聚乙烯醇與戊二醛的交聯(lián)反應(yīng)動力學(xué)

1、?????????????????華東理工大學(xué)學(xué)報?自然科學(xué)版????????????????????????????????????????????????????????????????????????????文章編號???????????????????????????????????????????????????????????????????收稿日期???????????作者簡介?蔣文斌????????男?安徽安慶人?碩士生

2、?主要從事阻燃劑聚磷酸銨的微膠囊改性的研究?????????????????????????通信聯(lián)系人?紀(jì)利俊?????????????????????????????聚乙烯醇與戊二醛的交聯(lián)反應(yīng)動力學(xué)蔣文斌??紀(jì)利俊??陳?葵??武?斌??吳艷陽??朱家文?華東理工大學(xué)化工學(xué)院?上海?????????摘要?聚乙烯醇與戊二醛的交聯(lián)反應(yīng)常用于微膠囊包覆和高分子材料的改性工藝中?采用分光光度法測定了反應(yīng)體系中聚乙烯醇的濃度?研究了聚乙烯醇與戊

3、二醛的交聯(lián)反應(yīng)特性?確定了聚乙烯醇與戊二醛的反應(yīng)計量比?結(jié)果表明?交聯(lián)反應(yīng)可視為不可逆反應(yīng)?聚乙烯醇與戊二醛的物質(zhì)的量之比約為??????建立了反應(yīng)動力學(xué)方程?確定了交聯(lián)反應(yīng)對聚乙烯醇為零級反應(yīng)?對戊二醛為???級反應(yīng)?擬合得到了反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)?關(guān)鍵詞?縮醛反應(yīng)?戊二醛?聚乙烯醇?反應(yīng)動力學(xué)中圖分類號??????文獻標(biāo)志碼??????????????????????????????????????????????????????????

4、????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

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8、???????????????????????????????????????????????????????????????????????聚乙烯醇與戊二醛的交聯(lián)產(chǎn)物作為一種良好的微膠囊壁材?常用于固體微粒和液滴的包覆?如制備醇醛樹脂香精和檸檬香精微膠囊??????液體有機膦乳液微膠囊???等?粒子經(jīng)過包覆后可以提高其機械強度和穩(wěn)定性?使芯材屏蔽或使芯材緩釋?擴大了被包覆材料的使用范圍?聚乙烯醇與戊二醛交聯(lián)產(chǎn)物還可作為高分子材料的改性

9、劑?主要用于與高分子材料共混制膜?如制備戊二醛交聯(lián)熱塑性淀粉?聚乙烯醇混合膜????戊二醛交聯(lián)聚乙烯醇?堿木質(zhì)素混合膜???等?提高了膜的機械強度和韌性?聚乙烯醇與戊二醛的交聯(lián)是羥基與醛基的醇醛縮合反應(yīng)?在酸性條件下?醛基先與羥基反應(yīng)生成半縮醛?半縮醛再與羥基脫水縮合生成醚?因此?一個醛基最多能夠和兩個羥基反應(yīng)????大部分小分子醇與單醛反應(yīng)是可逆反應(yīng)?轉(zhuǎn)換率較低??????聚乙烯醇由于受到分子鏈結(jié)構(gòu)與構(gòu)型以及分子內(nèi)外氫鍵的影響????

10、第?期蔣文斌?等?聚乙烯醇與戊二醛的交聯(lián)反應(yīng)動力學(xué)??????????????的初始濃度為??????????的條件下?分別加入不同量的??進行反應(yīng)?反應(yīng)至???的濃度不變時?視為反應(yīng)終止?不同的??與???的質(zhì)量比??????????下?反應(yīng)終止時???濃度的結(jié)果見圖??由圖?可見?隨著????????的增加?反應(yīng)終止時???的濃度逐漸減小?當(dāng)????????????????時?反應(yīng)終止時???的濃度幾乎為零?表明???完全反應(yīng)?這與

11、?????????認為???與醛的的交聯(lián)可視為不可逆反應(yīng)的研究結(jié)果一致?根據(jù)平均分子量?當(dāng)????????????????時????與??反應(yīng)計量比為??????由???分子的結(jié)構(gòu)通式結(jié)合上述反應(yīng)計量比可知?參與反應(yīng)的??的醛基數(shù)與???的羥基數(shù)之比??????????????明顯低于小分子醇與醛縮合時醛基與羥基為???的反應(yīng)計量比?這是因為???分子量大?分子鏈上的羥基間易形成氫鍵?使其在與??反應(yīng)時存在較大的位阻效應(yīng)?導(dǎo)致部分羥基不

12、能參與反應(yīng)?此外?在反應(yīng)后期隨著產(chǎn)物聚乙烯醇縮醛的沉淀析出?導(dǎo)致產(chǎn)物上未交聯(lián)的羥基無法參與反應(yīng)?圖??聚乙烯醇溶液的濃度與吸光度的關(guān)系????????????????????????????????????????????????圖??????????對反應(yīng)終止時???濃度的影響?????????????????????????????????????????????????????????????????與??的交聯(lián)反應(yīng)動力學(xué)????

13、??概述????與??的交聯(lián)反應(yīng)是羥醛縮合反應(yīng)????與??的交聯(lián)反應(yīng)可表示為????????????速率方程可寫成??????????????????????式中??表示?????表示????表示產(chǎn)物聚乙烯醇縮戊二醛???????????????表示速率常數(shù)????分別表示反應(yīng)物的級數(shù)??????????反應(yīng)級數(shù)?用孤立法求反應(yīng)級數(shù)?????在??的濃度與???濃度之比為反應(yīng)計量比的?倍條件下?反應(yīng)中??濃度可視為常數(shù)?式???可以改

14、成???????????????????????????式中????????????????????在不同溫度?催化劑鹽酸濃度為?????????????過量的條件下?反應(yīng)溶液中的???濃度隨時間變化如圖?所示?圖????過量條件下???濃度隨時間變化????????????????????????????????????????????????????????????????????由圖?可以看出????濃度隨時間呈線性關(guān)系?采用線性

15、擬合?相關(guān)系數(shù)??的范圍為??????????這個結(jié)果符合零級反應(yīng)特征?因此????與??的交聯(lián)反應(yīng)對???為零級?即????????????的反應(yīng)級數(shù)?在不同溫度下?催化劑鹽酸的濃度為??????????時?反應(yīng)物的初始濃度比為反應(yīng)計量比???????????????由于交聯(lián)反應(yīng)對???為零級?因此?式???可以改為?????????????????????????????????式中????????????圖?示出了???和??按化