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）是一種無色、無毒、無腐蝕性、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。目前我國聚乙烯醇材料領(lǐng)域的研究非常熱門，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。常見的文獻(xiàn)方法存在一定的問題，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，有助于推動我國綠色環(huán)保功能型聚乙烯醇的自主發(fā)展；更具有深遠(yuǎn)的社會效益，綠色環(huán)保，利國利民。 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，通過粘度測試，F(xiàn)T-IR，拉伸測試等手段進(jìn)行表征。 同時(shí)，針對PVA薄膜的塑化，在制備過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)過程過于劇烈，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，將溶液倒入無水乙醇