碱木质素/PVA隔光共混膜的制备制造技术

本发明专利技术公开了一种隔光共混膜的制备，包括以下步骤：将麦草碱木质素溶于氢氧化钠溶液中，过滤除去不溶物，经实验型喷雾干燥机干燥得到碱木质素；采用物理共混法制备碱木质素/PVA共混膜，将碱木质素、PVA以及蒸馏水混合，在恒温水浴中充分搅拌后，进行超声处理，再真空脱去气泡，得到成膜液；将所制备的成膜液在平整的铺膜板上流延成膜，并用刮板刮均，在室温下干燥得到共混膜。本发明专利技术工艺简单，成本低，且无其它介质和添加剂，所制备的共混膜具有较好的隔光性能同时可生物降解对环境无污染。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于薄膜
，特别涉及一种碱木质素/聚乙烯醇（PVA）隔光共混膜的制备技术。
技术介绍
为应对日益逼近的能源危机和资源约束，利用可再生资源，如木材或其他植物等，生产新型高分子材料，替代以石油资源为来源的传统高分子材料的技术应运而生，制备新型的可生物降解塑料，并实现了工业化生产。文献“张世明，罗春明等。抗紫外线聚酯薄膜的研究。绝缘材料，2010，43(5)：3-6”公开了一种抗紫外线薄膜的制备，在聚酯合成过程中添加无机纳米材料抗紫外剂，制备了抗紫外线聚酯，通过双向拉伸设备制备出抗紫外线聚酯薄膜文献“侯大寅，汤辉等。纳米AZO膜的制备及其光电性能。纺织学报，2009，,30（10）:75-79”公开了一种采用磁控溅射技术在丙纶非织造布上制备掺铝氧化锌(AZO)薄膜。但是采用掺杂无机粒子制备抗紫外线薄膜的局限性在于：在薄膜的制备过程中由于添加了金属氧化物而难以降解对环境造成污染,同时增加了成本。木质素为非定型结构，力学强度低，不能单独成膜，但来源广泛、价格低廉、可降解，对紫外线有很好的吸收作用。聚乙烯醇（PVA）是一种性能优良，用途广泛的水溶性聚合物，由它制备的薄膜具有优异的阻氧性、阻油性、耐磨性、抗撕裂性、耐化学腐蚀性和溶剂选择性等，在一定条件下还具有水溶性和可生物降解性，而PVA与木质素之间具有较好的相容性，通过共混可以获得结合两者优良性能的绿色环保的薄膜材料。
技术实现思路
为了克服制备薄膜材料在降解过程中很难分解而造成的环境污染等问题，本专利技术提供一种环境友好的碱木质素/PVA隔光共混膜的制备。本专利技术采用技术方案如下：本专利技术碱木质素/PVA隔光共混膜的制备方法的特点在于：首先以工业碱木质素为原料制备碱木质素，再将碱木质素、聚乙烯醇（PVA）和蒸馏水进行物理共混制备成膜液，成膜液经超声处理、真空脱泡、干燥后得到碱木质素/PVA隔光共混膜；所述工业碱木质素为麦草碱木质素；所述聚乙烯醇（PVA）为PVA2488，分子量118000～124000，醇解度86～89%，平均聚合度2400～2500。本专利技术碱木质素/PVA隔光共混膜的制备方法的特点在于按以下步骤操作：（1）碱木质素的制备：采用碱溶处理的方法制备碱木质素，将麦草碱木质素溶于0.1mol/L的NaOH溶液中，配置成质量分数为5%的溶液，过滤除去不溶物，经实验型喷雾干燥机处理，得到碱木质素。（2）碱木质素/PVA共混膜的制备：将步骤（1）得到的碱木质素、PVA2488以及蒸馏水加入250mL的三口瓶中得到混合液，混合液的浓度为4%～5%，将其置于85～90℃的恒温水浴中以500～600r/min的速度搅拌3～4h，然后进行超声处理15～20min，再在温度为20～25℃、真空度为0.05～0.09MPa的条件下真空脱泡20～25min，得到碱木质素/PVA成膜液。（3）碱木质素/PVA共混膜的制备：将步骤（2）得到的成膜液采用流延法于平整的聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮板刮匀，在室温下干燥24～28h，得到碱木质素/PVA共混膜，用螺旋测微器测得共混膜的厚度为35～65μm。本专利技术通过碱木质素与PVA共混制备隔光膜材料，可以结合碱木质素吸收紫外线、可生物降解等优点来进一步改进PVA的性能。同时呈空间网状结构的碱木质素分子与PVA分子链之间相互缠绕，通过氢键作用力形成了网状缠结结构，限制了PVA分子链的运动，从而增大了共混膜的力学性能，提高了共混膜的均一性。与《化工新型材料》2007年35卷第5期72-74页报到的添加甲醛、尿素和硼砂对木质素/PVA复合膜相比，本专利技术的共混膜具有更加良好的力学性能。与《化工学报》2011年62卷第6期1730-1735页报到的添加硼砂和明胶的木质素磺酸钠与PVA共混薄膜相比，力学性能近似，但本专利技术的碱木质素和PVA具有更好的两相相容性，结合碱木质素可吸收紫外线的特点，明显地提高了共混膜的隔光性能，同时生产工艺更加简单，成本较为低廉。本专利技术的有益效果是：碱木质素的添加降低了共混膜制备的成本，增大了共混膜膜的力学性能和隔光性能。共混膜的力学性能在碱木质素添加量为20%时最佳，即拉伸强度最大为48.75MPa，断裂伸长率最大为247.08%，与纯PVA膜（43.58MPa,232.28%）相比分别提高了11.86%和6.37%，并且在600nm处对可见光的阻隔率达到86.25%，相比纯PVA膜（9.12%）提高了845.72%，显著提高了共混膜的隔光性能，并且由于碱木质素和聚乙烯醇均可降解，制备工艺简单、易操作，整个共混膜的制备过程均在水溶液中进行，不需要添加其它溶剂或介质，对环境无污染。附图说明图1是纯聚乙烯醇膜和本专利技术实施例一至实施例五碱木质素/PVA隔光共混膜的拉伸强度对比图。图2是纯聚乙烯醇膜和本专利技术实施例一至实施例五碱木质素/PVA隔光共混膜的断裂伸长率对比图。图3是纯聚乙烯醇膜和本专利技术实施例一至实施例五碱木质素/PVA隔光共混膜的透光率对比图。具体实施方式通过以下实施例进一步详细说明本专利技术碱木质素/PVA隔光共混膜的制备方法。实施例一本实施例碱木质素/PVA共混膜的制备按以下步骤进行：1、制备碱木质素：将麦草碱木质素溶于0.1mol/L的NaOH溶液中，配置成质量分数为5%的溶液，过滤除去不溶物，经实验型喷雾干燥机干燥得到精制碱木质素。2、碱木质素/PVA成膜液的制备：称取0.8g碱木质素、7.2g聚乙烯醇（PVA）和200mL蒸馏水混合得混合液，将混合液在90℃的恒温水浴中以500r/min的速度搅拌3h，然后超声处理20min，再在温度为25℃、真空度为0.05MPa的条件下真空脱泡20min，得到碱木质素/PVA成膜液。3、碱木质素/PVA共混膜的制备：将步骤2得到的碱木质素/PVA成膜液采用流延法于平整的聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮板刮匀，在室温下干燥24h后，得到碱木质素/PVA共混膜，记为L-1。为了比较和说明添加碱木质素后PVA膜性能的变化，同时制备了纯PVA1788膜，即碱木质素的添加量为0，其他步骤和过程与以上一样，得到的薄膜记为L-0。按国标法GB/T13022-91对共混膜进行拉伸强度和断裂伸长率的测定，得到L-1的拉伸强度和断裂伸长率分别为45.09MPa，234.90%，对比纯PVA1788膜43.58MPa，232.28%有所提高。用双光束紫外可见分光光度计对共混膜进行透光率的测定，在6本文档来自技高网...

【技术保护点】
碱木质素/PVA隔光共混膜的制备，包括以下步骤：（1）碱木质素/PVA共混膜的制备：将碱木质素与PVA按1：4～1:5的质量比以及蒸馏水混合得到混合液，混合液的浓度为4%～5%，将其置于85～90℃的恒温水浴中以500～600r/min的速度搅拌3～4h，然后进行超声处理15～20min，再在温度为20～25℃、真空度为0.05～0.09MPa的条件下真空脱泡20～25min，得到碱木质素/PVA成膜液A。（2）碱木质素/PVA共混膜的制备：将步骤（1）得到的成膜液A采用流延法于平整的聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮板刮匀，在室温下干燥24～28h，得到碱木质素/PVA共混膜，共混膜的厚度为35～65μm。

【技术特征摘要】
1.碱木质素/PVA隔光共混膜的制备，包括以下步骤：
（1）碱木质素/PVA共混膜的制备：将碱木质素与PVA按1：4～1:5的质量比以及蒸馏水
混合得到混合液，混合液的浓度为4%～5%，将其置于85～90℃的恒温水浴中以500～
600r/min的速度搅拌3～4h，然后进行超声处理15～20min，再在温度为20～25℃、真空度
为0.05～0.09MPa的条件下真空脱泡20～25min，得到碱木质素/PVA成膜液A。
（2）碱木质素/PVA共混膜的制备：将步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：任世学，徐冠豪，方桂珍，马艳丽，
申请(专利权)人：东北林业大学，任世学，徐冠豪，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23