一种聚乙烯醇-纳米晶纤维素PVA-CNC胶粘剂的制备方法技术

一种聚乙烯醇‑纳米晶纤维素PVA‑CNC胶粘剂的制备方法，属于高分子材料领域和胶粘剂材料领域。本发明专利技术包括：将天然高分子CNC加入到PVA溶液中，得到PVA/CNC混合溶液，再将硅烷偶联剂加入到PVA/CNC混合溶液中，得到PVA/CNC胶粘剂，所得到的PVA/CNC胶粘剂与纯PVA胶粘剂相比，有着更高的力学性能和耐水性能，且PVA/CNC胶粘剂原材料无毒无害，是一种环境友好型材料。

Preparation method of polyvinyl alcohol Nanocrystalline Cellulose PVA CNC adhesive

Preparation method of polyvinyl alcohol Nanocrystalline Cellulose PVA CNC adhesive, which belongs to the field of the field of high polymer material and adhesive materials. The present invention includes: natural polymer CNC added to the PVA solution, PVA/CNC solution, then adding silane coupling agent to PVA/CNC mixed solution, PVA/CNC adhesive, PVA/CNC adhesive and the adhesive compared with pure PVA, the mechanical properties and water resistance of the higher, and PVA/CNC adhesive raw material is non-toxic and harmless that is a kind of environmental friendly material.

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯醇-纳米晶纤维素PVA-CNC胶粘剂的制备方法
本专利技术涉及一种聚乙烯醇/纳米晶纤维素PVA/CNC胶粘剂的制备方法，属于高分子与胶粘剂材料领域。
技术介绍
随着社会经济的发展和工业生产的进步，胶粘剂正朝着环境友好、高性能、高附加值的方向迈进,相比传统含醛胶粘剂，聚乙烯醇胶粘剂因其无毒、无污染的特点渐渐受到关注。水溶性聚乙烯醇(PVA)是由聚醋酸乙烯水解得到，结构式为-CH2CH(OH)n-是一种带羟基的高分子聚合物,聚乙烯醇(PVA)的多羟基性导致以PVA为原料制得的胶粘剂强度以及耐水性难以达到工业要求，限制了PVA在工业生产中的应用。欲使PVA胶粘剂具有良好的力学性能和耐水性能，需要对其进行共混和改性处理。纳米晶纤维素(CelluloseNanocrystals，CNC)，或者叫做纤维素微晶，它的直径为几到几十纳米，长度几十到几百纳米,从可再生资源中提取出来的CNC，它具有优异的机械性能(高的强度和模量)，大的比表面积，环境友好和低成本等优点,CNC优异的机械性能以及和PVA上的羟基形成氢键，可以改善PVA胶粘剂的力学性能和耐水性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是在PVA中加入天然大分子CNC，增强了PVA基体的力学性能,另外在PVA/CNC溶液中加入硅烷偶联剂，进一步增加胶粘剂本身的粘度和强度，以及增加胶粘剂与基材的粘附力。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现：一种聚乙烯醇/纳米晶纤维素PVA/CNC胶粘剂的制备方法,包含下述步骤：(1)PVA/CNC混合溶液的制备：取CNC溶于去离子水中制配成质量分数1％的悬浮液，在100W超声波清洗机中，超声分散30min,再按PVA和CNC的质量比为1:0.05～1:0，将CNC悬浮液加入到PVA溶液中，恒温90℃搅拌2h，得到PVA/CNC混合溶液；(2)PVA/CNC胶粘剂的制备：将上述步骤(1)PVA/CNC混合溶液冷却至50～70℃，加入硅烷偶联剂，继续搅拌30～60min，静置消泡后即得到PVA/CNC胶粘剂。步骤(1)中所述PVA和CNC质量比为1:0.05～1:0；步骤(2)中所述PVA/CNC混合溶液冷却至50～70℃；步骤(2)中所述硅烷偶联剂选自KH-550，KH-560，KH-570，KH-580,KH-590,KH-902，用量为PVA质量的1％～10％；步骤(2)中所述继续搅拌时间为30～60min。与现有的技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：PVA/CNC胶粘剂原料价格低廉，且无毒无害，是一种环境友好型材料，CNC和硅烷偶联剂的加入，使得PVA胶粘剂拥有更好的力学性能和耐水性能，使得PVA胶粘剂在工业上具备运用潜力。附图说明：表1为实施例1中所制备的PVA/CNC胶粘剂和纯PVA胶粘剂的性能对比表。图1为实施例1中所制备的PVA/CNC胶粘剂和纯PVA胶粘剂的全反射红外对比图。具体实施方式为了更好地解释本专利技术，下面结合具体实施例对本专利技术进一步详细解释，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1(1)PVA/CNC混合溶液的制备：取CNC溶于去离子水中制配成质量分数1％的悬浮液，在100W超声波清洗机中，超声分散30min,取3gPVA和34.5mL去离子水于三口烧瓶中，在90℃下搅拌2h，完全溶解后，加入0.02gCNC，继续搅拌，得到PVA/CNC混合溶液；(2)PVA/CNC胶粘剂的制备：将上述步骤(1)PVA/CNC混合溶液冷却至60℃，加入硅烷偶联剂KH-560，继续搅拌60min，静置消泡后即得到PVA/CNC胶粘剂。实施例2(1)PVA/CNC混合溶液的制备：取CNC溶于去离子水中制配成质量分数1％的悬浮液，在100W超声波清洗机中，超声分散30min，取3gPVA和34.5mL去离子水于三口烧瓶中，在90℃下搅拌2h，完全溶解后，加入0.03gCNC，继续搅拌，得到PVA/CNC混合溶液；(2)光交联PVA/CNC混合溶液的制备：将上述步骤(1)PVA/CNC混合溶液冷却至50℃，加入硅烷偶联剂KH-570，继续搅拌30min，静置消泡后即得到PVA/CNC胶粘剂。根据国标GB/T17517-1998，用KDIII-5型微机控制电子万能试验机对实施例1中PVA/CNC胶粘剂的剪切强度进行测试，所测的干胶剪切强度达到4.07MPa，湿胶剪切强度2.80MPa；采用旋转粘度计对实施例1中的PVA/CNC胶粘剂的粘度进行测试，所测的粘度约为12.30Pa·s，从表1可以看出，PVA/CNC胶粘剂的各方面性能与纯PVA胶粘剂相比，都有明显的提升。将实施例1中所制备的PVA/CNC胶粘剂和纯PVA胶粘剂用Nicolet6700型全反射傅里叶红外光谱仪进行红外表征，如图1所示，位于3600-3000cm-1处的吸收峰为PVA分子链上-OH的伸缩振动吸收峰.随着CNC和硅烷偶联剂的加入，-OH的伸缩振动吸收峰有往低波数移动的趋势，这说明了随着CNC和硅烷偶联剂的加入，PVA和CNC以及硅烷偶联剂之间产生了一定的氢键作用.氢键作用的产生，使得改性PVA胶粘剂拥有更高的剪切强度，这与表1得出的结果是一致的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙烯醇‑纳米晶纤维素PVA‑CNC胶粘剂的制备方法：(1)PVA/CNC混合溶液的制备：取CNC溶于去离子水中制配成质量分数1％的悬浮液，在100W超声波清洗机中，超声分散30min，再按PVA和CNC的质量比为1:0.05～1:0，将CNC悬浮液加入到PVA溶液中，恒温90℃搅拌2h，得到PVA/CNC混合溶液；(2)PVA/CNC胶粘剂的制备：将上述步骤(1)PVA/CNC混合溶液冷却至50～70℃，加入硅烷偶联剂，继续搅拌30～60min，静置消泡后即得到PVA/CNC胶粘剂。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇-纳米晶纤维素PVA-CNC胶粘剂的制备方法：(1)PVA/CNC混合溶液的制备：取CNC溶于去离子水中制配成质量分数1％的悬浮液，在100W超声波清洗机中，超声分散30min，再按PVA和CNC的质量比为1:0.05～1:0，将CNC悬浮液加入到PVA溶液中，恒温90℃搅拌2h，得到PVA/CNC混合溶液；(2)PVA/CNC胶粘剂的制备：将上述步骤(1)PVA/CNC混合溶液冷却至50～70℃，加入硅烷偶联剂，继续搅拌30～60min，静置消泡后即得到PVA/CNC胶粘剂。2.根据权利要求1所述一种聚乙烯醇/纳米晶纤维素PVA/CNC胶粘剂的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：白绘宇，李章康，梁真真，张弘，王玮，张胜文，东为富，刘晓亚，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32