[发明专利]一种聚乙烯醇水凝胶及其制备方法和用途

说明书

本发明公开一种聚乙烯醇水凝胶及其制备方法和用途，其特点是将去离子水60‑80份，乳化剂0.1‑0.5份，醋酸乙烯20‑40份和氧化剂0.2‑1.0份加入到反应釜中，搅拌30min，加入0.1‑1.0份催化剂，于温度5‑30℃，用泵将还原剂加入到上述反应釜中，随着还原剂的加入逐渐进行反应，还原剂在3h之内加完，继续反应3～4h，停止搅拌，室温出料；将上述低温聚合得到的聚醋酸乙烯乳液在室温下静置，乳液pH值至酸性，随着时间推移，乳液出现破乳，失去流动性，体系内逐渐由乳白色变为透明凝胶状态；将凝胶取出，在去离子水中充分洗涤，去除其中的酸，盐杂质，得到聚乙烯醇水凝胶，经干燥后测定凝胶的吸水倍率为5‑10倍。它具有很好的力学强度，可作吸水填缝材料，保水材料，污水处理等领域。

技术领域：

本发明涉及一种聚乙烯醇水凝胶及其制备方法和用途，属于功能高分子材料领域。

技术背景：

聚乙烯醇是一种多羟基聚合物，羟基之间容易形成氢键而结晶，同时羟基具有较高的反应活性，易与其他官能团化合物(如酸，醛，异氰酸酯，环氧氯丙烷，等)发生反应，因此通过物理(经典的方法为冻融循环法，通过多次冷冻解冻，聚乙烯醇分子间形成氢键和结晶微区而起到物理交联作用)或者化学方法(即加入各种能与羟基发生反应的而官能团化合物，在一定的催化剂体系中实现聚乙烯醇分子的交联)，可以制备得到聚乙烯醇水凝胶。这些方法如中国专利CN103450489公开了一种聚乙烯醇在氧化剂及催化剂存在下的交联而得到一种水凝胶方法。中国专利CN104830001A利用冻融循环方法制备聚乙烯醇复合水凝胶的方法。中国专利CN105885064A一种利用硼化物交联聚乙烯醇制备水凝胶的方法。该类水凝胶具有一定的吸水倍率，较好的保水性，很好的力学强度，在很多方面获得了应用。如医用敷料，保水材料，重金属离子去除。

上述所能看到的聚乙烯醇凝胶一般都是将一定聚合度的聚乙烯醇在其良溶剂水或者DMSO中溶解为20％以下的浓度，然后施以物理或者化学方法获得一定程度交联的聚乙烯醇水凝胶。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种聚乙烯醇水凝胶及其制备方法和用途，其特点是由低温聚合的聚醋酸乙烯乳液自动醇解得到的一种聚乙烯醇水凝胶，它具有方法新颖，路线独特，力学性能好，高透明性和高强度，高吸水倍率的优点。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

一种聚乙烯醇水凝胶的起始原料组成组分以重量份计包括：

所述乳化剂为辛基苯酚聚氧乙烯醚类，烷基硫酸钠类或烷基磺酸钠中的至少一种。

所述催化剂为水溶性二价铁化合物，硫酸亚铁，氯化亚铁，溴化亚铁，碘化亚铁中的任一种。

所述引发剂体系为过硫酸铵和亚硫酸氢钠，过硫酸钾亚硫酸氢钠，双氧水硫酸亚铁等氧化还原引发剂体系中的任一种。

所述聚乙烯醇水凝胶的制备方法包括以下步骤：

(1)醋酸乙烯的低温乳液聚合

将去离子水60-80份加入到带有搅拌器，温度计和回流冷凝器的反应釜中，搅拌状态下加入乳化剂0.1-0.5份，醋酸乙烯单体20-40份和引发剂0.2-1.0份加入到反应釜中，充分搅拌乳化30～50min，加入催化剂0.1-1.0份，于温度5-30℃，用泵将还原剂慢慢加入到上述反应釜中，聚合反应随着还原剂的加入而逐渐进行，还原剂在3h之内加完，然后继续反应3～4h，停止搅拌，室温出料；

(2)聚乙烯醇水凝胶的制备

将上述低温聚合得到的聚醋酸乙烯乳液在室温下放置，静置或者通过添加无机酸调节乳液pH值至酸性，静置，随着时间推移，乳液出现破乳，失去流动性，使体系逐渐由乳白色转变为透明凝胶状态；