聚乙烯醇缩乙醛酸树脂的研制

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1、聚乙烯醇缩乙醛酸树脂的研制来源:作者:发布时间:2010-06-02   摘 要：聚乙烯醇缩醛型胶粘剂可通过聚乙烯醇(PVA)与醛类缩合而得，其性质取决于原料PVA的结构、水解程度、醛类的化学结构和缩醛化程度等。将PVA与乙醛酸(无毒、无味和不挥发)进行缩醛化反应，可制备出一种安‘全环保型聚乙烯醇缩乙醛酸树脂(PVGa)胶粘剂。以n(乙醛酸)：n(PVA中-OH基)比例、反应时间、反应温度和PVA水溶液浓度为试验因素，缩醛度为衡量指标，采用正交试验法优选出制备PVGo的最适宜工艺条件。结果表明：当反应温度为80℃、PVA水

2、溶液浓度为15％、n(乙醛酸)：n(PVA中—OH基)二1：5和反应时间为40rain时，PVGo的缩醛度为39．85％；PVOa的吸湿性能比PVA高4-6倍，PVOa的力学性能优于PVA，两者的热失重情况基本相似。0 前 言   现有的文化用品和家庭装饰用胶粘剂大多由聚乙烯醇(PVA)和甲醛在酸性条件下缩合而得，有关该方面的研究报道较多。由于两者在反应完成后会残留较多的难以除去的游离甲醛，故相应的胶粘剂气味浓、安全隐患大且对儿童的身体健康带来极大危害。   为此，本研究采用双官能团乙醛酸代替醛类物质；在酸性催化剂作用下，

3、将乙醛酸与PVA进行缩醛化反应，制备出一种绿色安全环保型胶粘剂。由于乙醛酸具有无毒无味、可自然降解和反应活性较高等特点，并且反应完成后产物中的小分子残留量较少，故其对产物的应用性能基本没有影响。因此，新合成的胶粘剂具有与传统胶粘剂相似的应用性能，适用于木材、纤维、纸制品和建材等领域，并且可回收再利用；另外，该胶粘剂不含甲醛、成本低且环保(无毒、无害和无污染)，是一种新型的绿色环保型功能性高分子材料。1 试验部分1．1 试验原料   乙醛酸、聚乙烯醇(PVAl799)、氢氧化钠，化学纯，上海国药集团有限公司；盐酸羟胺，分析纯

4、，上海国药集团有限公司；去离子水，自制；乙醇、甲醇、溴百里酚蓝指示剂，分析纯，市售。1．2 试验仪器·   TR-470型红外光谱仪、D8型X射线衍射仪，德国布鲁克公司；热重分析仪，德国耐驰仪器制造有限公司；NDJ—8S数字显示黏度计，上海精密科学仪器有限公司；BLD-200s电子剥离试验机，济南兰光机电技术有限公司；环球法软化点测试仪，沧州恒达公路建筑仪器有限公司；RGL—30A型微机控制电子万能试验机，深圳瑞格尔(Reger)仪器有限公司。1．3 聚乙烯醇缩乙醛酸树脂(PVGa)的合成   在装有搅拌器、温度计和滴液漏

5、斗的四口烧瓶中，准确加人一定量的PVA和去离子水，水浴加热使之完全溶解成均相溶液；然后降温至70-90吧，滴加40％乙醛酸溶液，反应若干时间；待体系呈黏稠的胶冻状时，停止反应；最后加入氢氧化钠溶液中和至pH值为7—8，冷却后得到透明的PVCa。其合成原理如图1所示。1. 4 测试与表征   (1)缩醛度：将1g左右干燥55'叵重的样品置于磨口锥形瓶中，加入50mL乙醇、25mL7％盐酸羟胺甲醇溶液，回流3l冷却至室温，用20mL乙醇冲洗冷凝管，取下，加人若干滴指示剂，用0．5mol／LNaOH标准溶液滴定至终点。在相同条件

6、下进行空白试验，并按照公式(1)计算缩醛度。   式中：y、y。为空白试验、样品试验所消耗的NaOH标准溶液体积(mL)；M为NaOH标准溶液的浓度(mol／L)；Ⅳ为样品质量(g)止为醇解度。   (2)水溶性”：将产物稀释至一定比例，测定其完全溶解时的时间。   (3)吸湿性凹：PVGa经盐析、水洗、冷冻干燥和加热溶解等工序后配成一定浓度的水溶液，并均匀涂敷在聚四氟乙烯板上，80℃烘干至恒重；得到PVGa薄膜；将15cmx5cmx0．01cm薄膜烘干至恒重，冷却后于恒温、恒湿条件下，分别测定不同湿度、一定时间内的薄膜增

7、量。   (4)软化点：采用环球法进行测定。   (5)黏度：采用数字显示黏度计进行测定(4号转子，室温测试，低档转速)。   (6)180剥离强度：按照GB／T2790-1995标准进行测定。   (7)拉伸剪切强度：按照有关文献中的测试原理和测试方法，采用电子万能试验机进行测定(拉伸速率为10mm／min)。   (8)红外光谱(FT-IR)：采用红外光谱仪进行测定(产物经盐析、水洗、冷冻干燥和加热溶解成水溶液后，涂敷在聚四氟乙烯板上，完全干燥后即可作为被测试样)。   (9)X—射线衍射(XRD)：采用X—射线衍射仪

8、进行测定。   (10)热重(TG)分析：采用热重分析仪进行测定。2结果与讨论2．1 正交试验设计与优化条件的选择   本试验以n(乙醛酸)：n(PVA中-OH基)比例、反应时间、反应温度和PVA水溶液浓度作为试验因素，以缩醛度作为衡量指标，采用正交试验法优选出制备PVGa的最佳工艺条件。表1为正交试验