一、实验原理

1．主要性质和用途

a-氰基丙烯酸乙酯快干胶（a-cyano ethyl acrylate quick-drying adhesive)，又名502胶，它的主要成分是a-氰基丙烯酸乙酯，分子式为C₆H₇O₂N，相对分子质量为125，是无色透明黏稠液体，沸点60℃ (400 Pa）或65℃(800 Pa)，相对密度d²⁰₄1. 056 5，冰点为-25一-20℃，折光率n²⁰_D1.4391,黏度2一100 mPa·s(25℃)，可溶于丙酮、二甲基甲酰胺等有机溶剂，遇水发生聚合反应，生成高分子化合物，在空气中被水蒸气催化，固化，在无水状态下可被自由基引发聚合。a一氰基丙烯酸乙酯聚合物可溶于丙酮、甲乙酮、二甲基甲酰胺、硝基甲烷等溶剂，对酸较稳定，遇碱即被催化，发生阴离子聚合反应而固化。粘接速度快，黏度低，透明度好。

a一氰基丙烯酸乙酯对大多数塑料和橡胶都有极好的粘接力，但其耐潮性较差，耐久性也不够理想。主要用于临时性粘接和非结构粘接，不易大面积使用。对金属、玻璃、陶瓷等都有较高的粘接强度。

2．合成原理

氰乙酸乙酯与甲醛在碱性催化剂存在下进行加成，缩合成氰乙酸乙酯低聚物，然后高温裂解成a一氰基丙烯酸乙酯，基本反应为

它们经加热裂解都可得到单体，但副产物不一样。前者为氰乙酸乙酯，后者为水。

根据甲醛与氰乙酸乙酯配比不同，缩合产物端基有两种类型：当甲醛不足时，缩合产物Ⅰ多于Ⅱ，裂解成单体后副产氰乙酸乙酯。a一氰基丙烯酸乙酯产率低。当甲醛过剩时，缩聚产物难以裂解，必导致产率下降，控制氰乙酸乙酯与甲醛的摩尔比。保持甲醛摩尔数稍低于氰乙酸乙酯，缩合产物主要为Ⅱ。裂解副产物为水，可获得最大产率的a一氰基丙烯酸乙酯。

3．固化机理

a一氰基丙烯酸酯的碳碳双键上连有氰基与酯基两个带有II键的吸电子基团，对碳阴离子有很强的稳定作用，因而极弱的碱或碱水即可较快地催化a一氰基丙烯酸酯的阴离子聚合反应而使胶黏剂固化。

二、主要仪器和药品

四口烧瓶（250 ml)、球形冷凝管，直形冷凝管、滴液漏斗（60 ml)、分水器、烧杯（200 ml)、锥形瓶（150 ml)、水浴锅，电热套，电动搅拌机、托盘天平、量筒（10 ml、100 ml)、温度计（0一100℃，0一250℃）、真空泵、减压蒸馏装置等。

氯乙酸乙酯，甲醛（质量分数37%)、六氢吡啶、邻苯二甲酸二丁酯、乙酐、五氧化二磷、对苯二酚、对甲苯磺酸等。

三、实验内容

在装有搅拌器、分水器和滴液漏斗的250ml四口烧瓶中加入氰乙酸乙酯63 g、二氯乙烷50 ml。加热至温度达到70℃后暂停加热。边搅拌边通过滴液漏斗缓慢地加入41g甲醛水溶液与0.2 ml六氢吡啶的混合物。滴加速度以使反应体系的温度保持在恰巧稍低于回流温度为宜，约15 min内加完。待不放热后继续加热至剧烈回流，通过分水器分水，约1h之后分出水35一36 ml。加入邻苯二甲酸二丁酯20 ml、对甲基苯磺酸0.5 g。再继续回流分水，直至蒸汽温度超过83℃ 。蒸去二氯乙烷。冷却至内温降到60一70℃后。加入五氧化二磷2.5 g、对苯二酚1 g,搅拌均匀。然后换成减压蒸馏装置，在133.3 Pa压力下进行裂解，收集沸点90一180℃的粗产物，接收瓶中装有五氧化二磷1g、对苯二酚0.25 g。将粗产物再进行一次减压蒸馏，收集80一90℃/2 666 Pa馏分得44一47 g产品。

四、注意事项

①缩合反应进行过程中必须不断搅拌。

②反应设备应密封，而且要注意充分冷却。

③要严格控制氰乙酸乙酯与甲醛的物质的质量比，甲醛过多或不足都会造成缩合产率下降。甲醛多时产品固化速度快，存放时间短，甲醛过少时产品粘接性能下降。二者比例严格控制是缩合成功的关键。

④脱水必须完全。如果在裂解前还有水存在的话，水分将同裂解产品一同蒸出，并促进a一氰苯丙烯酸乙酯的聚合，降低了产品的质量，使产品存放期缩短，严重时，在蒸馏过程中固化造成堵塞。

⑤裂解的关键是真空度，尽可能在较高的真空度下裂解，裂解的温度不必过高，时间也不易太长。