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    聚乙烯醇縮丁醛PVB的合成原理
    來源:特斯科化工(湖北)有限公司 | 作者:特斯科化工(湖北)有限公司 | 發布時間: 323天前 | 445 次瀏覽 | 分享到:
    聚乙烯醇縮丁醛PVB的合成原理

    聚乙烯醇縮丁醛(簡稱PVB)是已工業化生產的聚乙烯醇縮醛類中最重要的一個產品,是在酸作為催化劑的條件下,丁醛中的羰基與聚乙烯醇中兩個相鄰的羥基發生反應,生成的具有六元環狀縮醛結構的聚合物,合成反應如下圖1所示。

    image001.jpg


                                                                             圖1:PVB合成反應示意圖

    其中聚乙烯醇(簡稱PVA)是由聚醋酸乙烯水解得到。由于以上兩種反應均不能完全進行,所以PVB樹脂中必然含有三種官能團,即縮丁醛基、醇羥基和醋酸乙烯,結構式如下圖2所示:

    image002.jpg


    圖2:PVB結構示意圖

    其中各官能團的相對比例可以通過反應條件來控制。通過改變PVB樹脂中各官能團的比例可以改變樹脂的多種性能。在PVB樹脂的結構,分子長鏈結構提供了一個較低的玻璃化轉變溫度,從而使PVB具有良好的拉伸強度和沖擊強度;羥基結構提供了撕裂強度及良好的粘結力,羥基值增加,水溶解性增加;乙酰氧基的含量增加,則產品耐水性增大;六元環狀的縮丁醛結構可提高分子鏈的強度和非結晶特性,縮醛基含量增加,可溶性、相溶性、耐水性都大大增加。

    聚乙烯醇縮丁醛是一種聚乙烯醇和醛類有機化合物發生縮醛化反應的產物,聚乙烯醇是聚醋酸乙烯酯(或醋酸乙烯酯)水解或醇解得到的。第一步:在鹽酸的催化作用下,聚乙烯醇分子中的羥基和丁醛中的羰基首先發生親核加成反應,生成半縮醛;第二步:半縮醛在酸性或堿性溶液中是不穩定的,因此以游離的狀態存在的半縮醛很少,半縮醛會與相鄰的羥基進一步反應,去除水分子,形成一個比較穩定縮醛結構。反應通式如下圖3所示。

      image003.jpg

    圖3:縮醛反應過程

    PVA縮醛化反應機理為:正丁醛的羰基和催化劑氫離子形成帶有電正性的基團,增加碳原子的活性,在顯正電性的碳和PVA的羥基發生加成反應,失去氫生成半縮醛;半縮醛結合帶正電的氫,形成的活性基團,脫水后,一個正電荷轉移到了碳原子,帶有正電性的碳原子和其他臨近的羥基發生反應,生成縮醛的同時釋放出H+??s醛反應機理如圖4所示。

    image004.jpg


    圖4:縮醛反應機理

    PVB樹脂的制備過程,如下圖5所示。


      image005.jpg

    圖5:PVB樹脂的制備過程


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