[发明专利]一种高强度聚乙烯醇复合膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子薄膜的技术领域，特别涉及一种高强度聚乙烯醇复合膜的制备方法。

背景技术

层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxides）是指层间具有可交换阴离子的层状结构化合物，组成可以用如下通式表示：[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂](A^n-)_x/n·mH₂O，其中M²⁺、M³⁺分别是二价和三价金属阳离子，A^n-是在碱性溶液中可稳定存在的位于层间的阴离子。双金属氢氧化物的主体层板间存在强的共价键，层间是一种弱的相互作用力，主客体之间通过氢键、范德华力、静电力等结合。层状双金属氢氧化物多元素、多键型的超分子结构，使其在催化、吸附、医药、离子交换、环境工程、工业阻燃等众多领域都展现了巨大潜力和诱人前景。

聚乙烯醇是一种多羟基的水溶性聚合物，具有生物相容性、生物可降解性、水溶性等优异性能。聚乙烯醇可用于制膜、药物释放和人工医疗设备等。但聚乙烯醇膜的机械强度尚不高，这限制了它的应用范围。为了提高聚乙烯醇膜的力学性能，通常可将其与有机或无机材料进行共混复合改性。

关于聚乙烯醇/层状双金属氢氧化物复合薄膜的制备方法，现有研究报道中，李等（Baoguang Li,Yuan Hu,Rui Zhang,Zuyao Chen,Weicheng Fan,Preparation of the poly(vinyl alcohol)/layered double hydroxide nanocomposite[J],Mater.Res.Bull,2003,38:1567～1572）通过层离/重组法制备了插层聚乙烯醇/Mg-Al层状双金属氢氧化物复合膜。Ramaraj等（B.Ramaraj,Sanjay K.Nayak,Kuk Ro Yoon,Poly(vinyl alcohol)and layered double hydroxide composites:Thermal and mechanical properties[J],J.Appl.Polym.Sci.,2010,116:1671～1677）通过溶液插层工艺制备出聚乙烯醇/层状双金属氢氧化物复合膜，其中层状双金属氢氧化物为微米级，增强效果不显著。黄等（Shu Huang,Xi Cen,Hong Zhu,Zhe Yang,Yang Yang,Weng Weei Tjiu,Tianxi Liu,Facile preparation of poly(vinyl alcohol)nanocomposiJes with pristine layered double hydroxides[J],Mater.Chem.and Phys.,2011,130:890～896）通过快速成核与缓慢晶化法合成了纳米尺度的Mg-Al层状双金属氢氧化物，并以溶液共混法制备了聚乙烯醇/层状双金属氢氧化物纳米复合膜，但该过程中使用了有毒溶剂甲醇。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有方法的不足，提供一种简单可行的高强度聚乙烯醇复合膜的制备方法，即完全在水相环境下利用纳米层状双金属氢氧化物制备增强聚乙烯醇复合膜的方法。该方法在保持聚乙烯醇膜高透明性的同时，极少的添加量即可大幅度提高其力学强度，工艺简单，环境友好。

本发明公开了一种高强度聚乙烯醇复合膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）将可溶性二价金属盐与可溶性三价金属盐溶解于去离子水，再加入碱性物质，搅拌混合后得到反应液；所述反应液在80～110℃下晶化1～72h，经抽滤、干燥，得到层状双金属氢氧化物；

（2）将步骤（1）得到的层状双金属氢氧化物加入到去离子水中，经超声分散、搅拌回流处理后，得到分散液；向分散液中加入聚乙烯醇颗粒，经搅拌、溶解后，得到聚乙烯醇/层状双金属氢氧化物混合液；

（3）步骤（2）得到的聚乙烯醇/层状双金属氢氧化物混合液经浇注、静置、干燥后得到所述的高强度聚乙烯醇复合膜。