一种耐水性PVA生物降解膜的制备方法技术

发明专利技术公开了一种耐水性PVA生物降解膜的制备方法，步骤包括，a、以包含小分子醇、PVA、水、交联剂的原料制备PVA水溶液；b、使用螺杆挤出机挤出PVA片材。

【技术实现步骤摘要】
一种耐水性PVA生物降解膜的制备方法
本专利技术属于农用膜
，更具体地，本专利技术涉及一种耐水性PVA生物降解膜的制备方法。
技术介绍
可生物降解塑料是当今的塑料领域的研究热点。随着国家“限塑令”的出台，可生物降解塑料的应用前景更加广阔。聚乙烯醇(PVA)是一种可完全生物降解的高分子聚合物，其分子结构中含有羟基，使其具有高度的结晶性和高阻隔性。PVA还具有良好的成膜性、粘结力、乳化性和耐油性，由它制备的薄膜具有优异的抗氧性、阻油性、耐磨性、抗撕裂性、透明性、抗静电性、印刷性、耐化学腐蚀性等，并在一定条件下具有水溶性和可生物降解性，在塑料领域里占有重要的地位。PVA塑料薄膜的良好可生物降解性，使其可以替代难以降解的聚氯乙烯、聚苯乙烯等塑料，成为塑料薄膜领域的新宠。正是由于聚乙烯醇(PVA)材料具有可降解的特点，所以国内外对于使用聚乙烯醇制备可降解型生物可降解材料做了较多研究，体现了绿色环保，降低“白色污染”带来的危害，实现可持续发展的特色。但是聚乙烯醇含有大量的羟基基团，而羟基基团会与水分子相结合，所以限制了聚乙烯醇材料在多领域方面的应用发展。目前，关于制备PVA薄膜的现有技术制备方法，主要有溶液流延法(湿法)和挤出吹塑法(干法)。溶液流延法工艺相对简单，但是产品质量不易控制，效率低，能耗高，设备投资较大。挤出吹塑法工艺过程复杂，技术难度较大，能耗高。目前关于PVA薄膜的制备工艺较为复杂，并且加工成本比较高，并且PVA薄膜由于有大量的羟基存在，易于与水结合使得薄膜耐水性不好，使得PVA薄膜实际的工业化生产发展受到限制。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术主要是提供一种耐水性PVA生物降解膜的制备方法，包括如下步骤：a、以包含小分子醇、PVA、水、交联剂的原料制备PVA水溶液；b、使用螺杆挤出机挤出PVA片材。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的PVA的聚合度为300～5000，醇解度≥98％。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的步骤a的制备温度为80℃～95℃。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的PVA水溶液中聚乙烯醇和水的重量比为4:1～1:5。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的交联剂与PVA的重量比为0.001～0.1。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的小分子醇选自C1～C5多元醇中的至少一种或多种。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的小分子醇选自乙二醇、丙三醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、季戊四醇中的至少一种或多种的组合。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的小分子醇为丙三醇和季戊四醇的混合物，其中丙三醇和季戊四醇的重量比为3:1～1:2。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的步骤a反应时间为30分钟～90分钟。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的步骤a是在高速搅拌机中进行。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的高速搅拌机的搅拌速率为500～800转/分钟。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的步骤b中螺杆挤出机挤出温度为150℃～200℃。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的步骤b中PVA片材厚度为50μm～800μm。有益效果：本专利技术提供了一种耐水性PVA生物降解膜的制备方法，通过先配置聚乙烯醇粉料、交联剂和小分子醇的水溶液，在高温条件下得到具有微PVA水溶液，这种微交联的结构使得螺杆挤出机在加工交联PVA过程中粘度适中，可以得到PVA的片材。聚乙烯醇的交联结构，使得聚乙烯醇的耐水性能有了很大的改善。制备过程中，加入小分子醇可以通过与聚乙烯醇分子形成氢键，破坏了聚乙烯醇分子间的相互作用，降低聚乙烯醇分子间的极性，可以降低微交联结构PVA粘度。本专利技术不仅可以提高水的耐水性，制膜效率高，成本低，可以连续化生产制膜，促进PVA生物降解膜的工业化生产发展，还可以提高膜的保湿效果，利于农作物的生长。此外，这种交联PVA生物降解膜可以在微生物的降解作用下，降低“白色污染”带来对土地和环境的危害。参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。附图说明图1为本专利技术提供的一种耐水性PVA生物降解膜的制备方法的流程图。具体实施方式为了下面的详细描述的目的，应当理解，本专利技术可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本专利技术所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。尽管阐述本专利技术的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。本专利技术提供了一种耐水性PVA生物降解膜的制备方法，步骤包括：a、以包含小分子醇、PVA、水、交联剂的原料制备PVA水溶液；b、使用螺杆挤出机挤出PVA片材。在一些优选的实施方式中，所述的一种耐水性PVA生物降解膜的制备方法，以重量份计，其步骤包括：S1：将80～100份的PVA粉料、5～30份的小分子醇、0.1～10份的交联剂和20～300份的水，加入到高速搅拌机中，在高速搅拌机中进行初步预混合，得到PVA水溶液，制备温度为80℃～95℃；S2：在PVA水溶液中，依次加入1～5份的润滑剂、0.1～10份的热稳定剂、0.1～5份的酸味脱除剂，在高速搅拌机中进行充分的共混均匀，得到混合料，并升高温度至150℃～200℃；S3：将上述的混合料，直接加入到双螺杆挤出机中，挤出形成PVA片材，挤出温度设置为170℃～220℃。S4：辊压、牵引成膜，冷却加湿，分割，收卷，成品，即得。PVA本申请中使用的术语“PVA”是聚乙烯醇的一种简称，是通过醋酸乙烯酯聚合制得的聚醋酸乙烯酯，然后再醇解或者水解得到，分子中带有羟基基团的一种聚合物。在一些实施方式中，在本专利技术中PVA的聚合度为300～5000，醇解度≥98％；优选的，PVA的聚合度为500～2400，醇解度≥98％；更优选的，PVA的聚合度为1700，醇解度为≥98％；所述的PVA可购买自KURARAY公司、重庆川维化工有限公司、皖维集团、可乐丽(上海)有限公司，也可购买于其他公司。在本申请中，使用的术语“聚合度”是指衡量聚合物分子大小的指标，以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含单个结构单元数目。由于高聚物大多是不同分子量的同系物的混合物，聚合度是指其平均聚合度。在本申请中，使用的术语“醇解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐水性PVA生物降解膜的制备方法，其特征在于，步骤至少包括，a、以包含小分子醇、PVA、水、交联剂的原料制备PVA水溶液；b、使用螺杆挤出机挤出PVA片材。

【技术特征摘要】
1.一种耐水性PVA生物降解膜的制备方法，其特征在于，步骤至少包括，a、以包含小分子醇、PVA、水、交联剂的原料制备PVA水溶液；b、使用螺杆挤出机挤出PVA片材。2.根据权利要求1所述的PVA生物降解膜的制备方法，其特征在于，所述的PVA的聚合度为300～2400，醇解度≥98％。3.根据权利要求1所述的PVA生物降解膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤a的制备温度是80℃～95℃。4.根据权利要求1所述的PVA生物降解膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤a中PVA和水的重量比为4:1～1:5。5.根据权利要求1所述的PVA生物降解膜的制备方法，其特征在于，所述的交联剂与PVA的重量比为0.001～0.1。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖熙，
申请(专利权)人：中山市新领航塑化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44