[发明专利]一种聚乙烯醇基泡沫材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚乙烯醇基泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：在酸性条件下，将改性聚乙烯醇在表面活性剂的存在下与交联剂发生固化交联反应，得到聚乙烯醇基泡沫材料；所述改性聚乙烯醇包括聚乙烯醇、含羧基的聚乙烯醇和含磺酸基的聚乙烯醇中的一种或几种，但是不包括只含有聚乙烯醇的情况。本发明采用上述改性聚乙烯醇为原料，在表面活性剂和酸性条件下，与交联剂发生固化交联反应，得到高吸水性能的聚乙烯醇基泡沫材料。实验结果表明，0.1g聚乙烯醇基泡沫材料对蒸馏水、生理盐水的吸收饱和时间分别为120min和90min，饱和时的吸液量分别可以实现18.4～130.5g/g和16.4～37.9g/g。

技术领域

本发明涉及高分子合成技术领域，尤其涉及一种聚乙烯醇基泡沫材料及其制备方法。

背景技术

高吸水树脂是具有较高吸水性能和保水性能的高分子聚合物的总称。高吸水树脂中含有强亲水基团，如羟基、羧基、磺酸基等，在交联剂的作用下可形成具有三维网状结构的材料，通过水合作用、离子键排斥作用等迅速吸收自身重量十几倍至数百数千倍的水形成水凝胶。传统块状水凝胶由于具有缓慢的溶胀速率使其在实际应用中受到一定的限制。一般来说，降低其特征尺寸可有效提高其吸水速率，但粉状、棒状或片状的水凝胶必然会丧失块状样品的一些特殊性能。而在水凝胶内部引入相互连通的孔洞结构是显著提高材料吸水速率同时使其保持块状形态的一种有效方法。聚乙烯醇基泡沫材料(PVF)是一种典型的含有羟基并且具有连通孔道结构的吸水性三维体型材料，近来广泛应用在农林园艺、沙漠种植改造、工业防潮材料、建筑止水防结等方面。

中国专利CN 107163301公开了一种高吸水聚乙烯醇材料，以聚乙烯醇为原料，引入发泡剂(木薯淀粉)和丙烯酰胺类交联剂增强吸水性能，虽然得到了高吸水材料，但是该材料制备过程需6～8步工艺，制备工艺复杂、合成时间长、成本较高，而且得到的材料长期存放易发生霉变，不利于回收利用，容易造成二次污染。同时，材料的吸水性能较差。

中国专利CN101507826、CN1095387和CN1557872公开了聚乙烯醇发泡材料，以普通聚乙烯醇为原料，在酸催化剂下通过发泡剂与醛发生交联，获得聚乙烯醇发泡材料。然而，得到的聚乙烯醇发泡材料吸水性能均较差。

Pan等(Yanxiong Pan,Kai Shi,Zhi Liu,Chao Peng,Xiangling Ji，RSCAdvances，2015，5：78780～78789)在酸性条件下，将丙烯酸和丙烯酸衍生物单体在引发剂的存在下和聚乙烯醇缩甲醛泡沫材料进行接枝反应，得到含有羧基的PVF高吸水泡沫。然而，这种方案的制作步骤较多，反应容易出现接枝不均匀，产物中引发剂难以完全除净，而且成本较高。同时，材料的吸水性能也是有待于提高。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚乙烯醇基泡沫材料及其制备方法，采用本发明的制备方法制备的聚乙烯醇基泡沫材料具有较优的吸水性能，同时，制备工艺简单。

本发明提供了一种聚乙烯醇基泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：

在酸性条件下，将改性聚乙烯醇在表面活性剂的存在下与交联剂发生固化交联反应，得到聚乙烯醇基泡沫材料；

所述改性聚乙烯醇包括聚乙烯醇、含羧基的聚乙烯醇和含磺酸基的聚乙烯醇中的两种或三种；或所述改性聚乙烯醇为含羧基的聚乙烯醇或含磺酸基的聚乙烯醇。

优选的，所述制备方法中无需用到发泡剂。

优选的，所述聚乙烯醇的聚合度为1700～3000；所述聚乙烯醇的醇解度为88.0～99.0％；

所述含羧基的聚乙烯醇中羧基的含量为10.5～21.0wt％；所述含羧基的聚乙烯醇的聚合度为1700～3000；所述含羧基的聚乙烯醇的醇解度为88.0～99.0％；