[发明专利]一种制备聚乙烯醇母料的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种制备颗粒状聚乙烯醇母料的方法。

背景技术

聚乙烯醇（PVA）是一种性能优异、用途广泛的水溶性可降解高分子材料，由于具有良好的水溶性、成膜性、粘结性、乳化性和阻隔性能，广泛用于薄膜、纤维、粘结剂、造纸助剂等领域。但PVA的熔融温度与分解温度过于接近，难以进行热塑加工。PVA的常规加工方法为溶液湿法成型，如湿法纺丝、溶液流延成膜等，需要经历树脂的溶解和干燥过程，存在工艺复杂、成本高、产率低、废水排放量大等缺点。受溶液加工成型方法的局限，PVA通常也只能用于制备薄膜、纤维等低维制品或用作助、辅材料。我国虽然是PVA制品的生产和消费大国，但生产工艺仍以传统的溶液加工成型为主，不利于产业发展。因此，实现PVA的热塑加工具有重要意义。

PVA热塑加工的关键难点在于其熔融温度与分解温度过于接近，这是由于PVA分子结构含有大量羟基，形成较强的氢键。因此，为了实现PVA的热塑加工，目前已公知的方法是添加水、醇类、己内酰胺等物质，通过增塑作用降低PVA的熔点。如文献[高分子科学与工程，2001，17：111]采用水、丙三醇、乙二醇、己内酰胺等作为复配型增塑剂，改善了PVA的热塑加工性能；公开号为CN1711307A的中国发明专利提出以水为主增塑剂、一种或多种多元醇为附加增塑剂的技术方案，实现PVA薄膜的热塑加工。然而，正如上述文献所报道的，由于PVA热塑加工的温度超过100℃，所加入的水在加工过程中沸腾而产生气泡，影响PVA制品的品质。同时，所加入的醇类物质饱和蒸汽压低，与PVA的相容性也欠佳，因此在PVA制品的使用过程中不同程度地存在析出现象。可见，上述公知方法虽然能够实现PVA的热塑加工，但也带来制品品质和长期使用问题。因此，亟待开发新的制备PVA母料的方法，以满足热塑加工的要求，并保证制品良好的品质。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术现状，提供一种制备颗粒状聚乙烯醇母料的方法。

本发明方法包括以下步骤：

步骤(1).将聚乙烯醇粉末与含有离子液体的改性助剂按70/30～90/10的重量比例进行物理混合，得到混合料；

步骤(2).将混合料注入带有加热装置的挤出设备中，然后在160～180℃温度下熔融挤出；

步骤(3).将挤出熔体在空气中冷却、切粒，制备得到可用于热塑加工的颗粒状聚乙烯醇母料。

步骤(1)中所述的聚乙烯醇粉末的数均颗粒直径为0.01～0.1mm，平均聚合度为1000～1700，醇解度为88﹪～99.8﹪（mol/mol）；

步骤(1)中所述的含有离子液体的改性助剂为离子液体或离子液体与三乙二醇的二元混合物，其中离子液体的化学结构式为：

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式中：Me为甲基CH₃-，Et为乙基CH₃-CH₂-，n-Pr为正丙基CH₃-CH₂-CH₂-，n-Bu为正丁基CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-。

所述的含有离子液体的改性助剂中离子液体的重量百分含量为50～100﹪。

本发明方法通过大量实验，优选出一类含有羟基的极性离子液体，将其与分子结构参数适当的聚乙烯醇粉末均匀混合，在适当的加工温度范围内该离子液体的羟基与聚乙烯醇的羟基发生有效相互作用，显著削弱聚乙烯醇原有的氢键，从而制备得到热塑加工性能良好的颗粒状聚乙烯醇母料。此外，本方法还在混合料中加入富含羟基、高沸点的三乙二醇，与上述离子液体一起产生意想不到的协同促进作用，提高了颗粒状聚乙烯醇母料的热塑加工性和外观等品质。本方法未使用常规技术中采用的水等低沸点增塑剂，因而在实现聚乙烯醇母料热塑加工的同时有效避免了气泡等缺陷的产生；同时本方法采用的含有离子液体的改性助剂与聚乙烯醇相容性较好，解决了水、丙三醇等常规增塑剂在聚乙烯醇中的析出问题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案及效果作进一步的描述。

实施例1.