ポリビニルアルコール

質問

水溶性のポリビニルアルコールをホルムアルデヒドと反応（ホルマール反応）させると、水に不溶になり、その反応率を８５％以上にすることは通常困難だと書いてあったのですが、なぜ８５％以上にするのは困難なんですか？

回答No.3

psa29 · ベストアンサー

反応率を85％以上にするのが困難というのは、水に不溶になるという溶解性の観点からと本に書いてあったのですか？

私が調べたところでは、Floryがアセタール化反応が分子内の隣り合う水酸基間のみで起こり、生成したアセタールは逆反応で脱離しないと仮定して、統計的計算から最高のアセタール化度は、ポリビニルアルコール中に1-3グリコール結合のみが存在する場合、86.46％、1-2グリコール結合が共存する場合は81.60％になるとしているということです。
Floryが具体的にどのように計算したかは知りません。

なお、もしアセタール化が可逆反応ならば、分子内のアセタール結合は分子鎖中を移動して100％のアセタール化物が得られるとFloryは言っているそうです。

市販のポリビニルアルコール（ポバール）では、1～2％の1-2グリコール結合が共存し、なおかつ、残存の酢酸基があるので、最高のアセタール化度は理論値よりも低く、70％程度までのものが殆どだそうです。

80％以上の高アセタール化物を得ることは技術的にはかなり難しいということです。

なお、余談ですが、ポバールは結晶性の高分子で、純度を高めると結晶化度が上昇し、水に溶けにくくなります。
少しホルマール化した方が結晶が乱れて水溶性は向上し、さらにホルマール化していくと水に溶けなくなります。
同じ理由で、ケン化度も高めすぎると、水に溶けにくくなります。

ポバールの水酸基に対する反応方法としては、一般的に均一系での反応と不均一系での反応があります。
均一系では、原系と生成系のどちらのポリマーも溶解できる溶剤系の中で反応させます。
不均一系では、一般に粉体状のポバールを有機溶媒の中に分散させておき、粉体の表面が溶媒中で反応することにより、少しずつ溶けていきます。
反応が終了すると、生成物は溶媒に溶けた形になります。

お礼

非常によく分かりました。ありがとうございました。

回答No.2

shota_TK

反応は確か，水溶液中ですよね．
#1さんのおっしゃる通り，水に対する溶解性の影響があると思います．
そのほかに，ホルマール化することにより，
分子の動きが制約を受けるようになるので，
立体障害が大きくなって，ホルムアルデヒドが自由にポリビニルアルコールを
攻撃できなくなる，という要素があると思います．

お礼

参考になりました。ありがとうございました。

回答No.1

rei00

その反応はどういった条件下で行ないますか？　水溶液での反応じゃないのでしょうか？

　もしそうなら，『水溶性のポリビニルアルコールをホルムアルデヒドと反応（ホルマール反応）させると、水に不溶になり、』が理由でしょう。

　８５％程度反応すると（ホルミル化されると）水に不溶になってしまうため，水中のホルムアルデヒドと反応しなくなるのでしょう。

お礼

参考になりました。ありがとうございました。