[发明专利]一种催化聚醋酸乙烯酯可控醇解制备PVA的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类新的有机小分子催化剂催化聚醋酸乙烯酯可控醇解制PVA的新方法，具体而言，是以有机小分子催化剂OCI做为催化剂，催化聚醋酸乙烯酯醇解制PVA，通过改变反应中溶剂用量、催化剂用量、反应时间以及反应温度等反应因素达到控制PVAc的醇解，生产不同醇解度的PVA产品。

背景技术

聚乙烯醇(简称PVA)是一种重要的合成材料，其性能介于橡胶和塑料之间，性能优良的水溶性高分子聚合物，可广泛用于生产聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、粘合剂、织物浆料、造纸浆料和涂层、维尼龙纤维以及聚合物助剂等方面。PVA在1950年开始实现工业化生产，目前全球共有20多个国家和地区生产PVA，中国、日本、美国、西欧是世界上生产聚乙烯醇的主要国家和地区。

聚乙烯醇的性质与其聚合度和醇解度密切相关，而性质决定了应用。国外已开发出各种高低聚合度和醇解度的聚乙烯醇产品，聚合度有的高达3500-4500，甚至8000以上，有的聚合度则小于100，醇解度小于50％的聚乙烯醇产品也已问世的品种也有50种以上，而国内仅能生产出聚合度500-2500，醇解度86-99％的聚乙烯醇产品品种30余个，而且主要采用高碱法聚乙烯醇生产装置。国内聚乙烯醇产品品种以高聚合度、高醇解度产品为主，显得十分单调，因此，制备不同醇解度和不同聚合度聚乙烯醇显得十分迫切。

此外，国内生产聚乙烯醇主要采用高碱法聚乙烯醇生产装置，该工艺生产能耗高、腐蚀性大、环境污染较严重。因此，需探索一种全新的清洁方法制备聚乙烯醇，促使聚乙烯醇产业向清洁生产转变。

本发明首先以有机小分子催化剂OCI做催化剂催化聚醋酸乙烯酯可控醇解制PVA，探索反应溶剂用量、催化剂用量、反应时间以及反应温度等各种反应因素对PVA醇解度的影响，然后再通过调节各个反应因素控制PVA的醇解度。

发明内容

本发明的目的：

一、提供一种有机小分子催化剂催聚醋酸乙烯酯醇解制备不同PVA产品的新方法。

二、通过改变反应溶剂用量、催化剂用量、反应时间以及反应温度各种反应因素来控制PVA的醇解度。

本发明所述为一类新的有机小分子催化剂OCI催化聚醋酸乙烯酯可控醇解制PVA的方法。具体而言，是以有机小分子催化剂OCI做为催化剂催化PVAc醇解制PVA并考察反应因素对反应的影响。通过改变反应中溶剂用量、催化剂用量、反应时间以及反应温度等反应因素达到控制聚醋酸乙烯酯的醇解，生产不同醇解度的PVA产品。。

本发明所提供的制备不同醇解度PVA的方法具有简单，易操作，成本低等优点。

具体实施方式

下列实例进一步解释了本发明的生产方法，但并不限制本发明的范围。仪器与药品

1HNMR(400MHz)用Bruker-DMX 400型核磁共振仪(DMSO为溶剂)；电动搅拌器DW2-90W；恒温水浴锅HH-S；电子天平BS-124S；低温冷冻干燥器；AIBN；甲醇；醋酸乙烯酯实例：

一、聚醋酸乙烯酯的制备

在250mL的三口烧瓶中，中间安装电动搅拌器，一口装上一个冷凝管，在反应器中加入单体醋酸乙烯酯107mL、溶剂甲醇20mL，另一口塞上塞子，防止水蒸气进入三口烧瓶，搅拌，水浴温度升温至为65±1℃，再将另一小量筒中预先准备好的AIBN(0.10g溶于20mL甲醇中)倒入反应瓶中，4h后停止反应得到无色粘稠状透明液体聚醋酸乙烯酯。

二、有机小分子催化剂OCI催化聚醋酸乙烯酯制PVA

在带有机械搅拌器、冷凝管的反应管中加入聚醋酸乙烯酯1.0g，甲醇，搅拌，水浴温度设定为45℃，待PVAc完全溶解后，设定反应温度，加入溶有OCI的CH₃OH溶液，搅拌反应并观察现象。最后称量计算得到产率，再通过核磁对产物的醇解度进行测试表征。

三、实验结果

本实验用107mL无水醋酸乙烯酯在20mL无水甲醇中通过偶氮二异丁腈引发的溶液聚合反应制得聚合度为1687左右的聚醋酸乙烯酯，再通过有机小分子催化剂催化聚醋酸乙烯酯醇解来制取PVA，分别从催化剂的类型、反应溶剂、催化剂用量、反应时间以及反应温度对实验条件进行了研究，最终通过改变各种反应因素来控制PVA的醇解度。

通过实验结果，得出以下结论：改变各种反应因素，会影响PVA的醇解度。即随着溶剂用量的增加，醇解度逐渐减小。随着反应温度的升高，醇解度逐渐增大。随着OCI用量的增加，醇解度逐渐增大，随着反应时间的增加，醇解度逐渐增大。