CN105646832A - 一种聚乙烯醇复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚乙烯醇复合材料及其制备方法，其是在三口瓶中依次加入干燥过的聚酯二元醇、二甲基甲酰胺，升温并搅拌，然后在60-80℃加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，搅拌使之混合均匀，60-80℃反应1-2h。将二甲基亚砜加入溶液中，搅拌1-2小时使之充分反应，待产物完全沉析，过滤其粗产物，然后用丙酮抽取3h-5h，接着将产物放于真空干燥箱12-16h，既得最终产品。本发明创新的加入聚氨酯接枝改性聚乙烯醇，破坏了聚乙烯醇大分子链的规整性，且削弱了聚乙烯醇大分子链的氢键，从而导致聚乙烯醇的结晶能力的下降，也造成了其熔点的下降，解决了聚乙烯醇加工难的问题，大大扩展了聚乙烯醇的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种聚乙烯醇复合材料及其制备方法。
背景技术
聚乙烯醇（PVA）具有良好的透明性、抗静电性、生物降解性及耐溶剂性能，但是聚乙烯醇的熔融温度高于其分解温度，难以熔融加工，目前大部分的PVA薄膜都是用流延法生产，成本高，效率低且品质难以稳定，这限制了PVA的大量应用。欲改善聚乙烯醇的熔融加工性能，就必须减弱聚乙烯醇大分子作用力。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种聚乙烯醇复合材料及其制备方法，该复合材料的制备方法简单易行，且使得制得的复合材料具有良好的力学性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种聚乙烯醇复合材料，其由下述配比的组分制备而成：
聚乙烯醇30g-40g
聚酯二元醇20ml-30ml
甲苯二异氰酸酯30ml-40ml
二甲基甲酰胺5ml-10ml
二甲基亚砜3ml-7ml
丙酮2ml-6ml
二月桂酸二丁基锡0.1ml-0.3ml
所述的甲苯二异氰酸酯为2，6－甲苯二异氰酸酯。
所述的二月桂酸二丁基锡的锡含量为19%。
所述的一种聚乙烯醇复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）在装有机械搅拌及N2通口的三口瓶中，依次加入干燥过的聚酯二元醇、二甲基甲酰胺，升温并搅拌，然后在60-80℃加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，搅拌使之混合均匀，60-80反应1-2h，得到聚氨酯溶液。
（2）将二甲基亚砜和聚乙烯醇加入溶液中，搅拌1-2h使之充分反应，降温至常温，待产物完全沉析，过滤其粗产物。
（3）用丙酮抽滤3h-5h，接着将产物放于真空干燥箱12-16h，既得最终产品。
改善聚乙烯醇的熔融加工性能，就必须减弱聚乙烯醇大分子作用力，针对这种情况，本发明创新的以聚氨酯接枝改性聚乙烯醇，破坏了聚乙烯醇大分子链的规整性，且削弱了聚乙烯醇大分子链的氢键，从而导致聚乙烯醇的结晶能力的下降，造成了其熔点的下降，这样就解决了聚乙烯醇加工难的问题。
本发明的有益效果有：
1.以步骤（1）合成的聚氨酯接枝改性聚乙烯醇，破坏了聚乙烯醇大分子链的规整性，且削弱了聚乙烯醇大分子链的氢键，从而导致聚乙烯醇的结晶能力的下降，也造成了其熔点的下降。
2.显著地提高了聚乙烯醇的物理性能和对气体（氧气）的阻隔性能，具体数据见表1。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做一详细的阐述。
实施例1
（1）称取30ml聚酯二元醇，40ml甲苯二异氰酸酯，10ml二甲基甲酰胺，7ml二甲基亚砜，6ml丙酮，0.3ml二月桂酸二丁基锡，聚乙烯醇30g。
（2）在装有机械搅拌及N2通口的三口瓶中，依次加入干燥过的聚酯二元醇、二甲基甲酰胺，升温并搅拌，然后在70℃加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，搅拌使之混合均匀，70℃反应1h，得到聚氨酯溶液。
（3）将二甲基亚砜和聚乙烯醇加入溶液中，搅拌2h使之充分反应，降温至常温，待产物完全沉析，过滤其粗产物。
（4）用丙酮抽取3h，接着将产物放于真空干燥箱12h，既得最终产品。
实施例2
（1）称取20ml聚酯二元醇，30ml甲苯二异氰酸酯，5ml二甲基甲酰胺，3ml二甲基亚砜，2ml丙酮，0.1ml二月桂酸二丁基锡，聚乙烯醇40g。
（2）在装有机械搅拌及N2通口的三口瓶中，依次加入干燥过的聚酯二元醇、二甲基甲酰胺，升温并搅拌，然后在70℃加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，搅拌使之混合均匀，60℃反应2h。
（3）将二甲基亚砜和聚乙烯醇加入溶液中，搅拌2h使之充分反应，待产物完全沉析，过滤其粗产物。
（4）用丙酮抽取5h，接着将产物放于真空干燥箱16h，既得最终产品。
实施例3
（1）称取25ml聚酯二元醇，35ml甲苯二异氰酸酯，7ml二甲基甲酰胺，5ml二甲基亚砜，4ml丙酮，0.2ml二月桂酸二丁基锡，聚乙烯醇35g。
（2）在装有机械搅拌及N2通口的三口瓶中，依次加入干燥过的聚酯二元醇、二甲基甲酰胺，升温并搅拌，然后在80℃加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，搅拌使之混合均匀，80℃反应1h。
（3）将二甲基亚砜和聚乙烯醇加入溶液中，搅拌1h使之充分反应，待产物完全沉析，过滤其粗产物。
（4）用丙酮抽取4h，接着将产物放于真空干燥箱14h，既得最终产品。
实施例4
（1）称取20ml聚酯二元醇，40ml甲苯二异氰酸酯，8ml二甲基甲酰胺，5ml二甲基亚砜，4ml丙酮，0.2ml二月桂酸二丁基锡，聚乙烯醇32g。
（2）在装有机械搅拌及N2通口的三口瓶中，依次加入干燥过的聚酯二元醇、二甲基甲酰胺，升温并搅拌，然后在70℃加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，搅拌使之混合均匀，70℃反应1h。
（3）将二甲基亚砜和聚乙烯醇加入溶液中，搅拌2h使之充分反应，待产物完全沉析，过滤其粗产物。
（4）用丙酮抽取4h，接着将产物放于真空干燥箱14h，既得最终产品。
实施例5
（1）称取25ml聚酯二元醇，37ml甲苯二异氰酸酯，8ml二甲基甲酰胺，5ml二甲基亚砜，4ml丙酮，0.2ml二月桂酸二丁基锡，聚乙烯醇37g。
（2）在装有机械搅拌及N2通口的三口瓶中，依次加入干燥过的聚酯二元醇、二甲基甲酰胺，升温并搅拌，然后在70℃加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，搅拌使之混合均匀，70℃反应1h。
（3）将二甲基亚砜和聚乙烯醇加入溶液中，搅拌2h使之充分反应，待产物完全沉析，过滤其粗产物。
（4）用丙酮抽取3h，接着将产物放于真空干燥箱14h，既得最终产品。
对比例
市场上购买的皖维高新股份有限公司通过流延法制得的PVA17-99。
将实施例1－5与对比例制备的聚乙烯醇材料按相关测试标准分别测试其拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度与弯曲模量，用DSC测试各个样品的熔点，并将制得的成品用PERME-OX2/230氧气透过率测试系统测试薄膜的24h透氧量，结果如下表1所示：
表1各实施例产品性能测试
| 测试项目 | 测试标准 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 |
| 拉伸强度 | ASTM D790 | MPa | 29 | 32 | 35 | 37 | 28 | 13 |
| 悬臂梁缺口冲击强度 | ASTM D256 | kJ/m2 | 8 | 9 | 8.5 | 9.3 | 10 | 4.5 |
| 弯曲模量 | ASTM D790 | MPa | 1900 | 1850 | 2050 | 1800 | 1750 | 1100 |
| 氧气透过量 | cm3/m2·24h·0.1MPa | 5 | 9 | 13 | 8 | 10 | 35 | |
| 熔点 | ℃ | 175 | 176 | 174 | 178 | 171 | 200 |
通过上表的数据比较可以发现，本发明制得的聚乙烯醇复合材料与市面上的聚乙烯醇材料相比，熔点稍低，这间接说明了它结晶能力的减弱，改善了聚乙烯醇的熔融加工性能。另外从上表还可以看出材料对气体（氧气）的隔阻效果良好，物理性能也得到了一定程度的提高，这大大扩展了材料的应用领域，具有非常现实的意义。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
Claims (4)
1.一种聚乙烯醇复合材料，其特征在于，其由下述配比的组分制备而成：
聚乙烯醇30g-40g
聚酯二元醇20ml-30ml
甲苯二异氰酸酯30ml-40ml
二甲基甲酰胺5ml-10ml
二甲基亚砜3ml-7ml
丙酮2ml-6ml
二月桂酸二丁基锡0.1ml-0.3ml。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇复合材料，其特征在于：所述的甲苯二异氰酸酯为2，6－甲苯二异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇复合材料，其特征在于：所述的二月桂酸二丁基锡的锡含量为19%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种聚乙烯醇复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在装有机械搅拌及N2通口的三口瓶中，依次加入干燥过的聚酯二元醇、二甲基甲酰胺，升温并搅拌，然后在60-80℃加入甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，搅拌使之混合均匀，60-80℃反应1-2h，得到聚氨酯溶液；
（2）将二甲基亚砜和聚乙烯醇加入溶液中，搅拌1-2h使之充分反应，降温至常温，待产物完全沉析，过滤其粗产物；
（3）用丙酮抽滤3h-5h，接着将产物放于真空干燥箱12-16h，即得最终产品。
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| CN201410627620.8A CN105646832A (zh) | 2014-11-10 | 2014-11-10 | 一种聚乙烯醇复合材料及其制备方法 |
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| CN110606904A (zh) * | 2018-06-15 | 2019-12-24 | 赵锦程 | 一种水性材料用改性树脂及其制备方法 |
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2014
- 2014-11-10 CN CN201410627620.8A patent/CN105646832A/zh active Pending
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