生物醋酸乙烯溶液聚合反應研究.pdf

1、生物醋酸乙烯是以廣西特色優(yōu)勢資源甘蔗糖蜜和木薯淀粉制造的乙醇為原料,經(jīng)脫水后制得乙烯,再與醋酸反應而得。生物醋酸乙烯法或稱生物乙烯法,是一條新興的乙醇-乙烯法生產聚乙烯醇的工藝路線。廣西地處南亞熱帶地區(qū),水資源相當豐富,夏季時間長,干濕季節(jié)明顯,全年無霜,特別有利于木薯和甘蔗等作物的生長,素有“生物質能源王國”之稱,蔗糖產量和木薯種植面積均居全國第一。這為生物乙烯法推廣應用提供了得天獨厚的生物質資源,因此采用生物乙烯法制造醋酸乙烯(VA

2、C)有著環(huán)境保護和可再生性的雙重意義。本文采用生物乙烯法制得的醋酸乙烯為聚合單體,考察了以甲醇(MeOH)、綠色溶劑碳酸二甲酯(DMC)與甲醇混合溶液作為聚合溶劑時,溫度、攪拌轉速、引發(fā)劑用量、甲醇用量和聚合時間等因素對生物醋酸乙烯溶液聚合反應的影響,確定了較優(yōu)聚合反應條件,并通過傅立葉紅外光譜和凝膠色譜對最優(yōu)條件下制得的產品進行確認和分析。主要研究內容如下:
　　以偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑,對生物醋酸乙烯的聚合活度進行測

3、定,其聚合活性即起泡時間僅為562.8s,而電石乙炔法生產的醋酸乙烯聚合活性則長達780s。采用奧式黏度計測量聚乙烯醇的聚合度,經(jīng)過對比可知實驗室的測量結果與工廠專業(yè)操作人員的測量結果在誤差范圍內,可以確保實驗中聚合度測定結果的準確性。采用凝膠色譜法測定聚醋酸乙烯的分子量及其分子量分布時,選用單分散性的聚苯乙烯樣品擬合出凝膠色譜測定產物的標準曲線為:logM=26.511-2.6384V+0.1081V2-0.0016V3。
　　

4、以甲醇作為聚合溶劑進行生物醋酸乙烯溶液聚合反應制備高聚合度聚乙烯醇的研究?？疾炝藴囟取嚢柁D速、引發(fā)劑用量、甲醇用量和聚合時間對生物醋酸乙烯聚合反應的影響,采用正交試驗法對生物醋酸乙烯溶液聚合的反應條件進行了篩選,并通過凝膠色譜對最優(yōu)條件下制得的產品進行表征。綜合平衡聚合度和聚合率這兩個指標,得到最優(yōu)的聚合反應條件為:聚合溫度65℃,攪拌轉速200 r·min-1,聚合時間2.5 h,甲醇用量10％,引發(fā)劑用量0.010%,得到產品的平

5、均聚合度為3389,平均聚合率為32.02%。
　　以碳酸二甲酯和甲醇作為混合溶劑進行生物醋酸乙烯溶液聚合反應制備高聚合度聚乙烯醇的研究?？疾炝思內軇┖突旌先軇┑膶Ρ刃Ч?以及兩種溶劑的加入方式對生物醋酸乙烯聚合反應的影響。確定以混合溶劑作為聚合溶劑,溶劑的加入方式為:先加入碳酸二甲酯,后加入甲醇。采用單因素實驗方法考察了攪拌轉速、甲醇的加入時間,引發(fā)劑用量、混合溶劑用量,混合溶劑體積比和聚合時間對生物醋酸乙烯聚合反應的影響,再由

6、正交試驗法對生物醋酸乙烯溶液聚合的反應條件進行了篩選,并通過傅立葉紅外光譜和凝膠色譜對最優(yōu)條件下制得的產品進行確認和分析。綜合平衡聚合度和聚合率這兩個指標,得到最佳的聚合條件為:攪拌轉速200 r·min-1,甲醇在反應達到占總反應時間的2/3的時間后加入,引發(fā)劑用量0.015%,混合溶劑用量10%,溶劑體積比V(DMC):V(MeOH)為4:1,聚合時間3 h。所得產品的平均聚合度為3429,平均聚合率為41.95%。
　　以凝