1、-氰基丙烯酸酯粘合剂氰基丙烯酸酯粘合剂生产新工艺研究生产新工艺研究Company Logo 目录目录文献综述文献综述1实验部分实验部分2存在问题存在问题3实验方实验方4Company Logo 文献综述文献综述1.概述概述v -氰基丙烯酸酯胶粘剂简称-胶,是以-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”。v 1959年美国EAST-MAN公司首次推出-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。v 中国从60年代开始研
2、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）。v 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。Company Logo v 目前，工业上应用的是-氰基丙烯酸甲酯和-氰基丙烯酸乙酯，医学上应用的是-氰基丙烯酸正丁酯和-氰基丙烯酸异丁酯v2.制法制法 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-胶的中间体。它的合成多数是先从氯乙酸出
3、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。v -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催化剂及多功能复合助剂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。Company Logo 3.粘结机理粘结机理 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，使位C原子有很强
4、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。Company Logo 实验部分实验部分1.原料原料甲醛,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。Compan
5、y Logo 2.合成工艺合成工艺 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165 g,氰乙酸正丁酯324 g,六氢吡啶1 2 g 及多功能复合助剂(在10 g 2%的1788 聚乙烯醇水溶液中加入3 g 碳酸钙、2 g 三氧化二铝及1 g 二氧化硅等200 目以上的微细粉末混匀)16 g,在95 100 反应3 4 h,加磷酸终止反应,分离得湿预聚物492 g。湿预聚物经自然干燥或热风干燥后,在40 120 真空干燥2 h,得干预聚物331 g。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400 660 Pa 进行热裂解,收集250 以下馏分,得粗
6、品265 g。将粗品蒸馏,收集260400 Pa 68 75 馏分得产物238 g,以氰乙酸正丁酯为基准计算,收率为76.5%。Company Logo 2.1催化剂的选择催化剂的选择 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
7、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。Company Logo 2.3反应条件的确定反应条件的确定 原料配比，甲醛：氢乙酸正丁酯=1:1；反应温度在90100为宜；反应时间为34h为佳。由此可得品质量好-氰基丙烯酸正丁酯产品，收率大于75%。Company Logo 存在问题及研究方向存在问题及研究方向1.存在问题：存在问题：聚合热使组织受伤聚合热使组织受伤粘结部位弹性差粘结部位弹性差储存期短，易凝固储存期短，易凝固2.改性重点在于：改性重点在于：粘合部位有一定的韧性粘合部位有一定的韧性缓解应力集中缓解应力集中提高贮存稳定性提高贮存稳定性生物降解性生物降解性
