縮醛交聯(lián)、增塑改性以及丙烯酰氯接枝改性聚乙烯醇的制備及其性能研究.pdf

1、聚乙烯醇（PVA）是一種無(wú)色、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性、可生物降解的水溶性有機(jī)高分子，在包裝和工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。目前我國(guó)聚乙烯醇材料領(lǐng)域的研究非常熱門(mén)，但在聚乙烯醇的耐水性改性方面、增塑性改性以及接枝改性方面還做得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。常見(jiàn)的文獻(xiàn)方法存在一定的問(wèn)題，改性工藝復(fù)雜，可操作性差，或者引入原材料品種多，成本高，反應(yīng)物污染大，不能適應(yīng)生產(chǎn)需求和環(huán)境友好兩方面的要求。因此，選擇研究這一課題，旨在找到較為合理的方法對(duì)PVA進(jìn)行改性。首先希望提高PVA

2、的耐水性。同時(shí)，在其中加入適當(dāng)?shù)脑鏊軇┮愿纳破淞W(xué)性能等其它性能。此外，希望進(jìn)行對(duì)聚乙烯醇進(jìn)行丙烯酰氯接枝改性的研究，將活性雙鍵接枝到聚乙烯醇上，使之具備可以用于紫外光固化的性能。對(duì)于這一課題的研究具有很高的工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用價(jià)值，有助于推動(dòng)我國(guó)綠色環(huán)保功能型聚乙烯醇的自主發(fā)展；更具有深遠(yuǎn)的社會(huì)效益，綠色環(huán)保，利國(guó)利民。 用醛交聯(lián)是改善聚乙烯醇薄膜耐水性的重要途徑之一。本研究利用PVA可以發(fā)生分子間的縮醛化交聯(lián)，加入醛做交聯(lián)劑發(fā)生反

3、應(yīng)，從而提高其耐水性。依據(jù)縮醛化反應(yīng)的原理，通過(guò)嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，制備耐水性聚乙烯醇薄膜。制備的聚乙烯醇薄膜，通過(guò)粘度測(cè)試，F(xiàn)T-IR，拉伸測(cè)試等手段進(jìn)行表征。 同時(shí)，針對(duì)PVA薄膜的塑化，在制備過(guò)程中加入小分子增塑劑是改善聚乙烯醇薄膜加工性能的有效方法。加入一定的增塑劑，以改善其加工性能及力學(xué)性能。探討了增塑劑加入對(duì)改性膜的影響及其最佳增塑條件。 最后，為進(jìn)一步拓寬PVA的應(yīng)用領(lǐng)域，選擇丙烯酰氯接枝改性，為PVA接枝上

4、具有光固化活性的雙鍵結(jié)構(gòu)。根據(jù)反應(yīng)原理，探討了接枝改性的反應(yīng)條件和產(chǎn)物配比，得到了一種含有雙鍵的改性PVA，并對(duì)其紫外光固化性能進(jìn)行了探討。 結(jié)果表明：1．以聚乙烯醇1788水溶液為原料，戊二醛為交聯(lián)劑，乙酸為催化劑，采用縮醛交聯(lián)法制備了改性PVA膜。成膜液合成條件為：PVA17885wt%水溶液60mL，36%戊二醛溶液0．5mL，1mol/L乙酸2mL，在80℃下恒溫反應(yīng)43min。反應(yīng)完成后用玻璃棒將成膜液均勻涂抹在聚四氟

5、乙烯板上。室溫干燥36小時(shí)。所得的成膜液粘度為285 mPa·S。耐水性比純PVA膜明顯提高。 2．探索了以環(huán)狀三羥甲基丙烷縮甲醛（CTF），對(duì)甲醛基苯乙烯基甲基吡啶硫酸甲酯鹽（SBQ）代替戊二醛用做交聯(lián)劑的交聯(lián)效果，還探索了通過(guò)光聚合反應(yīng)使PVA交聯(lián)，但是效果不明顯。嘗試了以檸檬酸代替多元醇用作增塑劑，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想，因?yàn)闄幟仕崴嵝院軓?qiáng)，在反應(yīng)過(guò)程過(guò)于劇烈，不利于涂膜液的合成。 加入多元醇增塑劑，塑化效果明顯，韌性

6、有很大提高；由于小分子增塑劑也參與交聯(lián)反應(yīng)，并沒(méi)有嚴(yán)重的增塑劑析出現(xiàn)象。確定涂膜液合成配方中增塑劑丙三醇占體系7wt%。塑化效果明顯，韌性比純PVA膜明顯提高。 3．以聚乙烯醇1788的N-甲基吡咯烷酮溶液和丙烯酰氯為原料，采用接枝改性法制備了含有活性雙鍵結(jié)構(gòu)的改性PVA。合成條件為：PVA17881．1g，N-甲基吡咯烷酮30mL，丙烯酰氯2mL，在60℃下恒溫反應(yīng)2hr，用三乙胺中和反應(yīng)副產(chǎn)物。反應(yīng)結(jié)束后，將溶液倒入無(wú)水乙醇