一种全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及全降解材料技术领域，且公开了一种全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料的制备方法，将改性聚乙烯醇、消泡剂、增塑剂、流平剂进行熔融共混，再在平板硫化机中进行压片制膜，得到全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料，改性聚乙烯醇由纳米凹凸棒土接枝聚碳酸亚丙酯和聚乙烯醇反应制备得到，纳米凹凸棒土、聚碳酸亚丙酯和聚乙烯醇均具有优良的降解性能，纳米凹凸棒土接枝聚碳酸亚丙酯对聚乙烯醇进行改性，能够降低聚乙烯醇的亲水性能，同时提高聚乙烯醇的力学性能和热稳定性，聚乙烯醇复合材料具有韧性高、全降解且热稳定性好的优点。全降解且热稳定性好的优点。全降解且热稳定性好的优点。

A fully degradable high toughness polyvinyl alcohol composite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及全降解材料
，具体为一种全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]高分子材料的发展给人们的生活带来了极大的便利，但高分子材料不易降解给环境造成了巨大的污染，同时制造高分子材料大量使用石油资源，导致石油储量减少，而随着国民环保意识的提高和可持续发展战略的影响，人们意识到全降解的环境友好的高分子材料的研发和使用具有重要的意义。
[0003]聚乙烯醇(PVA)是一种含有多羟基的水溶性高分子材料，可完全降解，具有优异的成膜性、弹性、高抗张强度、透明度和光泽度，同时拉伸性能较好，具有极好的气体阻隔性，是一种很好的包装膜材料，但聚乙烯醇高分子材料具有很强的吸水性，吸水后的膜材料会降低聚乙烯醇的韧性，同时聚乙烯醇由于熔点和分解温度接近，难进行热塑性加工，这在很大程度上限值了聚乙烯醇的广泛使用，因此，需对聚乙烯醇进行改性，提高全降解的聚乙烯醇的性能，扩大聚乙烯醇材料的应用范围。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料及其制备方法，制备的聚乙烯醇复合材料能够完全降解，韧性优良，同时解决了聚乙烯醇耐水性差且难加工的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种制备全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料的方法，包括以下步骤制备而成：
[0006]将质量比为100:0.5
‑
1.5:2
‑
10:0.1
‑
0.3的改性聚乙烯醇、消泡剂、增塑剂、流平剂混合后进行熔融共混，熔融共混完成后，挤出，造粒，得到聚乙烯醇复合材料；将聚乙烯醇复合材料加入到平板硫化机中进行压片制膜，制膜完成后，冷却，得到全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料。
[0007]优选的，所述熔融共混的温度为220
‑
245℃，熔融共混的时间为8
‑
15min。
[0008]优选的，所述消泡剂包括乙二醇、单硬脂酸甘油酯、正磷酸酯、乙醇中的任意一种或多种。
[0009]优选的，所述增塑剂包括环氧大豆油、山梨糖醇、柠檬酸三丁酯中的一种或多种。
[0010]优选的，所述流平剂包括改性聚硅氧烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯中的一种或多种。
[0011]优选的，所述压片制膜过程中，制膜的温度为160
‑
180℃，制膜的压强为8
‑
10MPa。
[0012]优选的，所述改性聚乙烯醇的制备方法包括以下步骤：
[0013](1)将纳米凹凸棒土(ATP)、盐酸溶液搅拌混合，搅拌过程中加热发生反应，反应的温度为55
‑
65℃，反应的时间为4
‑
8h，反应结束后，抽滤，使用去离子水洗涤至中性，洗涤完
成后，真空干燥，真空干燥的温度为60℃，真空干燥的时间为6h，干燥后，得到活化纳米凹凸棒土；将乙二醇、活化纳米凹凸棒土、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷超声分散，分散过程中发生反应，反应的温度为105
‑
135℃，反应的时间为5
‑
8h，反应结束后，抽滤，使用乙醇对抽滤后的固体进行洗涤，洗涤完成后，真空干燥，真空干燥的温度为70℃，真空干燥的时间为8h，干燥后，得到氨基改性纳米凹凸棒土；
[0014](2)将质量比为1000:1
‑
10的聚碳酸亚丙酯(PPC)、六亚甲基二异氰酸酯熔融共混，熔融共混的温度为130
‑
140℃，熔融共混的时间为5
‑
10min，共混完成后，在60℃干燥12h，得到异氰酸酯封端聚碳酸亚丙酯；
[0015](3)将甲苯、氨基改性纳米凹凸棒土、异氰酸酯封端聚碳酸亚丙酯、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)超声混合，超声过程中发生反应，反应的温度为85
‑
105℃，反应的时间为1
‑
3h，反应结束后，抽滤，使用乙醇洗涤，在80℃真空干燥24h，干燥后，得到纳米凹凸棒土接枝聚碳酸亚丙酯；
[0016](4)将溶剂、纳米凹凸棒土接枝聚碳酸亚丙酯、聚乙烯醇、二月桂酸二丁基锡搅拌混合，发生反应，反应的温度为85
‑
95℃，反应的时间为24
‑
36h，反应结束后，抽滤，使用丙酮洗涤，洗涤完成后，在60℃真空干燥12h后，得到改性聚乙烯醇。
[0017]优选的，所述步骤(1)中纳米凹凸棒土、盐酸溶液的质量比为100:1200
‑
2500。
[0018]优选的，所述步骤(1)中盐酸溶液为1mol/L的盐酸水溶液。
[0019]优选的，所述步骤(1)中乙二醇、活化纳米凹凸棒土、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为2400
‑
3600:20:11
‑
21。
[0020]优选的，所述步骤(3)中甲苯、氨基改性纳米凹凸棒土、异氰酸酯封端聚碳酸亚丙酯、二月桂酸二丁基锡的质量比为8000
‑
12000:100:1500
‑
2500:1
‑
3。
[0021]优选的，所述步骤(4)中溶剂、纳米凹凸棒土接枝聚碳酸亚丙酯、聚乙烯醇、二月桂酸二丁基锡的质量比为800
‑
1200:3
‑
8:100:0.5
‑
2。
[0022]优选的，所述步骤(4)中溶剂包括N,N
‑
二甲基甲酰胺、丙酮、二甲基亚砜中的一种或多种。
[0023]优选的，所述的制备全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料的方法制备得到的全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料。
[0024]该全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料，在改性聚乙烯醇制备过程中，使用盐酸溶液对纳米凹凸棒土进行活化，得到活化纳米凹凸棒土，再使用γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷对活化纳米凹凸棒土进行改性，得到氨基改性纳米凹凸棒土，使用六亚甲基二异氰酸酯对聚碳酸亚丙酯进行改性，得到异氰酸酯封端聚碳酸亚丙酯，将制备得到的氨基改性纳米凹凸棒土、异氰酸酯封端聚碳酸亚丙酯在甲苯溶剂中混合，在二月桂酸二丁基锡的作用下，氨基改性纳米凹凸棒土上的氨基和异氰酸酯封端聚碳酸亚丙酯封端的异氰酸酯基团发生反应，得到纳米凹凸棒土接枝聚碳酸亚丙酯，纳米凹凸棒土接枝聚碳酸亚丙酯上未反应的异氰酸酯基团和聚乙烯醇上的羟基在二月桂酸二丁基锡作用下发生反应，得到改性聚乙烯醇，将改性聚乙烯醇、消泡剂、增塑剂、流平剂进行熔融共混，再在平板硫化机中进行压片制膜，得到全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料。
[0025]该全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料，聚碳酸亚丙酯是一种利用二氧化碳和环氧丙烷共聚合成的交替共聚物，该材料能够完全降解，是一种环保型材料，聚碳酸亚丙酯中含
有的羰基作为电子给体也能够和聚乙烯醇上的羟基间形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤制备而成：(1)将质量比为1000:1
‑
10的聚碳酸亚丙酯、六亚甲基二异氰酸酯熔融共混，共混完成后，得到异氰酸酯封端聚碳酸亚丙酯；(2)将甲苯、氨基改性纳米凹凸棒土、异氰酸酯封端聚碳酸亚丙酯、二月桂酸二丁基锡混合反应，反应的温度为85
‑
105℃，反应的时间为1
‑
3h，反应结束后，得到纳米凹凸棒土接枝聚碳酸亚丙酯；(3)将溶剂、纳米凹凸棒土接枝聚碳酸亚丙酯、聚乙烯醇、二月桂酸二丁基锡搅拌混合，发生反应，反应的温度为85
‑
95℃，反应的时间为24
‑
36h，反应结束后，得到改性聚乙烯醇；(4)将质量比为100:0.5
‑
1.5:2
‑
10:0.1
‑
0.3的改性聚乙烯醇、消泡剂、增塑剂、流平剂混合后进行熔融共混，熔融共混完成后，挤出，造粒，得到聚乙烯醇复合材料；将聚乙烯醇复合材料加入到平板硫化机中进行压片制膜，制膜完成后，冷却，得到全降解的高韧性聚乙烯醇复合材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中甲苯、氨基改性纳米凹凸棒土、异氰酸酯封端聚碳酸亚丙酯、二月桂酸二丁基锡的质量比为8000
‑
12000:100:1500
‑
2500:1

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋春林，
申请(专利权)人：悟锐新材料科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：