一种氟化物改性聚乙烯醇薄膜制造技术

本发明专利技术公开了一种氟化物改性聚乙烯醇薄膜，该薄膜包含聚乙烯醇的薄膜基材和包含氟化物的表面处理层，通过向包含聚乙烯醇的薄膜基材的其中一个表面喷涂包含氟化物的表面处理组合物获得的，包含氟化物的表面处理组合物包括含有全氟聚醚基团的反应性化合物、含有全氟烷基基团的反应性化合物中的一种或两种。本发明专利技术的氟化物改性聚乙烯醇薄膜，未改性面保持了聚乙烯醇本体的性质，改性面防水性能优良，不易被水沾湿；水汽环境中仍能较好的保持薄膜的力学性能和阻隔性。

Fluoride modified polyvinyl alcohol film

The invention discloses a modified polyvinyl fluoride film, the film contains polyvinyl alcohol film substrate and contains fluoride surface treatment layer, through to the film substrate comprising polyvinyl alcohol one surface coating containing fluoride surface treatment composition, comprising a reactive compound surface treatment composition including fluoride reactive compounds, containing perfluoropolyether group containing perfluoroalkyl groups in one or two. The invention of the modified polyvinyl fluoride film, the unmodified surface keeps the properties of PVA modified surface body, excellent waterproof performance, not easy to be wet with water; water vapor environment can still maintain good mechanical properties and barrier films.

【技术实现步骤摘要】
一种氟化物改性聚乙烯醇薄膜
本专利技术涉及一种氟化物改性聚乙烯醇薄膜，属于可生物降解包装材料疏水改性

技术介绍
聚乙烯醇(poly-(vinylalcohol)，PVA)是一种可生物降解、水溶性的合成高分子聚合物。因其具有生物降解性、水溶性、优异的成膜性、黏结性，同时气体阻隔性能优良，特别是对氧气的阻隔性异常优异，已被广泛应用于食品、医药、农药及工业包装材料领域；同时已被美国农业部批准用于肉、家禽类产品的包装。PVA有严格的线型结构，其化学性质稳定，分子之间的氢键使其具有足够的热稳定性，分子链上的羟基使其具有高度的亲水性。但是，在环境湿度较大的情况下，PVA薄膜中的羟基极易与水分子形成氢键，从而导致PVA聚集态结构发生变化，使其阻隔性急剧下降，因此改善PVA薄膜的亲水性也成为了人们的研究热点。目前，对PVA薄膜的亲水改性主要有化学交联和复合改性两大类。尽管上述方法能很好地提高PVA薄膜的耐水性和力学性能，但也存在一些问题有待进一步认识和深入探究。比如化学交联改性的交联温度、交联时间和交联剂种类等诸多因素决定着交联膜的性能，因此需要对这些因素进行精确的控制，才能得到性能优良的PVA膜；而复合改性中涉及的制备工艺复杂，成本较高。专利CN102807682A公开了一种单面疏水改性聚乙烯醇薄膜的制备方法：首先制备聚乙烯醇薄膜，然后在薄膜的改性面喷涂硅烷偶联剂，风干后再喷涂异氰酸酯，风干后再喷涂脂肪醇，自然风干即得到单面疏水改性聚乙烯醇薄膜。获得的薄膜疏水面接触角可达130°左右，薄膜的拉伸强度较高，断裂伸长率高。然而，由于疏水面仍存在一定的沾湿性，在水汽环境中难以防止水汽的渗入，进而使薄膜的拉伸强度下降，同时也会使阻隔性下降。因此，有必要提供一种氟化物改性聚乙烯醇薄膜解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，提供一种氟化物改性聚乙烯醇薄膜，该薄膜淋水性能优良，在水汽环境中能较好的保持薄膜的力学性能和阻隔性。为了实现本专利技术的目的，采用如下技术方案：一种氟化物改性聚乙烯醇薄膜，包含聚乙烯醇(PVA)的薄膜基材和包含氟化物的表面处理层。包含氟化物的表面处理层防止了水分向薄膜渗透，避免了薄膜因水分渗入后形成氢键导致PVA聚集态结构的变化，有效保持了薄膜对氧的阻隔性及薄膜的拉伸强度。所述的包含氟化物的表面处理层是通过向包含聚乙烯醇的薄膜基材的其中一个表面喷涂包含氟化物的表面处理组合物获得的。所述的全氟聚醚基团的反应性化合物和含有全氟烷基基团的反应性化合物通常含有可水解交联的硅氧烷基团，能与聚乙烯醇薄膜中的羟基反应，形成化学键合。含有全氟聚醚基团的反应性化合物和含有全氟烷基基团的反应性化合物相互配合赋予了改性薄膜更好的性能。所述的包含氟化物的表面处理组合物包括含有全氟聚醚基团的化合物、含有全氟烷基基团的化合物中的至少一种。所述的包含氟化物的表面处理组合物包括至少10wt％(质量百分数)含有全氟聚醚基团的反应性化合物和至少10wt％含有全氟烷基基团的反应性化合物。所述的含有全氟聚醚基团的反应性化合物可以用式(1)表示：PFPE-A-Si-(OR1)3式(1)其中，PFPE为一价全氟聚醚基团，A为二价有机基团，R1为C1～4的烷基。全氟聚醚基团如：F(CF(CF3)CF2O)aCF(CF3)-、F(CF(CF3)CF2O)aCF2CF2-、CF3O(CF2CF2O)aCF2-、CF3O(CF2O)b(CF2CF2O)aCF2-等，其中a、b为1至100的整数。二价有机基团如：-CONH(CH2)k-、-CH2O(CH2)k-、-CH2OCONH(CH2)k-、-CONHCH2CH2OCONH(CH2)k-、-CH2OCOCH2CH2N(CH3)(CH2)k-、-CH2OCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2-等，其中k为2～10的整数。烷基基团如：CH3、CH2CH3、CH(CH3)2、C(CH3)3等。式(1)所示的含有全氟聚醚基团的化合物可列举如下：PFPE-CONHCH2CH2CH2-Si(OCH3)3、PFPE-CH2OCH2CH2CH2-Si(OCH3)3、PFPE-CH2OCH2CH2CH2-Si(OC2H5)3、PFPE-CH2OCH2CH2CH2Si(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2-Si(OCH3)3、PFPE-CH2OCONHCH2CH2CH2-Si(OCH3)3、PFPE-CONHCH2CH2OCONHCH2CH2CH2-Si(OCH3)3、PFPE-CH2OCOCH2CH2N(CH3)CH2CH2CH2-Si(OCH3)3。所述的含有全氟烷基基团的反应性化合物可以用式(2)表示：Rf-B-Si-(OR2)3式(2)其中，Rf为一价全氟烷基基团，B为二价有机基团，R2为C1～4的烷基。全氟烷基基团如：CF3(CF2)c、(CF3)2CF(CF2)c、CF3等，其中c为0～20的整数。二价有机基团如：-CH2CH2-、-CH2OCH2CH2CH2-、-CH2CH2OCH2CH2CH2-、-CH2CH2OCONHCH2CH2CH2-等。烷基基团如：CH3、CH2CH3、CH(CH3)2、C(CH3)3等。式(2)所示的含有全氟烷基基团的化合物可列举如下：CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH3)3、CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH3)3、CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH2CH3)3、CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH2CH3)3、(CF3)2CF(CF2)3CH2CH2Si(OCH3)3、CF3CH2CH2Si(OCH3)3、CF3CF2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3、CF3(CF2)3CH2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3、CF3(CF2)3CH2CH2OCONHCH2CH2CH2Si(OCH3)3。所述的含有全氟烷基基团的反应性化合物可以用式(3)表示：M(CH2CR1(-D-Rf))m(CH2CR2(-E-Si(OR3)3))n(CH2CR3(-I))pN式(3)其中，M、N为一价有机基团，R1、R2和R3为H或CH3，R3为C1～4的烷基，Rf为全氟烷基基团，D为二价有机基团，E为二价有机基团或共价基团，I为一价有机基团，m、n为正整数，p为0或正整数。式(3)表示的含有全氟烷基基团的化合物通常由具有不饱和双键的含由全氟烷基单体与具有不饱和双键的硅氧烷单体经自由基共聚得到，也可以加入第三单体组分。具有不饱和双键的含由全氟烷基单体如CH2＝C(R)COOCH2CH2(CF2)dCF3、CH2＝C(R)COOCH2CH2N(R’)SO2(CF2)dCF3等，其中R和R’为H或C1～4的烷基，d为0～20的整数，具体可列举如下：CH2＝C(CH3)COOCH2CH2N(CH3)SO2C4F9、CH2＝C(CH3)COOCH2CH2N(CH3)SO2C6F13、CH2＝C(CH3)COOCH2CH2C6F13、CH2＝CHCOOCH2CH2C4F9、CH2＝CHCOOCH2CH2C8F17。具有不饱和双键的硅氧烷单体如CH2＝CHSi(OR3)3、CH2＝CHCH2Si(O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氟化物改性聚乙烯醇薄膜，其特征在于，该薄膜包括：含聚乙烯醇的薄膜基材和含氟化物的表面处理层，所述含氟化物的表面处理层包括含全氟聚醚基团的反应性化合物和/或含全氟烷基基团的反应性化合物，含全氟聚醚基团的反应性化合物用式(1)表示：PFPE‑A‑Si‑(OR

【技术特征摘要】
1.一种氟化物改性聚乙烯醇薄膜，其特征在于，该薄膜包括：含聚乙烯醇的薄膜基材和含氟化物的表面处理层，所述含氟化物的表面处理层包括含全氟聚醚基团的反应性化合物和/或含全氟烷基基团的反应性化合物，含全氟聚醚基团的反应性化合物用式(1)表示：PFPE-A-Si-(OR1)3式(1)其中，PFPE为一价全氟聚醚基团，A为二价有机基团，R1为C1～4的烷基。2.根据权利要求1所述的氟化物改性聚乙烯醇薄膜，其特征在于，所述的含全氟烷基基团的反应性化合物用式(2)表示：Rf-B-Si-(OR2)3式(2)其中，Rf为一价全氟烷基基团，B为二价有机基团，R2为C1～4的烷基。3.根据权利要求1所述的氟化物改性聚乙烯醇薄膜，其特征在于，所述的含全氟烷基基团的反应性化合物用式(3)表示：M(CH2CR1(-D-Rf))m(CH2CR2(-E-Si(OR3)3))n(CH2CR3(-I...

【专利技术属性】
技术研发人员：向德轩，刘婷，王梅梅，胡扬剑，张再兴，汤艳，
申请(专利权)人：怀化学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43