[发明专利]一种枝接聚乙烯醇改性材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种枝接聚乙烯醇改性材料及制备方法，枝接聚乙烯醇改性材料由如下重量份数的原料制成：聚乙烯醇100份；均相溶剂20‑40份；单体12‑25份；催化剂PMLCl 0.1‑1份；酰氯2‑10份；蒸馏水40份；无水乙醇10份，制备方法是先将聚乙烯醇在一定温度下溶解于均相溶剂中，加入接枝单体，在温度和催化剂的作用下利用单体上的羰基与聚乙烯醇进行反应，将单体引入聚乙烯醇的主链上，再进行聚合延长接枝物的链段，之后加入封端剂，聚乙烯醇未反应的羟基封端得到聚乙烯醇改性树脂，能有效的减低聚乙烯醇的熔融温度和提高其热分解温度，同时保留生物可降解性，热塑可加工窗口拓宽至60‑100℃；在湿润的土壤中可在三周到五周内得到有效降解，制备方法操作方便，工艺流程简单，可批量生产。

技术领域

本申请涉及聚乙烯醇改性领域，具体的说是一种改善可热塑加工的聚乙烯醇改性方法。

背景技术

聚乙烯醇（PVA）是一种水溶性的高分子，它是一种以醋酸乙烯为原料，经聚合醇解后的水溶性高分子。具有良好的水溶性、成膜性、抗静电性、耐溶剂性和可生物降解性的环境友好材料。它是一种优良的聚合物，在涂料，气体阻隔膜，分散剂，粘合剂，造纸助剂等领域有着广阔的应用前景。目前国内主要采用乙烯法和乙炔法等工艺生产聚乙烯醇。至2019年，我国的聚乙烯醇年生产量达到137.1万t/a，其中约70.0%由电石乙炔法生产。2018年，我国聚乙烯醇的表观消费量为63.9万吨。

PVA由于其分子链上存在许多侧位的羟基，因此在分子链间存在许多氢键，从而使PVA的熔点值接近于分解温度，并易在160℃进行脱水醚化，230℃时出现热分解，从而给PVA的热加工带来了难度。为了扩大PVA的熔融加工窗口，多数方法是通过在PVA中添加增塑剂改性削弱其分子间力，使得聚乙烯醇的熔融温度降低，扩大热塑加工窗口。但增塑剂的加入不仅会影响PVA本身的性能还会带来污染，显然不是解决聚乙烯醇热塑加工性能的最优解。随着我国的聚乙烯醇产能不断扩大，对聚乙烯醇的热塑加工性能进行改良，提高PVA熔融加工效率，对扩展其应用范围及市场十分重要。

目前，人们对PVA的改性如王茹、杨芳、邹石龙等采用增塑剂的方法在分子水平上控制PVA的聚集态结构，限制其结晶，降低其熔点，增加其热稳定性，改善PVA体系的流变性能，得到可吹塑成膜的加工材料。共混采用淀粉做第二组分，许立帆用淀粉、增塑剂对PVA改性制备了聚乙烯醇／淀粉薄膜。于九皋、周向阳等研究了淀粉／PVA材料的最优配方及性能，使用混合增塑剂有效提高淀粉／PVA材料的耐水性能，力学性能，拉伸强度20MPa。袁海宽等以聚丙烯腈中空纤维超滤膜作为基体，PVA、全氟磺酸作为共混物质，酒石酸作为交联剂，制备了PVA/PAN、PVA-PFSA/PAN复合膜料，复合膜的渗透通量显著提高。

在当前的PVA改性研究中，人们主要关注点在PVA的氢键作用与结晶性对亲水性及加工性的影响方面。对改性聚乙烯醇力学性能、热学性能及生物降解性相对较少，为了解决聚乙烯醇热塑性加工窗口窄的问题，通过化学改性，拓宽聚乙烯醇热塑加工窗口，降低聚乙烯醇的熔融温度，提高聚乙烯醇的热分解温度，提高聚乙烯醇的耐热性能，通过设计、制备新型催化剂降低反应空间效应，减少接枝反应的无序性、提高可控性，同时催化聚合反应，控制接枝聚合链段数量与长度，提高耐水性，同时保持生物降解性能，因此提供一种枝接聚乙烯醇改性材料是有迫切的需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供熔融温度低，热分解温度高，同时保留生物可降解性的枝接聚乙烯醇改性材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种枝接聚乙烯醇改性材料，由如下重量份数的原料制成：聚乙烯醇（CAS：9002-89-5）100份；均相溶剂20-40份；单体12-25份；催化剂PMLCl 0.1-1份；酰氯2-10份；蒸馏水40份；无水乙醇10份；

所述催化剂PMLCl的制备方法如下：