CN1067695C - 乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物的制备工艺,以氢氧化钠作为水解催化剂,含1~4个碳原子的醇为氢氧化钠的溶剂,以叔丁醇水溶液作为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的溶胀剂,在温度40~75℃下,进行颗粒状水解反应制得。该制备工艺具有水解程度可以控制,反应产物后处理工艺简单,所用溶剂可以回收循环使用的特点,可被应用于工业生产中。
Description
本发明涉及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的水解工艺,特别是关于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物水解制备乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物的工艺。
乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物,是主链上含有聚乙烯、聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇链段或链节的高分子化合物,在聚合物共混体系中可作为相容剂,同时也是制备另一种广谱性相容剂乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇-马来酸乙烯醇单酯无规共聚物的原料。以往乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的水解工艺一般可分为原料共聚物颗粒状在溶剂作用下,溶胀水解以及在悬浮液中进行水解两种。美国专利US3925336中介绍了聚(乙烯-乙烯醇)的制备工艺,该工艺是通过以氢氧化钠作催化剂,以甲醇作氢氧化钠的溶剂,以叔丁醇作为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的溶胀剂,在石蜡悬浮液中进行水解反应。该水解反应存在以下缺点:一方面水解产物的水解程度没法控制,只能深度水解,即只能直接水解成聚(乙烯-乙烯醇);另一方面,由于体系是悬浮液,因此溶液滴悬浮在非溶剂中,后处理困难。美国专利US3510463中介绍了水解制备聚(乙烯-乙烯醇)的工艺,该工艺原料乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在苯-甲醇溶剂中以颗粒状溶胀水解,以甲醇钠作为水解催化剂。该水解反应同样存在水解产物的水解程度没法控制,且后处理困难的缺点。
为了克服上述文献存在的缺点,本发明的目的是提供一种乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物的制备工艺,使该工艺具备可控制水解程度,同时产物的后处理工艺简单的特点。
本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的:一种乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物的制备工艺,由以摩尔百分含量计含醋酸乙烯酯10~95%的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物颗粒,以氢氧化钠作为水解催化剂,含1~4个碳原子醇作为氢氧化钠的溶剂,氢氧化钠与含1~4个碳原子醇的重量比为1∶3.75~15,以叔丁醇水溶液作为乙烯-醋酸乙烯酯的溶胀剂,在水解温度40~75℃,反应时间1~50小时条件下水解制得。
上述技术方案中,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中以摩尔百分含量计,含醋酸乙烯酯优选范围为14~40%,叔丁醇水溶液中叔丁醇重量百分比浓度为70~95%,含1~4个碳原子醇优选甲醇,氢氧化钠与含1~4个碳原子醇的重量比优选范围为1∶3.75~8,水解反应的温度优选范围为60~70℃,水解反应时间优选范围为6~16小时。
本发明由于在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物水解过程中,以氢氧化钠作为水解催化剂,含1~4个碳原子的醇作为氢氧化钠的溶剂,以叔丁醇的水溶液作为原料乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的溶胀剂,使得水解程度能够得到有效的控制,水解度为2.8~85%,同时水解产物为颗粒状,极易于洗涤,使后处理工艺得以简化,所用的溶剂甲醇与叔丁醇很容易回收处理及循环使用,使整个工艺的操作成本与污染都降至了很低的程度,取得了较好的效果。
【实施例1】
在400立升反应釜中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50千克,此乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的含量为30.1%(摩尔),加入叔丁醇110千克,水15千克,在中速搅拌下加热至60℃,搅拌14小时,此时颗粒溶胀至体积增加约1倍。将预先溶解好的氢氧化钠/甲醇(7.8千克/30千克),在搅拌下缓慢加入,然后在60℃下反应6小时。停止反应后将反应物放入过滤槽,滤液送至蒸馏塔,先蒸出沸点为64℃的甲醇,再蒸出沸点为79.9~82.0℃的叔丁醇-水的恒沸物。以上回收的甲醇及恒沸物可直接用于本发明的工艺中。在蒸馏塔底部获得醋酸钠,可作为副产物提纯为产品。
颗粒状的乙烯-醋酸乙烯酯水解为乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇,呈桔黄色,半透明状。放入PH=3~5的盐酸水溶液中浸泡2小时,此时溶胀颗粒逐渐收缩,把内含的溶剂等排挤出来。
用化学分析法测得乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇无规共聚物中醋酸乙烯酯的摩尔百分含量为24.4%,因此水解度为(30.1-24.4)/30.1=18.9%,经红外光谱图在3700~3100cm-1处出现明显的羟基吸收峰。【实施例2】
原料及反应过程同实施例1,只是溶胀及反应温度提高为64℃,获得的乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物中醋酸乙烯酯的含量为19.2%(摩尔),水解度为36.0%。【实施例3】
原料及反应过程同实施例1,只是溶胀温度及反应温度提高为70℃,获得的乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物中醋酸乙烯酯的含量为7.2%(摩尔),水解度为76.1%,在3700~3100cm-1处的羟基吸收峰更加明显且变宽,表明此时有某种程度的羟基缔合。【实施例4】
原料及反应过程同实施例3,只是反应时间由6小时增加为11小时。获得的乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物中醋酸乙烯酯的含量为4.8%(摩尔),即水解度为84.1%。【实施例5】
反应过程同实施例1,只是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯含量为41%(摩尔),水解反应时间为16小时,获得乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物中醋酸乙烯酯的含量为31.1%(摩尔),即水解度为24.1%。【实施例6】
反应过程同实施例5,只是乙烯-醋酸乙烯酯中醋酸乙烯酯的含量为14.0%(摩尔),水解反应时间为1小时,获得的乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物中的醋酸乙烯酯的含量为13.35%(摩尔),即水解度为4.6%。【实施例7】
原料及反应过程同实施例1,只是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯的含量为10%(摩尔),氢氧化钠/甲醇的加入量为2千克/30千克,叔丁醇加入量为87.5千克,水加入量为37.5千克,溶胀及反应温度为40℃,水解反应时间为50小时,最后获得的乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物中的醋酸乙烯酯的含量为9.72%(摩尔),即水解度为2.8%。【实施例8】
原料及反应过程同实施例1,只是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯的含量为80%(摩尔),氢氧化钠/甲醇的加入量3.75千克/30千克,叔丁醇加入量为118.75千克,水加入量为6.25千克,溶胀及反应温度为65℃,水解反应时间为6小时,最后获得的乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物中的醋酸乙烯酯的含量为12.96%(摩尔),即水解度为83.8%。
Claims (7)
1、一种乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物的制备工艺,由以摩尔百分含量计含醋酸乙烯酯10~95%的乙烯-醋酸乙烯酯无规共聚物颗粒,以氢氧化钠作为水解催化剂,含1~4个碳原子的醇作为氢氧化钠的溶剂,在温度40~75℃,反应时间1~50小时条件下,水解制得,其特征在于水解反应中以叔丁醇水溶液作为乙烯-醋酸乙烯酯的溶胀剂,氢氧化钠与含1~4个碳原子醇的重量比为1∶3.75~15。
2、根据权利要求1所述乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物的制备工艺,其特征在于乙烯-醋酸乙烯酯无规共聚物中以摩尔百分含量计,含醋酸乙烯酯14~40%。
3、根据权利要求1所述乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物的制备工艺,其特征在于水解反应温度60~70℃。
4、根据权利要求1所述乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物的制备工艺,其特征在于水解反应时间为6~16小时。
5、根据权利要求1所述乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物的制备工艺,其特征在于叔丁醇水溶液中叔丁醇重量百分比浓度为70~95%。
6、根据权利要求1所述乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物的制备工艺,其特征在于氢氧化钠与含1~4个碳原子醇的重量比为1∶3.75~8。
7、根据权利要求1所述乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇三元无规共聚物的制备工艺,其特征在于含1~4个碳原子醇为甲醇。
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