化学实验教学中心

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,NORTHWEST UNIVERSITY,化学实验教学中心,实验三十五聚乙烯醇缩甲醛的制备与应用,一、目的要求,1,学习聚乙烯醇缩甲醛的制备；,2,掌握粘度和游离甲醛的测定方法,二、实验原理,PVAL,是白色粉末，易溶于水，将它的水溶液自纺丝头喷入,Na,2,SO,4,-K,2,SO,4,的溶液中，,PVAL,即沉淀析出，再用甲醛处理就得强度高、密度大的人造纤维，商品名叫“维尼龙”。,为了提高,PVAL,的耐水性，可通过,PVAL,的缩醛化来改性。,PVAL,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（,Polyvinyl,Butyrai,简称,PVB,）,树脂，就是粘结力大、制造透明安全玻璃的一种原料。,PVAL,水溶液在浓盐酸催化下与甲醛缩合制得的聚乙烯醇缩甲醛,(polyvinyl formal,，,简称,PVFM,或,PVFO),树脂，又名,107,胶，为无色透明溶液，易溶于水。由于性能优良，价格低廉，故广泛应用于建筑业，有“万能胶”之称。可用于粘接瓷砖、壁纸、外墙饰面等，还用于制鞋业粘贴皮鞋衬里和做文具胶水等。,反应式如下：,聚乙烯醇缩甲醛分子中的羟基,(-OH),是亲水性基团，而缩醛基是疏水性基团。控制一定的缩醛度（聚乙烯醇缩醛中所含缩醛基的程度，常以百分率来表示），可使生成的聚乙烯醇缩甲醛既有较好的耐水性，又有一定的水溶性。为了保证产品的稳定性，缩醛化反应结束后需用,NaOH,中和至中性。,聚乙烯醇缩甲醛胶水的粘度与,PVAL,的用量有关，要获的适宜的缩醛度，必须严格控制反应物的配比、催化剂用量、反应时间和反应温度。根据不同用途，控制反应物的配比和反应条件，可得到不同粘度和缩醛度的胶水，作为各种粘接剂，广泛用于建筑施工、鞋革、图书装订、文具及建筑涂料等方面。此外,PVAL,对许多有机溶剂的不溶性，可用来制耐汽油的衬垫和管子。,聚乙烯醇缩甲醛胶水质量的检验，主要是测定其粘度和缩醛度，但由于测定缩醛度的操作麻烦且费时，因而常借测定胶水中的游离甲醛量（即留存于,PVFM,中未被缩醛化的甲醛含量，以百分率表示）来了解缩醛化反应完成的情况以及在该反应条件下缩醛度的大小。通常胶水中游离甲醛量少，表面缩醛度高。本实验合成的胶水要求游离甲醛约在,1.2%,以下。,粘度的测定采用涂,-4,粘度计,(,一种简易粘度计，如图,35.1,所示,),。在,20,时，测定,100mL,胶水从规定直径,(4mm),的孔中流出所需的时间,(s),，,并以该流出时间表示粘度的大小,(,因其体积固定,),。本实验合成的胶水要求粘度约在,70s,以上。,游离甲醛量的测定是通过亚硫酸氢钠与甲醛的反应，使之生成羟甲基磺酸钠和氢氧化钠：,然后剩余的亚硫酸氢钠用碘滴定同时做空白实验,用每,100,克聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂中所含未反应的甲醛克数表示游离甲醛值,.,三 、实验步骤,（,1,）,合成,在三口烧瓶中加入,13.5g PVAL,、,150mL,去离子水，开启搅拌，并加热，控温在,90,左右，直至,PVAL,全部溶解,(,约,40 min),。,往三口烧瓶中滴加浓,HCl,溶液，将,PVAL,水溶液的,pH,调为,2,。,量取,5mL36%,甲醛水溶液，用滴液漏斗缓缓地将其滴入三口烧瓶中,(30min,滴完,),，继续搅拌,30min,。,停止加热。滴加,6molL-1NaON,溶液至聚乙烯醇缩甲醛胶水的,pH,为,7,左右。,停止搅拌。卸下三口烧瓶,用自来水流淋洗三口烧瓶外壁，使瓶内的胶水冷却至室温。将其倒入烧杯,(,烧杯必须洁净、干燥,),中，待分析用。,(2),粘度的测定,按涂,-4,粘度计测定粘度的装置图，将洁净、干燥的涂,-4,粘度计置于固定架上，用水平调节螺丝调节涂,-4,粘度计固定架，使其处于水平状态,(,怎样确认,),。用手指按住粘度计下部小孔，将冷至室温的待测胶水倒入涂,-4,粘度计至满后，用玻璃沿水平方向抹去多余试样。将承受杯置于粘度计下方，松开手指，记下胶水由细流状流出转变为滴流状流出所需的时间。,图,35.1,涂,-4,粘度计测定粘度的装置,(3),游离甲醛量的测定,称取,1,克,(,准确至,0.0002g),试样,置于,250ml,碘瓶中,加入,10ml,蒸馏水至试样完全溶解后,用移液管准确加入,20ml,新配的,1%,亚硫酸氢钠溶液,加塞,于暗处静置,2h,加入,50ml,蒸馏水和,1ml 1%,淀粉溶液,用碘标准溶液滴定至溶液呈兰色,.,另取一份,20ml1%,亚硫酸氢钠溶液,同时做空白实验,.,游离甲醛按下式计算,:,F=(v,0,-v,3,)c,2,x0.03003/W x100,F:,游离甲醛含量,.%,V,0,:,滴定试样时消耗碘标准溶液的体积,ml.,V,3:,滴定试样时消耗碘标准溶液的体积,ml,C,2,:,碘标准溶液之物质的量浓度,mol/L,W:,试样的质量,0.03003:,与,1.00ml,碘标准溶液,c(1/2I,2,)=1.00mol/L,相当的以克表示的甲醛的质量,.,两次平行测定,绝对误差范围不超过,0.05%,以其平均值表示,取小数点后两位数,.,四、注意事项,（,1,）只做书上试验步骤,2,的聚乙烯醇缩甲醛。,（,2,）调,pH,值为,2,时，注意不可将酸值调的过低，以免胶凝化。,（,3,）在进行聚合反应时，先标定碘溶液和硫代硫酸钠溶液含量，实验室准备的是一个大概含量。,（,4,）,1%,淀粉溶液要现用现配。,