CN108727752A - 一种利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法 - Google Patents
一种利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108727752A CN108727752A CN201810595017.4A CN201810595017A CN108727752A CN 108727752 A CN108727752 A CN 108727752A CN 201810595017 A CN201810595017 A CN 201810595017A CN 108727752 A CN108727752 A CN 108727752A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyvinyl alcohol
- hydrogel
- high strength
- poly vinyl
- pbs
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 title claims abstract description 108
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 title claims abstract description 108
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 229940068984 polyvinyl alcohol Drugs 0.000 title claims abstract description 90
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 title claims abstract description 22
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 56
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 27
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 claims description 11
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 claims description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 10
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- CMDGQTVYVAKDNA-UHFFFAOYSA-N propane-1,2,3-triol;hydrate Chemical compound O.OCC(O)CO CMDGQTVYVAKDNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 abstract description 3
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 8
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920002961 polybutylene succinate Polymers 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000006136 alcoholysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229920003232 aliphatic polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- LRWZZZWJMFNZIK-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-3-methyloxirane Chemical compound CC1OC1Cl LRWZZZWJMFNZIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical compound ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 239000000686 essence Substances 0.000 description 1
- 238000010931 ester hydrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 108700005457 microfibrillar Proteins 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 239000004631 polybutylene succinate Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007616 round robin method Methods 0.000 description 1
- 230000005476 size effect Effects 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
- C08J3/075—Macromolecular gels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2329/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
- C08J2329/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
- C08J2329/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2467/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
Abstract
本发明属于水凝胶制备领域，特别是指一种利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法。解决了现有聚乙烯醇水凝胶制备周期长且机械强度低的问题。本发明以丙三醇‑水二元混合溶剂替代传统水凝胶中的单一水溶剂，以PBS微纳米纤维为增强材料制备聚乙烯醇复合水凝胶。本发明的方法大大缩短的聚乙烯醇水凝胶的制备周期，并且制备的PBS微纳米/聚乙烯醇水凝胶具有力学性能优良、生物相容性好、可生物降解等优点。
Description
技术领域
本发明属于水凝胶制备领域，特别是指一种利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法。
背景技术
水凝胶是一种功能高分子材料，由三维网络结构的高分子和充塞其网链间隙中的水分子介质构成。水凝胶柔软而富有弹性，可在水中溶胀，且能对外界微小的刺激产生显著的应答，具有智能性，故近年来引起了广泛研究。研究主要集中在新型水凝胶的制备及新的水凝胶应用领域。水凝胶应用广泛，可用作药物控制释放材料、组织填充材料、人工软骨、化学阀、调光材料、生物传感器、组织培养等。
聚乙烯醇是一种由聚醋酸乙烯酯水解而成的，且分子链上含有大量极性羟基的水溶性聚合物。由于分子链易形成氢键，且其链结构对称规整, 因此具有良好的成膜性、水溶性、乳化性和黏结性，又以其高弹性、化学稳定性、易于成型、可生物降解、无毒、无不良反应，以及与人体组织良好的相容性在生物医学各个方面得到了广泛的应用。聚乙烯醇水凝胶的制备按照交联的方法可分为物理交联和化学交联。化学交联剂法是采用化学交联剂使得PVA分子间发生化学交联而形成凝胶，常用的交联剂有醛类、硼酸及环氧氯丙烷等，这些化学交联剂都具有一定的毒性。物理方法交联一般为重复冷冻-融化循环的方法，此方法通过高分子聚合物长链互相缠绕形成物理结合点, 但是大部分天然水凝胶和合成凝胶仅在较低含水量时具有一定机械强度在较高含水量时强度显著下降易发生碎裂这使其实际应用受到极大限制。因此合成高强度凝胶已成为当下研究热点之一，近年来一些学者对于如何提高凝胶机械强度进行了大量研究。
目前两种或多种聚合物相复合已日益成为新的生物材料的发展方向，复合材料往往拥有单一聚合物材料所不具备的优良性能。高分子的共混和合金是改善塑料性能的有效的方法之一，共混物中分散相形态又是影响材料最终力学性能的重要因素，纤维的形态更有利于分散向传递载荷达到增强的目的。当纤维的直径小到亚微米或纳米量级时，纤维就表现出一系列奇异的特性，如：具有极大比表面积大，导致表面能和活性增大，从而产生了表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应等。另外，纳米纤维在柔性及力学性能等方面也具有惊人特性。由于纳米纤维在多方面表现出了特异性和多领域中的应用，越来越多的研究者开始关注和研究纳米纤维。纳米复合凝胶是将纳米尺寸分散在水凝胶中形成的复合材料。因为它不仅保持了纳米材料本身的功能性质, 而且还将明显改善水凝胶的物理机械性能、热稳定性。专利201210282637.5公布了一种纳米纤维素/聚乙烯醇凝胶复合材料，它首先制备纳米纤维素，然后将其与聚乙烯溶液共混，将共混冷冻12小时，取出后室温解冻12小时，冻融循环六次，得到复合水凝胶，这种方法工艺复杂，不利于工业化生产。
原位成纤是一种在加工过程中，两种热力学不相容且具有不同熔点的聚合物在其熔点以上的温度下拉伸，分散相在拉伸流场和剪切流场的共同作用下形成具有一定长径比的微纤，原位形成一种纤维增强材料的方法。在原位成纤增强技术的研究中，目前还没有采用原位成纤增强聚乙烯醇水凝胶的相关研究报道。
脂肪族聚酯主链中含有大量易水解的酯键，且主链柔顺，酯键容易与微生物、酶以及水分子相互作用而降解，其作为绿色环境友好材料已成为世界范围内研究开发的热点。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）作为一种典型的脂肪族聚酯，具有诸多优点：PBS力学性能优异，与通用塑料PE、PP力学性能相近；耐热性能好，加工性能良好，可在现有塑料加工通用设备上进行成形加工，是现有的可降解塑料中加工性能最好的。本专利首先采用熔融挤出、拉伸的方法使PBS在PVA中形成原位微纤，然后利用这种原位微纤复合材料制备水凝胶，在水凝胶中微纤结构得到保留对基体起到增强作用。
发明内容
本发明提出一种利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，解决了现有聚乙烯醇水凝胶制备周期长且机械强度低的问题。本发明以丙三醇-水二元混合溶剂替代传统水凝胶中的单一水溶剂，以PBS微纳米纤维为增强材料制备聚乙烯醇复合水凝胶。本发明的方法大大缩短的聚乙烯醇水凝胶的制备周期，并且制备的PBS微纳米/聚乙烯醇水凝胶具有力学性能优良、生物相容性好、可生物降解等优点。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，包括以下步骤（以质量份数计）：
（1）将聚乙烯醇 50-70份，丙三醇30-50份，投入到高速混合机中，控制混合温度在50℃-70℃，混合均匀；采用常规方法在150℃-180℃用双螺杆挤出机熔融共混并造粒，得到增塑聚乙烯醇颗粒；
（2）将步骤（1）得到的增塑聚乙烯醇颗粒 80-95份与PBS 5-20份投入到高速混合机中，控制混合温度在50℃-70℃，混合均匀；在160℃-180℃用双螺杆挤出机熔融共混挤出，同时通过牵引装备进行4-12倍拉伸，然后将拉伸过的共混料条切粒，得共混颗粒；
（3）将步骤（2）得到的共混颗粒加入到由去离子水和丙三醇共同组成的共混溶剂中，其中共混颗粒10-20份，去离子水40-45份，丙三醇40-45份，去离子水与丙三醇的质量比为1：1；在80℃-95℃温度下搅拌2-4小时直到聚乙烯醇完全溶解形成均匀溶液，然后将溶液倒入模具中冷却得到高强度聚乙烯醇复合水凝胶。
本发明所使用聚乙烯醇选自PVA1799（聚合度1700，醇解度99%）及PVA1797（聚合度1700，醇解度97%）或是它们的混合物；所使用的PBS为市售注塑级颗粒。
本发明的有益效果在于：
一、本发明以首先以PBS和经过增塑的PVA为原料，通过双螺杆挤出、拉伸制备以PVA为基体，PBS为分散相的复合材料，在此过程中由于受到连续相施加的剪切、拉伸等作用，PBS在PVA基体中形成原位微纤；然后将PBS/PVA复合材料置于丙三醇-水二元混合溶剂加热溶解并制备PBS/PVA复合水凝胶，在此过程中PVA溶解于混合溶剂而PBS不溶解，这使分散相PBS的微纳米纤维结构得以保持而达到原位增强的目的。同时，PVA与PBS之间有氢键作用，增加了两者之间的相容性，可以使PBS微纤在聚乙烯醇基体中分散均匀，而且微纤直径可以达到纳米级别，有效的提高了聚乙烯醇的机械性能。
二、本发明是以聚乙烯醇和PBS为原料，聚乙烯醇和PBS都具有良好的生物相容性和生物降解性，而且在凝胶制备过程中无化学交联，制备的水凝胶可用于生物技术领域。
三、本发明以丙三醇-水二元混合溶剂替代传统水凝胶中的单一水溶剂，相对于传统的冷冻-解冻循环法，本发明只需通过自然冷却的方式即可制得高强度聚乙烯醇复合水凝胶，可以显著缩短制备时间，提高生产效率；同时，混合凝胶网络中的丙三醇与水之间强大的氢键作用使水分子牢固地锚定在聚合物网络中，使得该醇/水混合凝胶具有长期稳定性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，包括以下步骤：
将700克聚乙烯醇（PVA1799），300克丙三醇，投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；在180℃用双螺杆挤出机熔融共混并造粒，得到增塑聚乙烯醇颗粒。取900克增塑PVA与100克PBS投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；在180℃用双螺杆挤出机熔融共混挤出，同时通过牵引装备进行6倍拉伸，然后将拉伸过的共混料条切粒。取50克共混颗粒加入到由225克去离子水和225克丙三醇共同组成的共混溶剂中，在90℃温度下搅拌3小时直到聚乙烯醇完全溶解形成均匀溶液，然后将溶液倒入模具中冷却得到高强度聚乙烯醇复合水凝胶。此水凝胶的拉伸强度为3.1MPa，断裂伸长率为410%。
实施例2
本实施例的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，包括以下步骤：
将300克聚乙烯醇（PVA1797），将300克聚乙烯醇（PVA1799），400克丙三醇，投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；采用常规方法在165℃用双螺杆挤出机熔融共混并造粒，得到增塑聚乙烯醇颗粒。取850克增塑聚乙烯醇与150克PBS投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；在180℃用双螺杆挤出机熔融共混挤出，同时通过牵引装备进行8倍拉伸，然后将拉伸过的共混料条切粒。取60克共混颗粒加入到由140克去离子水和140克丙三醇共同组成的共混溶剂中，在95℃温度下搅拌3小时直到聚乙烯醇完全溶解形成均匀溶液，然后将溶液倒入模具中冷却得到高强度聚乙烯醇复合水凝胶。此水凝胶的拉伸强度为4.5MPa，断裂伸长率为320%。
实施例3
本实施例的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，包括以下步骤：
将600克聚乙烯醇（PVA1797），400克丙三醇，投入到高速混合机中，控制混合温度在50℃，混合均匀；采用常规方法在170℃用双螺杆挤出机熔融共混并造粒，得到增塑聚乙烯醇颗粒。取850克增塑PVA与150克PBS投入到高速混合机中，控制混合温度在50℃，混合均匀；在180℃用双螺杆挤出机熔融共混挤出，同时通过牵引装备进行10倍拉伸，然后将拉伸过的共混料条切粒。取50克共混颗粒加入到由100克离子水和100克丙三醇共同组成的共混溶剂中，在95℃温度下搅拌2小时直到聚乙烯醇完全溶解形成均匀溶液，然后将溶液倒入模具中冷却得到高强度聚乙烯醇复合水凝胶。此水凝胶的拉伸强度为4.2MPa，断裂伸长率为480%。
实施例4
本实施例的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，包括以下步骤：
将500克聚乙烯醇（PVA1799），500克丙三醇，投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；采用常规方法在160℃用双螺杆挤出机熔融共混并造粒，得到增塑聚乙烯醇颗粒。取950克增塑聚乙烯醇与50克聚丁二酸丁二醇酯投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；在170℃用双螺杆挤出机熔融共混挤出，同时通过牵引装备进行4倍拉伸，然后将拉伸过的共混料条切粒。取50克共混颗粒加入到由100克离子水和100克丙三醇共同组成的共混溶剂中，在80℃温度下搅拌4小时直到聚乙烯醇完全溶解形成均匀溶液，然后将溶液倒入模具中冷却得到高强度聚乙烯醇复合水凝胶。此水凝胶的拉伸强度为2.7MPa，断裂伸长率为620%。
实施例5
本实施例的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，包括以下步骤：
将650克聚乙烯醇（PVA1797），350克丙三醇，投入到高速混合机中，控制混合温度在60℃，混合均匀；采用常规方法在170℃用双螺杆挤出机熔融共混并造粒，得到增塑聚乙烯醇颗粒。取800克增塑聚乙烯醇与200克聚丁二酸丁二醇酯投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；在190℃用双螺杆挤出机熔融共混挤出，同时通过牵引装备进行12倍拉伸，然后将拉伸过的共混料条切粒。取50克共混颗粒加入到由100克去离子水和100克丙三醇共同组成的共混溶剂中，在95℃温度下搅拌2小时直到聚乙烯醇完全溶解形成均匀溶液，然后将溶液倒入模具中冷却得到高强度聚乙烯醇复合水凝胶。此水凝胶的拉伸强度为5.6MPa，断裂伸长率为290%。
实施例6
本实施例的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，包括以下步骤：
将550克聚乙烯醇（PVA1799），450克丙三醇，投入到高速混合机中，控制混合温度在60℃，混合均匀；采用常规方法在150℃用双螺杆挤出机熔融共混并造粒，得到增塑聚乙烯醇颗粒。取875克增塑聚乙烯醇与125克聚丁二酸丁二醇酯投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；在180℃用双螺杆挤出机熔融共混挤出，同时通过牵引装备进行7倍拉伸，然后将拉伸过的共混料条切粒。取60克共混颗粒加入到由170克去离子水和170克丙三醇共同组成的共混溶剂中，在90℃温度下搅拌3小时直到聚乙烯醇完全溶解形成均匀溶液，然后将溶液倒入模具中冷却得到高强度聚乙烯醇复合水凝胶。此水凝胶的拉伸强度为2.5MPa，断裂伸长率为520%。
实施例7
本实施例的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，包括以下步骤：
将650克聚乙烯醇（PVA1797），350克丙三醇，投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；采用常规方法在175℃用双螺杆挤出机熔融共混并造粒，得到增塑聚乙烯醇颗粒。取925克增塑聚乙烯醇与75克聚丁二酸丁二醇酯投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；在190℃用双螺杆挤出机熔融共混挤出，同时通过牵引装备进行9倍拉伸，然后将拉伸过的共混料条切粒。取60克共混颗粒加入到由120克去离子水和120克丙三醇共同组成的共混溶剂中，在95℃温度下搅拌2小时直到聚乙烯醇完全溶解形成均匀溶液，然后将溶液倒入模具中冷却得到高强度聚乙烯醇复合水凝胶。此水凝胶的拉伸强度为4.6MPa，断裂伸长率为360%。
实施例8
本实施例的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，包括以下步骤：
将400克聚乙烯醇（PVA1797），将200克聚乙烯醇（PVA1799），400克丙三醇，投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；采用常规方法在164℃用双螺杆挤出机熔融共混并造粒，得到增塑聚乙烯醇颗粒。取870克增塑聚乙烯醇与130克PBS投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；在185℃用双螺杆挤出机熔融共混挤出，同时通过牵引装备进行10倍拉伸，然后将拉伸过的共混料条切粒。取60克共混颗粒加入到由140去克离子水和140克丙三醇共同组成的共混溶剂中，在95℃温度下搅拌3小时直到聚乙烯醇完全溶解形成均匀溶液，然后将溶液倒入模具中冷却得到高强度聚乙烯醇复合水凝胶。此水凝胶的拉伸强度为5.4MPa，断裂伸长率为330%。
实施例9
本实施例的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，包括以下步骤：
将680克聚乙烯醇（PVA1799），320克丙三醇，投入到高速混合机中，控制混合温度在55℃，混合均匀；在170℃用双螺杆挤出机熔融共混并造粒，得到增塑聚乙烯醇颗粒。取840克增塑PVA与160克PBS投入到高速混合机中，控制混合温度在70℃，混合均匀；在184℃用双螺杆挤出机熔融共混挤出，同时通过牵引装备进行7倍拉伸，然后将拉伸过的共混料条切粒。取50克共混颗粒加入到由225去克离子水和225克丙三醇共同组成的共混溶剂中，在90℃温度下搅拌3小时直到聚乙烯醇完全溶解形成均匀溶液，然后将溶液倒入模具中冷却得到高强度聚乙烯醇复合水凝胶。此水凝胶的拉伸强度为3.6MPa，断裂伸长率为360%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将聚乙烯醇和丙三醇投入混合机中，控制混合温度为50℃-70℃，混合均匀，加入双螺杆挤出机内在150℃-180℃条件下熔融共混造粒，得到增塑聚乙烯醇颗粒；
（2）将增塑聚乙烯醇颗粒与PBS投入到混合机中，于50℃-70℃，混合均匀，加入到双螺杆挤出机中，于160℃-180℃条件下熔融共混挤出，经牵引装置拉伸4-12倍，然后将拉伸过的共混挤出料切粒，得到PBS微纳米纤维/聚乙烯醇复合粒料；
（3）将PBS微纳米纤维/聚乙烯醇复合粒料加入到共混溶剂中，于80℃-95℃条件下搅拌2-4小时，至聚乙烯醇完全溶解形成均匀溶液后倒入模具中室温冷却，得到高强度聚乙烯醇复合水凝胶。
2.如权利要求1所述的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，其特征在于：所述步骤（1）中聚乙烯醇和丙三醇的质量比为（5-7）：（3-5），聚乙烯醇为PVA1799、PVA1797或二者的混合物。
3.如权利要求1所述的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，其特征在于：所述步骤（2）中增塑聚乙烯醇颗粒与PBS的质量比为（16-19）：（1-4），PBS为市售注塑级颗粒。
4.如权利要求1所述的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，其特征在于：所述步骤（3）中共混溶剂由去离子水和丙三醇组成，其中去离子水和丙三醇的质量比为1:1。
5.如权利要求1所述的利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法，其特征在于：所述步骤（3）中PBS微纳米纤维/聚乙烯醇复合粒料与共混溶剂的质量比为（1-2）：（8-9）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810595017.4A CN108727752B (zh) | 2018-06-11 | 2018-06-11 | 一种利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810595017.4A CN108727752B (zh) | 2018-06-11 | 2018-06-11 | 一种利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108727752A true CN108727752A (zh) | 2018-11-02 |
| CN108727752B CN108727752B (zh) | 2021-02-05 |
Family
ID=63932779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810595017.4A Active CN108727752B (zh) | 2018-06-11 | 2018-06-11 | 一种利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108727752B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109897315A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-06-18 | 中原工学院 | 一种马来酸酐聚丙烯微纳米纤维/聚乙烯醇发泡材料的制备方法 |
| CN109912911A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-06-21 | 中原工学院 | 一种聚合物微纳米纤维增强聚乙烯醇发泡材料的制备方法 |
| CN109912834A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-06-21 | 中原工学院 | 一种聚合物微纳米纤维增强聚乙烯醇多孔水凝胶的制备方法 |
| CN110283810A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-09-27 | 中原工学院 | 酶/钙盐/氧化石墨烯功能型纳米复合材料及其制备方法 |
| CN113332934A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-09-03 | 宁波大学 | 一种手性氨基酸功能化PbS纳米水凝胶的制备方法 |
| CN116239799A (zh) * | 2023-03-15 | 2023-06-09 | 昆明理工大学 | 一种双网络增韧水凝胶及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105176019A (zh) * | 2015-10-19 | 2015-12-23 | 福建师范大学 | 一种用于3d打印的pbs/pbc材料及其制备方法 |
| CN106009559A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-12 | 贵州大学 | 一种高强度高韧性的聚乳酸原位纳纤复合材料的制备方法 |
| CN106832423A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-06-13 | 东华大学 | 一种高强度纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶及其制备和应用 |
| CN107650360A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-02 | 华南理工大学 | 一种可降解聚甲基乙撑碳酸酯基微层共挤复合材料及其制备方法 |
-
2018
- 2018-06-11 CN CN201810595017.4A patent/CN108727752B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105176019A (zh) * | 2015-10-19 | 2015-12-23 | 福建师范大学 | 一种用于3d打印的pbs/pbc材料及其制备方法 |
| CN106009559A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-12 | 贵州大学 | 一种高强度高韧性的聚乳酸原位纳纤复合材料的制备方法 |
| CN106832423A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-06-13 | 东华大学 | 一种高强度纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶及其制备和应用 |
| CN107650360A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-02 | 华南理工大学 | 一种可降解聚甲基乙撑碳酸酯基微层共挤复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 董珈豪等: "原位成纤技术研究进展", 《现代化工》 * |
| 黄英: "三螺杆直接挤出原位成纤机理及微纤复合体系结构与性能的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109897315A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-06-18 | 中原工学院 | 一种马来酸酐聚丙烯微纳米纤维/聚乙烯醇发泡材料的制备方法 |
| CN109912911A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-06-21 | 中原工学院 | 一种聚合物微纳米纤维增强聚乙烯醇发泡材料的制备方法 |
| CN109912834A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-06-21 | 中原工学院 | 一种聚合物微纳米纤维增强聚乙烯醇多孔水凝胶的制备方法 |
| CN110283810A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-09-27 | 中原工学院 | 酶/钙盐/氧化石墨烯功能型纳米复合材料及其制备方法 |
| CN113332934A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-09-03 | 宁波大学 | 一种手性氨基酸功能化PbS纳米水凝胶的制备方法 |
| CN113332934B (zh) * | 2021-04-15 | 2022-05-24 | 宁波大学 | 一种手性氨基酸功能化PbS纳米水凝胶的制备方法 |
| CN116239799A (zh) * | 2023-03-15 | 2023-06-09 | 昆明理工大学 | 一种双网络增韧水凝胶及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108727752B (zh) | 2021-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108727752A (zh) | 一种利用原位成纤制备高强度聚乙烯醇复合水凝胶的方法 | |
| CN108794769B (zh) | 一种聚乳酸微纳米纤维/聚乙烯醇复合水凝胶的制备方法 | |
| CN106009056A (zh) | 一种聚合物纳米纤维基气凝胶材料及其制备方法 | |
| CN109111581B (zh) | 一种高强度导电聚乙烯醇复合水凝胶的制备方法 | |
| CN108727753A (zh) | 一种热塑性聚氨酯纳米纤维/聚乙烯醇复合水凝胶的制备方法 | |
| CN101974136B (zh) | 一种采用熔融接枝共混法制备高韧性可降解材料的方法 | |
| CN110079891A (zh) | 一种可生物降解的pva熔融纺丝树脂及其应用 | |
| CN108976678B (zh) | Pbat微纳米纤维增强羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶的制备方法 | |
| CN104877352A (zh) | 一种含增容剂的蚕丝蛋白/聚乳酸共混物材料及其制备方法 | |
| CN108822310B (zh) | Pbs微纳米纤维/羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶的制备方法 | |
| CN101736437A (zh) | 一种具有电场响应性能的高分子凝胶纤维材料的制备方法及其产品 | |
| CN104530670A (zh) | 一种蚕丝蛋白/聚乳酸共混物材料及其熔融共混制备方法 | |
| CN111040138A (zh) | 一种基于挤出技术的聚己内酯支架材料的制备方法 | |
| CN109021257B (zh) | 一种pbat微纳米纤维/聚乙烯醇原位复合水凝胶的制备方法 | |
| CN101225222B (zh) | 一种聚乳酸及其衍生物复合材料与制备方法 | |
| CN108822457B (zh) | 一种羧基化多壁碳纳米管/pbs微纳米纤维/聚乙烯醇复合导电水凝胶的制备方法 | |
| CN101519525A (zh) | 一种聚乳酸/淀粉增容共混材料及制造方法 | |
| CN106751568B (zh) | 一种抗菌pbat/pla复合膜及其制备方法 | |
| CN111704790A (zh) | 一种3d打印用聚乳酸基复合线材的制备方法 | |
| CN107245232A (zh) | 一种基于细菌纤维素改性的phbv复合材料 | |
| CN108976679B (zh) | 一种聚羟基脂肪酸酯微纳米纤维/聚乙烯醇复合水凝胶的制备方法 | |
| CN109912834A (zh) | 一种聚合物微纳米纤维增强聚乙烯醇多孔水凝胶的制备方法 | |
| CN107266635B (zh) | 一种纳米纤维素复合温敏型水凝胶及其制备方法 | |
| CN108794770B (zh) | 一种银纳米线/pbat纳米纤维/聚乙烯醇复合导电水凝胶的制备方法 | |
| CN105153545B (zh) | 一种聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/细菌纤维素复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 451191 No. 1 Huaihe Road, Shuang Hu Economic and Technological Development Zone, Xinzheng, Zhengzhou, Henan Applicant after: Zhongyuan University of Technology Address before: 451191 No. 1 Huaihe Road, Shuanghu Town Economic and Technological Development Zone, Zhengzhou City, Henan Province Applicant before: Zhongyuan University of Technology |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240103 Address after: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province Patentee after: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd. Address before: 451191 No. 1 Huaihe Road, Shuang Hu Economic and Technological Development Zone, Xinzheng, Zhengzhou, Henan Patentee before: ZHONGYUAN University OF TECHNOLOGY |
|
| TR01 | Transfer of patent right |