丝),铁万用夹,恒温水浴,滴管,量筒(10mL,50 mL,200 mL),酸式滴定管,滴定管夹,洗瓶,玻璃棒,滤纸片,软木塞,带软木塞的温度计(0~100℃),三口瓶(250 mL),搅拌器,搅拌棒,秒表,涂-4黏度计,pH试纸(1~14)。
2.试剂
标准HCl溶液(0.2mol·L-1,四位有效数字) 甲醛HCHO(36%)
浓盐酸HCl溶液 玫红酸(0.5%)
氢氧化钠NaOH(6mol·L-1)
聚乙烯醇17-99(PVA17-99)亚硫酸钠Na2SO3(0.5 mol·L-1) 四、实验步骤
1.聚乙烯醇缩甲醛胶水的合成 胶水合成装置如实验图5.1所示.
(1)聚乙烯醇的溶解
①接通恒温水浴锅(内装有水)的电源,开启水浴锅的电源开关.将水浴温度调节器先调至最大处,待水浴锅中水的温度升至80~85℃,再将温度调节器调小,控制三口瓶内温度90~92℃为宜。
②在水浴锅升温的同时,用台秤称取15gPVA,并将它装入三口瓶中,再加入150mL去离子水中。
③按实验图5.1将三口瓶置于水浴锅中并固定.在装有玻璃套管的软木塞中插入玻璃搅拌棒,装入三口瓶中间的瓶口中.细心调节马达、玻璃搅拌棒连接位置适当,并固定之。轻轻转动搅拌棒仔细判断安装位置正确后,塞紧软木塞,在三
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口瓶其它两个瓶口分别装入带软木的温度计和软木塞。
④开启搅拌器,控制调节器(由小到大)调节转速使固体全部搅起为宜。
⑤调节水浴锅温度调节器,使三口瓶内温度稳定在90~92℃,直到三口瓶内PVA全部溶解,溶液呈透明状,不再有白色胶团为止。
实验图5.1 合成胶水的装置示意图 1-三口瓶;2恒温水浴;3-搅拌器底座 4-调速器; 5-玻璃搅拌棒; 6-搅拌马达;7-温度计 (2)聚乙烯醇缩甲醛化反应
①打开三口瓶上的软木塞,当三口瓶内温度降至
85~88℃时,往三口瓶中滴加浓盐酸3滴,调节PVA水溶液的pH至1.7~2.0。 ②量取4.3mL质量分数为36%的甲醛溶液,用滴管少量多次加入三口瓶中,塞好软木塞,继续搅拌反应1h。
注意:反应温度不能超过90℃,否则在酸度稍低时,容易发生暴聚现象,形成凝胶团而游离出水溶液,导致缩合反应失败。
③切断水浴锅电源,停止加热。打开软木塞,滴加6mol·L-1NaOH溶液6滴至聚乙烯醇缩甲醛胶水的pH为7左右。
(3)降温出料
①切断搅拌器的电源,停止搅拌。取出带有软木塞的温度计以及带有套管的软木塞和搅拌棒,卸下三口瓶(小心操作,以防玻璃瓶破损)。
②用自来水淋洗三口瓶外壁,使瓶内的胶水冷却至室温。倾出胶水装入干净的三角瓶中待用。然后洗净实验仪器。
2.产品的分析测定
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(1)黏度的测定 按实验图5.2装置将洁净、 干燥的涂-4黏度计放置于固定架上,用水平调 节螺丝调节涂-4黏度计固定架,使处于水平状态。 用手指按住黏度计下部水孔,将冷至室温(20℃), 的待测胶水倒入涂-4黏度计的样品杯至满后,用 玻璃棒沿水平方向抹去多余部分。将承接杯置于黏 度计下方,松开手指,同时按下停表,测定胶水由 细流状转变为滴流状流出所需的时间并记录之。
注释:
[1]涂-4黏度用于测定黏度在150s以下(以涂-4黏度计为标准)的低黏度胶水。对于黏度在150s以上的胶水,可作旋转黏度计测定其黏度。 五、思考题
1.熟悉缩合反应机理、反应条件及合成装置的安装要点。
2.预习分析天平的基本操作、滴定管的基本操作要点和黏度计的操作要点。 3.如何提高PVA的耐水性?以PVA合成聚乙烯醇缩甲醛胶水的机理是什么? 4.本实验中影响产品质量的反应条件有哪些?怎么控制?
5.为什么开启搅拌器时,首先要检查搅拌器安装及反应仪器的安装是否适当?
6.测定聚乙烯醇缩甲醛胶水游离甲醛含量的原理是什么?为什么要测定?甲醛量过大对人体有何危害?
实验图5.2 用涂-4黏度计 测定粘度的装置 1-涂-4黏度计;2-承接杯; 3-水平调节螺丝;4-黏度计座; 5-水平仪;6-固定架 32