二甲基亚砜法生产聚乙烯醇缩丁醛术.pdf

第37卷第5期
当代化工
Vo137,No.5
2008年10月
Contemporary Chemical Industry
October 2008
二甲基亚砜法生产聚乙烯醇缩丁醛
丁丽,秦娟妮
青岛科技大学化工学院,山东青岛266042)
摘要:以二甲基亚为溶剂,采用均相工艺合成聚乙烯醇缩丁醛,对编合反应温度、反近时
间、物料配比、催化剂的种类及加入量进行了优化,PVB缩醛基含量可达82%。
关键词;缩醛基;缩合;二甲基亚砜;均相工艺
中图分类号:0632.34文献标识码:A文章编号:1671-0460(2008)05-0453-03
聚乙烯醇縮丁醛(PVB)是由聚乙烯醇和正2结果与讨论
丁醛在酸的催化作用下,缩合而成的合成树脂
其无毒、无嗅、具有极高的透明性,良好的绝缘
1PVA浓度的确定
性,成膜性和抗冲击性,耐紫外线、耐水、耐老化、
高分子溶液的浓度影响者体系的粘度。在温
耐低温等,性能优良。与酚醛、环氧树脂硝化纤
度25℃时,考察了不同浓度的PVA二甲亚砜溶
维、天然树脂等有良好的相溶性,可以改善这些液的粘度、反应液粘度以及生成物状态之间的关
树脂的性能,在国防和国民经济各部门都有广泛
系,结果见表1。
的应用
表1浓度对体系状态的影响
目前,PVB的工业生产方法存在产品缩醛 Table 1 Influence of concentration of PVA on statc of system
基含量低且分布不均匀,杂质含量高,或生产条
质量分
解后粘度最终反应液的粘度
数,%×10Y(MPa"s
状态
件难以控制等。本文采用二甲基亚砜为溶剂
x 10/(Mpa.s)
8.15
均相
探讨均相生产聚乙烯醇丁醛的合适的工艺条
均相
9.03
非均相
1实验部分
从表1看出,PVA的二甲亚砜溶液质量分
药品与试剂
数愈高,体系的粘度愈高,生成的PVB愈易析
正丁醛,二甲基亚砜,PVA,浓硫酸
出。当浓度增至15%时,体系粘度在反应前后变
1.2实验装置
化不大,且最终体系成非均相。这是出于体系溶
在带有粉碎搅拌的烧瓶中加人一定量的解后粘度过高而导致的加料不均匀,反应初期局
PVA和溶剂,将烧瓶置于傾温水浴中,加热、搅部缩醛化反应速度快,生成的PVB来不及溶解
拌,使其溶解。待完全后,降低温度加入浓硫酸和而析出,此时的缩醛基含量也较低。
正丁醛,进行缩醛化反应,一定时间后,中止反2.2聚乙烯醇型号的确定
应。在高速搅拌下,水洗PVB,并将其粉碎,干
聚乙烯醇的型号代表着聚乙烯醇的聚合度
燥、测量分析PB的缩丁醛基含量。
和醇解度。聚合度在制备时已经固定,故主要讨
论醇解度。聚乙烯醇的醇解度的大小代表着分子
收稿日期:2008-07-22修订日期:2008-08
作者筒介:丁丽(1967-),女,酬教授。毕业于青岛科技大学工程专业,研究方向为化工工艺开发。E-mail:dingli812@126.com
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代化
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链上羟基的数量与构成大分子链的链接数的比在相同条件下,缩醛化反应的速度也随酸用量
值。醇解度直接影响到缩醛化反应的程度。在的增加而提高。如果减少催化剂的用量,而达到
333K,PVA的二甲基亚忛溶液浓度为10%
同样的结果则必须提高反应温度或延长反应时
H2SO,为催化剂,n丁:n其=11:2的条件下间,这给实际生产带来不利。但是酸的用量不是
进行缩醛化反应,考察聚乙烯焞的醇解度对可无限制加大的,酸的用量过大,导致反应速率
PVB的缩醛基含量的影响,结果见表2
过快,容易产生非均相生成物且得到的PVB
表2聚乙烯醇的醇解度对PVB的缩醛基含量的影响
中盐杂质含量高。从图1可以看出,当mso.
Table2 Influence of cxtent of alcoholysis on content of m:<0.08:1时,反应速度缓慢且最终反应
aldehyde acetal group
程度不高;当
0.10:1时,在
PvA的刑号催化剂的加入量gw缩醛棊),%
定时间内可得到较高的绵醛棊含量,但反应
过程不稳定,易发生相变。故选择ms.:mnvx:=
0.08:1
由表2可看出,在相同反应条件下,B型
PVA生成的PVB的缩醛基质暈分数比A型的
高,鉴于玻璃夹膜PVB要求含有65%~78%聚乙
40
烯醇缔丁醛,故选择B型PVA作为缔醛化反应
ー- the quantity rarin n「I1:SP4 TOPA0.06:1
BIH
的原料
-a-the guantity ratin ofit: $t),to PVA 0.10: 1
2.3催化剂的确定
40
obotb
2.3.1催化剂类型的确定
反应吋闻/mi
以10%6的PN'A的二甲基亚佩溶液作为缩醛
化反应的原料,在333K下,考察了3种常见的
图1不同催化剂加入畳时缩醛基含量随时间的变化
中强酸对所缩醛化反应的催化效果。缩醛化反应
Fi
Content of aldehyde acetal group distribution along
15min时产物的缩醛基含量见表3。
reaction time at different quantity of catalyst
2.4丁醛用量的确定
表3催化剂类型对反应的影响
在PA二甲基亚砜溶液浓度10%、mRso.
Table 3 Influence of catalyst on the rcaction
催化剂的类型
加人量和缔了醛基含量,%mr=0.08:1,33K时,考察丁醛用量对反应的
i LPO
3.52
影响。结果见图2。
1.57
H,SO
0.80
41.56
由表3可以看出,磷酸催化效耒差,盐酸和
硫酸均可较好地作为缩醛化反应的催化剂,鉴于
盐酸的腐蚀性较强,对设备的要求高,故选择硫
酸作为反应的催化剂
2.3.2催化剂量的确定
在PVA二甲基亚砜浴液浓度10%,了
0.9:21:21.05:21.1:21.2:2
n-1.1:2,333K时,考察催化剂H2SOa用量
丁醛加入量e
对反应的影响,结果见图1
图2缩醛基含量与丁醛加入量的关系
H]的浓度与缩醛化反应速度有直接的关rg,2 The relation between conten\ o ailyde acetal
系,酸的用量对缩醛化反应程度有较大的影峒
group and the quantity of butyraldehyde