聚乙烯醇膜塑化改性研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:snoopy10222001
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聚乙烯醇(PVA)是一种可降解高分子化合物,价格低廉、性能优良,所以PVA是一种具有发展前景的生物降解材料,PVA的硏究与开发引起人们的很大兴趣。因为PVA的分解温度和熔点接近,并且纯PVA材料较脆,所以在PVA材料制备过程中需要添加增塑剂,降低PVA的熔点以利于加工,增加PVA材料的柔韧性。传统的增塑剂主要有三大类,一类是多元醇,例如甘油、乙二醇、低分子量的聚乙二醇;另一类是酰胺类,例如已内酰胺、尿素、甲酰胺;还有一类是无机盐MgCl2·6H2O、LiCl。但是,传统增塑剂制备的PVA膜各有其缺点,例如有的增塑剂有毒,有的增塑剂易结晶析出,有的膜材料性能不好,在包装行业应用中受到限制,改善PVA膜的性能成为当前研究的热点之一。增塑剂对PVA膜性能的影响非常重要。本文,合成了四种无毒羟烷基甲酰胺(HAF),分别为N,N-二羟乙基甲酰胺(BHF)、N-羟乙基甲酰胺(HF)、N-甲基-N-羟乙基甲酰胺(HMF)、N-(2-羟基丙基)甲酰胺(HPF)。分别以四种HAF为增塑剂,采用流延法制备PVA膜。用传统增塑剂甘油制备了PVA膜(GPF),作为对比。红外光谱(FTIR)表明HAF与PVA间可形成强烈氢键,两者间作用力强。X-射线衍射(XRD)表明HAF可破坏PVA膜的结晶。用示差扫描量热仪(DSC)测定PVA的熔点(Tm),HAF可有效降低PVA的熔点。PVA熔点Tm的降低与增塑剂的分子量有关,当增塑剂质量百分含量相同时,增塑剂的分子量越低,PVA的Tm降低越多。HF塑化PVA膜的熔点低于GPF。测定了PVA膜的水蒸气阻隔性能和力学性能。HAF塑化PVA膜的水蒸气阻隔性能优于GPF。结果表明,HAF是PVA有效的增塑剂。碳水化合物(CH)无毒,可食。分别以果糖、木糖、核糖、棉子糖等碳水化合物为增塑剂,采用流延法制备PVA膜。研究结果表明CH可破坏PVA分子内和分子间氢键,与PVA形成强烈氢键,降低PVA结晶度,降低PVA熔点,是PVA有效增塑剂。PVA膜的水蒸气透过率(WVP)与CH增塑剂的分子量有关,当增塑剂质量百分含量相同时,增塑剂的分子量越低,PVA膜的WVP越高。测定了CH塑化PVA膜的力学性能。将PVA粉碎过筛,得不同粒径的PVA。以HF或甘油为增塑剂,采用热压的方法制备了PVA膜,并表征。结果表明:热压时PVA塑化效果与PVA粒径大小有关,同等条件下,原料PVA粒径越小,PVA的结晶度越低,越有利于增塑剂渗入,PVA熔点降低越多,PVA越容易被塑化。
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