溫水浴鍋、水泵減壓裝置電爐子、三口燒瓶、直形冷凝管、球形冷凝管、恒壓滴液漏斗、布氏漏斗、燒杯（50ml）、量筒（ 50ml、 100ml ）、溫度計（ 100）、表面皿。實驗試劑和藥品：醋酸乙烯酯（VAC）（重蒸）、甲醇、偶氮二異丁腈（AIBN

5、）、NaOH。四、實驗方法及步驟1、醋酸乙烯酯的聚合（ 1）稱量三口燒瓶。（ 2）按圖 1 組裝好實驗儀器。2（ 3）將 20 克醋酸乙烯酯（換算成體積；比重0.93 ）加入到三口燒瓶中，將0.1 克偶氮二異丁腈（ AIBN）放入一個燒杯中；加入20 克甲醇，充分溶解后加入到三口燒瓶中。（ 4）開始升溫，溫度升到 60時，開始記錄反應(yīng)時間。（ 4）控制水浴溫度在 61 63，溫度偏差不應(yīng)超過 2，保持溫度，注意觀察反應(yīng)物溶液的粘度，持續(xù)反應(yīng)三小時。（ 5）反應(yīng)三小時后停止加熱，冷卻至室溫。將實驗裝置改裝成減壓蒸餾裝置如圖2 所示。將產(chǎn)物中的溶劑以及未聚合的單體蒸出（餾液回收） 。留在燒瓶中的產(chǎn)

6、物是無色的玻璃狀聚合物，取下燒瓶，連瓶一塊稱重，并計算產(chǎn)率。2、聚醋酸乙烯酯的醇解（ 1）將所制得的聚醋酸乙烯酯留8 克于三口燒瓶中。（ 2）向三口燒瓶中加入 50ml 甲醇，加熱回流，使之完全溶解，冷卻后倒入滴液漏斗中。（ 3）向三口燒瓶中加入 0.5 克 NaOH，用甲醇溶液溶解至 100ml。（ 4）按圖 3 所示組裝好實驗儀器。將裝有聚醋酸乙烯 - 甲醇溶液的滴液漏斗裝于三口燒瓶的一個側(cè)口上；另一側(cè)口裝冷凝器，上回流水。3（ 5）啟動攪拌器快速攪拌，將水浴鍋溫度上升至65 70。（ 6）慢慢地打開滴液漏斗閥門，緩慢地滴加聚醋酸乙烯 - 甲醇溶液，滴加溶液完成時間大約為 3040 分鐘。

7、注意：滴加溶液的速度不要太快，太快容易生成凍膠，不利于醇解及產(chǎn)物的洗滌。（7）滴加溶液完畢后，應(yīng)繼續(xù)反應(yīng)回流40 60 分鐘。大約1 小時后停止加熱，冷卻。（8）將三口燒瓶取下，將物料用布氏漏斗過濾，用10ml 甲醇溶液洗滌，重復(fù)洗滌三次。濾液回收。（9）將所得產(chǎn)物盛于表面皿上，放入烘箱中烘干，烘箱溫度應(yīng)保持在50 60。干后稱重，并計算轉(zhuǎn)化率。五、實驗數(shù)據(jù)的整理將實驗記錄的數(shù)據(jù)整理成表。表 2制備聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇的原料加入量試 劑 名 稱VACCH3OHAIBNNaOHPVAc聚合反應(yīng)重量 /g試劑用量體積 /ml醇解反應(yīng)重量 /g試劑用量體積 /ml表 3 產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率三口燒瓶重量 /g瓶 +PVAc重量 /g產(chǎn)物 PVAc重量 /g轉(zhuǎn)化率 /%聚合反