α-氰基丙烯酸酯粘合剂生产新工艺研究CompanyLogo目录文献综述1实验部分2存在问题3实验方4CompanyLogo文献综述1.概述α-氰基丙烯酸酯胶粘剂简称α-胶,是以α-氰基丙烯酸酯为主要成分并添加阻聚剂、增塑剂、增稠剂及其他成分而构成的粘合剂，具有单组份、液体、无溶剂、室温固化、固化速度快及粘合力强等特点，被誉为“瞬间胶黏剂”。1959年美国EAST-MAN公司首次推出α-氰基丙烯酸酯快速胶粘剂Eastman910（甲酯），它具有对玻璃、五金、橡胶、塑料等材料的快速粘连作用。中国从60年代开始研制氰基丙烯酸酯胶粘剂。1979年以前，发展缓慢，产量每年约为10吨以下。产品有a-氰基丙烯酸乙酯（502胶）和少量的a-氰基丙烯酸甲酯（501胶）、a-氰基丙烯酸丁酯（医用，504胶）。目前，氰基丙烯酸酯类胶黏剂用于伤口创合、皮肤移植、管腔器官连接及肝、肾、肺、脾、胰、胃肠道等损伤的止血。此外，也应用于眼科、骨科、口腔科。CompanyLogo目前，工业上应用的是α-氰基丙烯酸甲酯和α-氰基丙烯酸乙酯，医学上应用的是α-氰基丙烯酸正丁酯和α-氰基丙烯酸异丁酯2.制法现在工业上广泛采用的方法是将相应的氰乙酸酯与甲醛发生加成缩合反应，氰乙酸乙酯是α-胶的中间体。它的合成多数是先从氯乙酸出发,经中和、氰化、酯化等反应过程,制得含量大于94%的氰乙酸乙酯。α-氰基丙烯酸正丁酯的合成,氰乙酸正丁酯与甲醛水溶液在催化剂及多功能复合助剂作用下,经缩合、干燥、真空下裂解及精制获得题述产物。由于使用了多功能复合助剂,可获得易于分离、易于自然干燥的预聚物,从而免除使用有机溶剂脱水带来的环境污染及火灾危险,同时也提高了产物的品质及收率。CompanyLogo3.粘结机理单体结构为CH2=C(CN)-COOR，R为1-16个C原子的直链或带支链的烷基、芳基、烷氧基、环烷基等。C原子位置上连接着极性基团：-CN，-COOR，该类基团产生诱导效应，使β位C原子有很强的吸电性，遇到亲和性弱的物质（水、氨基、醇、弱碱）迅速发生阴离子聚合，使双键电子云密度降低，同时使聚合体形成多极性中心，产生瞬间聚合反应，液态的胶黏剂瞬间变成固态的粘合媒介物，使破裂损伤组织两端粘合起来。蛋白质是生物细胞的基础物质，是氨基酸的线性高聚物，首尾由-NH2及-COOH组成，有机胺类是该类酯单体的聚合的重要催化剂，所以，当氰基丙烯酸酯类粘合剂作用于生物体组织时会迅速聚合而起到粘结作用。CompanyLogo实验部分1.原料甲醛,w=37%,工业品;氰乙酸正丁酯,w=96%,自制;六氢吡啶,w>95%,化学纯;磷酸,w=85%,工业品;多功能复合助剂,自制。CompanyLogo2.合成工艺在装有搅拌器、温度计、冷凝器的三口瓶中,在搅拌下加入等摩尔比的甲醛水溶液165g,氰乙酸正丁酯324g,六氢吡啶1～2g及多功能复合助剂(在10g2%的1788聚乙烯醇水溶液中加入3g碳酸钙、2g三氧化二铝及1g二氧化硅等200目以上的微细粉末混匀)16g,在95～100℃反应3～4h,加磷酸终止反应,分离得湿预聚物492g。湿预聚物经自然干燥或热风干燥后,在40～120℃真空干燥2h,得干预聚物331g。将干预聚物放入解聚瓶中,在五氧化二磷及对苯二酚存在下,在400～660Pa进行热裂解,收集250℃以下馏分,得粗品265g。将粗品蒸馏,收集260～400Pa68～75℃馏分得产物238g,以氰乙酸正丁酯为基准计算,收率为76.5%。CompanyLogo2.1催化剂的选择该反应是在碱性催化剂下进行，无机碱(例如氢氧化钠、氢氧化钾)和有机胺(例如吡啶乙醇胺、三乙胺、六氢吡啶)等均有催化性能,其中六氢吡啶最佳。2.2分散作用在反应器中,氰乙酸正丁酯为油相,甲醛水溶液为水相,相互不溶;必须设法使其充分混合,扩大界面接触。充分混合是加快反应速度,提高反应质量,增大产物收率的主要条件。本工艺采用的方法,一是在快速搅拌下;二是使用多功能复合助剂。从而提高了预聚物的产率,并使预聚物易于从反应体系中分离出来,便于后续过程的顺利操作。该部分是本工艺的核心,也是工艺创新的部分。CompanyLogo2.3反应条件的确定原料配比，甲醛：氢乙酸正丁酯=1:1；反应温度在90~100℃为宜；反应时间为3~4h为佳。由此可得品质量好α-氰基丙烯酸正丁酯产品，收率大于75%。CompanyLogo存在问题及研究方向1.存在问题：①聚合热使组织受伤②粘结部位弹性差③储存期短，易凝固2.改性重点在于：①粘合部位有一定的韧性②缓解应力集中③提高贮存稳定性④生物降解性CompanyLogo谢谢观看！2020
