1、 聚醋酸乙烯酯班级：09 质检 331姓名：吴 娟 娟学号：0913633128时间：2011-05-02一 绪论 1.1 醋 酸 乙 烯 酯 的 特 点醋 酸 乙 烯 （ Vinyl acetate 简 称 V A C） ， 又 名 醋 酸 乙 烯 酯 ， 乙 酸 乙 烯酯 ， 醋 酸 乙 烯 是 一 种 重 要 的 有 机 化 工 原 料 ， 是 世 界 上 产 量 最 大 有 机 化 工原 料 之 一 ， 可 用 于 制 造 合 成 纤 维 维 尼 纶 。 结 构 式 为CH3COOCH=CH2， 分 子 量 86.09。 无 色 透 明 液 体 ， 有 醋 酸 气 味 。 相 对密 度
2、 （ 25 /4 ） 0.9317， 凝 固 点 -93.2 ， 沸 点 72.2 ， 闪 点 -7.8 ，燃 点 426.7 ， 折 射 率 （ n20D） 1.3959， 溶 于 乙 醇 、 乙 醚 、 丙 酮 、 氯 仿 、四 氨 化 碳 等 有 机 溶 剂 ， 不 溶 于 水 。 易 聚 合 ， 遇 盐 酸 、 硝 酸 、 硫 酸 等 反 应猛 烈 。 易 燃 ， 能 与 空 气 形 成 爆 炸 性 混 合 物 。 低 毒 ，LD5029200mg/kg， 有 麻 醉 性 ， 对 眼 睛 有 刺 激 性 ， 皮 肤 长 期 接 触 会 引 起皮 炎 。贮 存 于 阴 凉 、 通 风 的
3、 库 房 内 ， 最 高 温 度 不 超 过 30 。 远 离 火 种 、热 源 ， 防 晒 。 贮 存 期 12 个 月 ， 长 期 贮 存 容 易 聚 合 ， 聚 合 放 热 会 引 起 爆炸 。通 过 自 身 聚 合 或 与 其 他 单 体 共 聚 ， 可 以 生 成 聚 乙 烯 醇 (PVA)、醋 酸 乙 烯 一 乙 烯 共 聚 乳 液 (VAE)或 共 聚 树 脂 (EVA)、 聚 醋 酸 乙 烯(PVAC)、 醋 酸 乙 烯 -氯 乙 烯 共 聚 物 (EVC)等 衍 生 物 。 这 些 衍 生 物 的 用 途十 分 广 泛 ， 一 般 可 用 于 粘 接 剂 、 纸 张 或 织
4、物 的 上 胶 剂 、 油 漆 、 墨 水 、 皮革 加 工 、 乳 化 剂 、 水 溶 性 膜 、 纤 维 加 工 、 土 壤 改 良 剂 、 乙 烯 基 共 聚 树 脂 、缩 醛 树 脂 等 化 工 产 品 方 面 ， 随 着 科 学 技 术 的 进 步 ， 新 的 应 用 领 域 还 在 不断 拓 展 。1.2： 醋 酸 乙 烯 酯 的 商 业 价 值 （ 醋 酸 乙 烯 生 成 物 的 应 用 领 域 分 析 ）用 于 制 造 聚 醋 酸 乙 烯 乳 液 （ 白 乳 胶 ） ； 与 乙 烯 共 聚 制 造 EVA 树 脂和 VAE 乳 液 ； 与 氯 乙 烯 共 聚 制 造 氯 醋 乳
5、 液 和 氯 醋 树 脂 ； 进 行 溶 剂 聚 合 制造 4115 高 级 建 筑 胶 ； 与 丙 烯 酸 丁 酯 共 聚 制 造 醋 丙 乳 液 ； 与 丙 烯 酸 丁 醋 在溶 剂 中 进 行 共 聚 ， 配 制 建 筑 密 封 胶 ； 用 作 制 造 丙 烯 酸 酯 乳 液 的 硬 单 体 ；与 丁 苯 橡 胶 接 枝 制 造 PVC 木 纹 膜 胶 粘 剂 。（ 1） 乙 烯 -醋 酸 乙 烯 共 聚 物 醋 酸 乙 烯 最 有 发 展 潜 力 的 消 费 方 向 就 是 生 产 共 聚 物 。 而 乙 烯 -醋酸 乙 烯 共 聚 物 是 我 国 目 前 阶 段 里 生 产 与 应
6、用 较 多 的 品 种 。 我 国 乙 烯 -醋 酸 乙 烯 共 聚 树 脂 的 市 场 空 间 大 。 前 些 年 乙 烯 -醋 酸 乙 烯 橡 胶 的 生 产也 是 尚 属 空 白 的 ， 该 类 橡 胶 用 于 制 电 缆 护 套 、 多 种 软 管 及 医 用 器 材 和 PVC改 性 剂 、 农 膜 产 品 ， 能 获 得 高 质 量 性 能 。(2)乙 烯 -乙 烯 醇 共 聚 物 乙 烯 -乙 烯 醇 共 聚 物 简 称 EVOH， 它 可 广 泛 用 于 各 类 包 装 ， 包 括 所 有的 食 品 包 装 ， 如 无 菌 包 装 、 热 灌 装 和 蒸 煮 袋 ， 包 装 的
7、 食 品 包 括 调 味 汁 、番 茄 酱 、 水 果 汁 、 肉 类 、 乳 酪 和 水 果 。 或 工 业 溶 剂 、 化 学 制 药 品 和 医 药品 的 包 装 。 它 还 可 以 制 造 汽 车 汽 油 箱 或 油 箱 内 衬 ， 空 调 设 备 构 件 等 。EVOH 还 适 用 于 各 种 纺 织 织 物 的 热 熔 粘 合 ， 能 提 高 纺 织 品 耐 水 、 耐 干 洗 性能 。 EVOH 树 脂 还 可 制 成 中 空 纤 维 膜 ， 用 于 血 液 投 析 、 血 浆 分 级 ， 以 及 制造 人 造 肾 脏 等 。(3) 聚 乙 烯 醇 聚 乙 烯 醇 （ 简 称 P
8、VA） 是 一 种 用 途 相 当 广 泛 的 水 溶 性 高 分 子 聚 合 物 ，其 生 产 方 法 是 原 料 为 聚 醋 酸 乙 烯 ， 在 皂 化 反 应 下 制 得 聚 乙 烯 醇 ， 即 生 成高 分 子 化 合 物 ， 通 常 系 白 色 粉 末 。 该 产 品 在 纤 维 用 途 方 面 是 作 为 维 纶 纤维 原 料 ， 在 非 纤 维 用 途 方 面 是 作 为 生 产 涂 料 、 粘 合 剂 、 纸 品 加 工 剂 、 乳化 剂 、 分 散 剂 、 薄 膜 等 产 品 原 料 。 正 是 PVA 具 有 的 粘 接 、 柔 韧 、 平 滑 、耐 油 和 耐 磨 等 特
9、 性 ， PVA 应 用 范 围 遍 及 纺 织 、 食 品 、 医 药 、 建 筑 、 木 材加 工 、 造 纸 、 印 刷 、 农 业 、 钢 铁 等 行 业 。(4) .聚 醋 酸 乙 烯 聚 醋 酸 乙 烯 通 常 为 乳 液 状 ， 称 PVAC 或 PVAC 胶 乳 。 在 涂 料 工 业 中 ，PVAC 作 为 纸 张 整 理 剂 （ 粘 接 、 涂 层 ） ， 性 能 优 异 。 此 外 ， 在 纺 织 品 （ 纤维 、 布 类 ） 及 合 成 树 脂 加 工 中 PVAC 也 有 广 泛 的 用 途 。 制 备 聚 乙 烯 醇 其综 醛 类 是 聚 醋 酸 乙 烯 的 最 重
10、 要 用 途 ， 在 我 国 此 项 应 用 更 广 泛 。1.3 国 内 外 研 究 状 况1928 年 德 国 建 成 第 一 套 乙 炔 气 相 法 合 成 VAC 的 生 产 装 置 。 1960年 苏 联 人 声 称 ， 乙 烯 可 在 氯 化 钯 、 乙 酸 钠 无 水 系 统 中 合 成 VAC。 随 后Bayer、 Hoeehst 及 美 国 USI 公 司 都 在 从 事 乙 烯 直 接 氧 化 合 成 VAC 的工 业 研 究 。 1968 年 第 一 套 乙 烯 气 相 法 装 置 在 日 本 投 作者：王立芹 杨静 王振华 谭允祯产 ， 1970 年 乙 烯 气 相 U
11、SI 法 也 开 车 成 功 。 目 前 VAC 生 产 工 艺路 线 有 乙 烯 气 相 法 和 乙 炔 气 相 法 两 种 。 美 国 在 20 世 纪 70 年 代 完 成 了乙 炔 法 向 乙 烯 法 的 转 换 。 在 天 然 气 和 电 资 源 丰 富 的 地 区 ， 乙 炔 法 仍 被 采用 。我 国 VAC 生 产 始 于 上 世 纪 60 年 代 ， 1972 年 和 1973 年 上 海 石 化总 厂 和 四 川 维 尼 纶 厂 先 后 引 进 乙 烯 法 和 乙 炔 法 VAM 装 置 ， 现 有 VAC生 产 企 业 13 家 。 2004 年 ， 生 产 能 力 原
12、设 计 为 20-45 kt/a， 现 在 已 分别 扩 能 到 45-110 kt/a 不 等 ， 但 由 于 受 电 石 制 约 ， 新 增 生 产 能 力 并 没 有投 产 运 行 。1 4 研 究 的 意 义醋 酸 乙 烯 VAC 下 游 产 品 的 需 求 促 进 了 VAC 生 产 技 术 的 进 步 。 未 来 我国 VAC 需 求 仍 会 有 较 大 的 增 长 。 目 前 油 价 的 高 位 运 行 ， 给 乙 炔 法 工 艺 提供 了 发 展 空 间 。 另 外 ， 由 于 流 化 床 乙 烯 法 的 优 异 经 济 性 ， 传 统 固 定 床 乙烯 法 有 可 能 转 向
13、 流 化 床 乙 烯 法 。 专 家 认 为 ， 开 发 先 进 的 流 化 床 乙 烯 技 术势 在 必 行 ， 这 样 才 能 使 我 国 VAC 工 业 技 术 水 平 进 入 世 界 先 进 行 列 ， 参与 国 际 市 场 的 竞 争 。二 实 验 部 分 （ 聚 醋 酸 乙 烯 酯 的 合 成 ）1.合 成 原 料分 析 纯 ： 乙 酸 乙 烯 酯 (VAC) 聚 乙 烯 醇 (PVA) 过 硫 酸 钾邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯 （ DBP） 改 性 剂 1丙 烯 酸 甲 酯 （ MAA）化 学 纯 ： 十 二 烷 基 苯 磺 酸 钠 (SDBS) 乳 化 剂 OP-102.合
14、 成 步 骤在装有温度计、回流冷凝管、滴液漏斗及搅拌装置的四口烧瓶中加入聚乙烯醇及相应的蒸馏水，升温至 80，开始搅拌直至完全溶解，降温至 65，加入复配乳化剂(非离子乳化剂 OP-10 和阴离子十二烷基苯磺酸钠复配)，1/2 的引发剂以及 1/3 的单体，在该温度下反应 2 h，加入其余引发剂，开始滴加其余 2/3的单体乙酸乙烯酯及改性单体改性剂 1 和改性剂 2，控制滴加速度，继续反应 3 h，加入适量增塑剂(邻苯二甲酸二丁酯)，继续搅拌反应 20min，结束反应。由 醋 酸 乙 烯 在 醋 酸 存 在 下 聚 合 成 ， 聚 合 度 以 250 600 为 宜 ， 聚 合 完 成 后 ，
15、树 脂 中 残 存 的 微 量 催 化 剂 （ 通 常 为 过 氧 化 物 ） 、 单 体 和 （ 或 ） 溶 剂 经 真 空干 燥 、 蒸 汽 汽 提 、 洗 涤 或 联 合 处 理 法 除 去 。3.检 验 方 法(1)成膜时间的测定。将一定量的聚乙酸乙烯酯乳液倒在玻璃片上，使之流成均匀平滑的一层，自然干燥后成膜，准确记录成膜的时间，每个样品进行 3 组平行试验，求其平均值，即为最终测得的成膜时间。(2)耐水性的测定。聚乙酸乙烯酯乳液涂在玻璃板上，在常温下成膜，将玻璃板的 2/3 部分浸入水中，记录膜完全脱落的时间，通过脱落时间来表征其耐水性，时间越长耐水性越好。矿井下面湿度比较大，所以要
16、求耐水性较好。(3)粘度的测定。使用乌氏粘度计测定聚乙酸乙烯酯乳液的粘度，测试温度为30。为了便于在煤矿上喷洒施工，应控制粘度不能太大，而粘度太小粘附煤体的粘结性又减小，因此要控制粘度比较适中。三结果讨论（影响因素）1 对成膜时间的影响因素依次是：乳化剂 OP-10十二烷基苯磺酸钠改性剂 2改性剂 1过硫酸钾加入适量的复配乳化剂可以使乳液稳定，乳胶粒子粒径较小。但是根据高分子乳液的固化成膜机理，乳化剂加入量越多，乳液固化成膜时越难破乳，成膜时间就越长，即对于一定量的单体聚合，随着乳化剂用量的增加，成膜时间变长，所以加入的乳化剂的量不宜太多。2. 耐水性的影响因素依次是：改性剂 2改性剂 1十二
17、烷基苯磺酸钠乳化剂OP-10过硫酸钾改性剂 2 是硬质单体，分子链段热运动位阻大，具有疏水性甲基官能团，有利于乳液成膜的耐水性能的提高。此外，改性剂 1 具有内交联作用，少量的加入参与共聚后，乳液在胶合过程中分子进一步交联，固化后的胶层和其它热固性树脂一样，具有不溶、不熔的性能，使胶膜的耐水性得以提高。3.粘度影响明显的因素依次是：过硫酸钾十二烷基苯磺酸钠改性剂 l改性剂2乳化剂 OP-10引发剂用量越大，产生的自由基越多，长链自由基之间相互的有效碰撞和反应几率增加，有利于链中止反应，故分子量小。当引发剂用量超过 0.5%(对单体)，聚合物粘度基本保持不变。这是引发剂对聚合速率和分子量共同影响
18、的结果。另外，对于一定量的单体共聚，阴离子乳化剂的量增加，乳胶粒子的数量增多，乳胶粒径减小，体系的粘度增大，稳定性提高。四结论1.聚合方法采用种子聚合法，按此工艺制备出的聚乙酸乙烯酯乳液粘度适中，成膜时间短，耐水性好。2.当 溶 液 的 PH 值 太 低 时 ， 过 硫 酸 盐 引 发 的 聚 合 速 度 太 慢 。 因 此 乳 液 聚 合 要控 制 好 PH 值 ， 使 反 应 平 稳 ， 同 时 达 到 稳 定 乳 胶 液 分 散 状 态 的 目 的 。3.控制温度，使全反应过程温度低于 85 摄氏度，最为适宜。附：【参考文献】煤矿安全 200703 作者：王立芹 杨静 王振华 谭允祯作者：王立芹 杨静 王振华 谭允祯
