[发明专利]热塑性加工成型的高强度高耐水性PVA水凝胶膜制备方法

说明书

热塑性加工成型的高强度高耐水性PVA水凝胶膜制备方法，步骤为：称取80‑100gPVA1799和等量的蒸馏水，搅拌后，在室温下放置一段时间；使用密炼机进行熔融共混，得到改性后的聚乙烯醇熔胶；对PVA熔胶进行热性能测试，热重测试以及熔体流动速率测试；取密炼后的PVA熔胶，使用平板硫化机压成一定厚度水凝胶膜；对PVA水凝胶膜进行红外光谱测试，结晶度分析，使用扫描电子显微镜进行微观结构分析，凝胶含量分析，溶胀度测试，耐水性测试，力学性能测试以及亲水性测试。本发明通过主体改性剂水和辅助改性剂淀粉、低分子量聚酯的共同作用，将PVA在较低温下形成具有一定强度的熔胶，制备成高强度高耐水性的PVA水凝胶膜。

技术领域

本发明属于熔融加工制备PVA水凝胶膜的领域，具体是一种新型热塑性加工成型的高强度高耐水性PVA水凝胶膜的制备方法。

背景技术

PVA的结构中存在大量的羟基，侧基的体积都较小，分子链的规整度高，具有高度的结晶性。同时大量的羟基基团使PVA具有很好的亲水性。这些优异的性能使它在薄膜方面的应用前景十分广阔。但是由于完全醇解的聚乙烯醇的熔融温度和分解温度相差不到10℃，导致聚乙烯醇难以进行热塑加工，限制了聚乙烯醇薄膜在工业中的应用。所以我们需要通过改善它的热加工性能，降低它的熔点，实现高醇解度PVA的热塑性加工。

为了保持PVA的无毒、绿色特点，我们需要找到与其相容性好的，并且无毒的天然改性剂。在这些天然改性剂中，价格又相对低廉的可再生的多糖类和聚酯类化合物引起了我们的关注。例如淀粉，它与PVA具有很好的相容性，并且产量能够满足需求、价格低廉，跟PVA一样具有生物可降解性优点。

四川大学王琪教授课题组以水、丙三醇、乙二醇和己内酰胺为改性剂，在不同程度上对PVA的热塑性、加工性进行改进，通过热压工艺，制成厚度约为0.14mm的薄膜，膜的强度和透明性得到改善。同时，该课题组通过改性PVA实现了稳定吹塑成膜、经热拉伸和表面交联等后处理，进一步提高了PVA的薄膜强度和耐热水性，但是由于其制膜工艺比较复杂，难以实现工业化大规模生产。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是对完全醇解的聚乙烯醇进行增塑改性，打开其热塑性加工的窗口，制备性能优异的聚乙烯醇水凝胶膜，并且保持其绿色可降解的优点。

本发明技术方案为：热塑性加工成型的高强度高耐水性PVA水凝胶膜制备方法，选用水、淀粉以及一种低分子量聚酯对PVA进行增塑改性。其中水是最主要的改性剂，但是由于水的沸点很低，加工过程中容易蒸发，所以需要加入一些辅助的改性剂，使其熔融温度降低到100℃以下。

本发明的制备方法步骤为：

（1）称取80-100gPVA1799和等量的蒸馏水，充分搅拌后，在室温下放置一段时间，使其充分溶胀后。

（2）使用密炼机进行熔融共混，得到改性后的聚乙烯醇熔胶。密炼机设定温度为95℃，时长为15min。

（3） 对PVA熔胶进行热性能测试，热重测试以及熔体流动速率测试。

（4） 取一定量密炼后的PVA熔胶，使用平板硫化机压成一定厚度的水凝胶膜，平板硫化机上下板设定温度为95℃，压制时间为1min。

（5）对PVA水凝胶膜进行红外光谱测试，结晶度分析，使用扫描电子显微镜进行微观结构分析，凝胶含量分析，溶胀度测试，耐水性测试，力学性能测试以及亲水性测试。

优选的，在步骤（1）中，当PVA1799小于100g时，可用少量淀粉加入代替。

优选的，在步骤（1）中，当PVA1799小于100g时，可用少量低分子量聚酯加入代替。

本发明具有如下显著效果：