聚乙烯醇材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚乙烯醇材料及其制备方法，包括以下步骤：将100质量份的醋酸乙烯酯、5～30质量份的改性木质素和0.3～2质量份的引发剂混合后于60～100℃回流反应2～10小时得到反应物，将所述反应物醇解，然后过滤、洗涤、干燥即得所述聚乙烯醇材料，其中所述引发剂为过氧化二苯甲酰和/或偶氮二异丁腈。本发明专利技术制备得到的聚乙烯醇材料具有较低的熔点，实现了聚乙烯醇的可熔融热塑成型加工，还具有较好的阻燃性和更好的水溶性，也更易降解，符合国家绿色经济发展的要求，扩大了原本作为废料的木质素的应用领域，提高了资源的利用率。 1

Polyvinyl alcohol materials and their preparation methods

The invention relates to a polyvinyl alcohol material and a preparation method, including the following steps: after mixing 100 parts of vinyl acetate, modified lignin of 5~30 parts and 0.3 ~ 2 initiators at 60~100 centigrade, reactant is obtained for 2~10 hours, and the reactant is alcoholysis, then filtered, washed, and then washed, The polyvinyl alcohol material is obtained by drying, and the initiator is peroxide two benzoyl and / or azo two isoDing Jing. The polyvinyl alcohol material prepared by the invention has low melting point, realizes the melt thermoplastic forming process of polyvinyl alcohol, has better flame retardancy and better water solubility, and is more easily degraded. It meets the requirements of the national green economic development, and expands the application field of lignin which was originally used as waste material. Utilization of resources. One

【技术实现步骤摘要】
聚乙烯醇材料及其制备方法
本专利技术涉及生物质基高分子材料领域，特别是涉及一种聚乙烯醇材料及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯醇是一种广泛应用于医药、卫生、食品及化工领域的一种生物可降解高分子材料。由于聚乙烯醇分子链上含有大量羟基，使聚乙烯醇分子间产生大量的氢键，进而使聚乙烯醇材料的结晶度非常高，所以聚乙烯醇的熔点与分解温度十分接近，难实现熔融热塑成型加工。这大大限制了聚乙烯醇的应用推广。目前国内外研究最多者是使用增塑剂来降低聚乙烯醇的熔点，从而达到聚乙烯醇熔融热塑成型的目的，这类方法虽然效果明显，但增塑剂在聚乙烯醇材料使用过程中会向材料表面迁移析出，从而降低材料的力学性能，污染所接触的物品。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种熔点较低的聚乙烯醇材料的制备方法。一种聚乙烯醇材料的制备方法，包括以下步骤：将100质量份的醋酸乙烯酯、5～30质量份的改性木质素和0.3～2质量份的引发剂混合后于60～100℃回流反应2～10小时得到反应物，将所述反应物醇解，然后过滤、洗涤、干燥即得所述聚乙烯醇材料，其中所述引发剂为过氧化二苯甲酰和/或偶氮二异丁腈。在其中一个实施例中，按质量份数计，所述醋酸乙烯酯为100份，所述改性木质素为10～20份，所述引发剂为0.5～1.2份。在其中一个实施例中，所述醇解的具体方法包括：将所述反应物于55～65℃溶于甲醇后，降温至25～35℃，滴加氢氧化钠甲醇溶液并搅拌，然后升温至55～65℃反应1～3小时。在其中一个实施例中，所述氢氧化钠甲醇溶液的滴加时间为3小时以内，滴加的氢氧化钠甲醇溶液总量中所含氢氧化钠的质量为所述反应物的质量的12％～15％。在其中一个实施例中，所述氢氧化钠甲醇溶液的质量浓度为2％～5％。在其中一个实施例中，溶解所述反应物的甲醇的质量为所述反应物的质量的3～4倍。在其中一个实施例中，所述改性木质素由以下方法制备得到：将100质量份的碱木质素和10～50质量份的马来酸酐于乙二醇二甲醚中混合，于80～90℃回流反应2～8小时，冷却、过滤、洗涤得到粗改性木质素；将所述粗改性木质素与甲醇混合，于70～80℃溶解15～30分钟，冷却、过滤、洗涤得到滤液；将所述滤液蒸馏得到的固体与水混合，过滤、洗涤、干燥即得所述改性木质素。在其中一个实施例中，按质量份数计，所述碱木质素为100份，所述马来酸酐为15～25份。在其中一个实施例中，所述醋酸乙烯酯在使用前进行蒸馏提纯。本专利技术还提供了根据上述聚乙烯醇材料的制备方法制备得到的聚乙烯醇材料。本专利技术通过使改性木质素的C＝C键与醋酸乙烯酯发生自由基共聚反应，改性木质素与醋酸乙烯酯之间发生原位本体聚合，生成改性木质素-醋酸乙烯酯嵌段共聚物，将该共聚物溶于甲醇后在NaOH的催化作用下充分醇解，即可得到低熔点的聚乙烯醇材料。由于改性木质素为空间三维结构且体积非常大，将其引入到聚乙烯醇分子链中，可以增大聚乙烯醇分子间距，减少聚乙烯醇分子间氢键的生成，降低分子间氢键密度及材料的结晶度，使聚乙烯醇材料在宏观上表现出熔点降低。而且，改性木质素在燃烧过程中具有很好的成碳性，能阻止材料继续燃烧，因此本专利技术得到的聚乙烯醇材料还具有阻燃性。同时，改性木质素表面含有羧酸基团，该基团在醇解过程中生成的羧酸钠具有亲水性，因此本专利技术得到的聚乙烯醇材料具有更好的水溶性。此外，改性木质素是一种可降解的再生材料，它的引入使得聚乙烯醇材料变得更易降解，符合国家绿色经济发展的要求，也扩大了原本作为废料的木质素的应用领域，提高了资源的利用率。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术一实施方式的聚乙烯醇材料的制备方法，包括以下步骤：将100质量份的醋酸乙烯酯、5～30质量份的改性木质素和0.3～2质量份的引发剂混合后于60～100℃回流反应2～10小时得到反应物，将反应物醇解，然后过滤、洗涤、干燥即得聚乙烯醇材料，其中引发剂为过氧化二苯甲酰和/或偶氮二异丁腈。木质素主要来源于工业制浆造纸的废水，但目前全世界每年作为副产物生成的木质素利用率不到5％，大部分被作为废料排放到大自然中，不仅污染了环境，也浪费了资源。本实施方式通过使改性木质素的C＝C键与醋酸乙烯酯发生自由基共聚反应，改性木质素与醋酸乙烯酯之间发生原位本体聚合，生成改性木质素-醋酸乙烯酯嵌段共聚物，将该共聚物溶于甲醇后在NaOH的催化作用下充分醇解，即可得到低熔点的聚乙烯醇材料。由于改性木质素为空间三维结构且体积非常大，将其引入到聚乙烯醇分子链中，可以增大聚乙烯醇分子间距，减少聚乙烯醇分子间氢键的生成，降低分子间氢键密度及材料的结晶度，使聚乙烯醇材料在宏观上表现出熔点降低。而且，改性木质素在燃烧过程中具有很好的成碳性，能阻止材料继续燃烧，因此本专利技术得到的聚乙烯醇材料还具有阻燃性。同时，改性木质素表面含有羧酸基团，该基团在醇解过程中生成的羧酸钠具有亲水性，因此本专利技术得到的聚乙烯醇材料具有更好的水溶性。此外，改性木质素是一种可降解的再生材料，它的引入使得聚乙烯醇材料变得更易降解，符合国家绿色经济发展的要求，也扩大了原本作为废料的木质素的应用领域，提高了资源的利用率，且本实施方式的制备方法工艺简单，生产能耗低易于实现工业化。优选地，按质量份数计，醋酸乙烯酯为100份，改性木质素为10～20份，引发剂为0.5～1.2份。优选地，反应温度为70～90℃，反应时间为4～8小时。在一个实施例中，醇解的具体方法包括：将反应物于55～65℃溶于甲醇后，降温至25～35℃，滴加氢氧化钠甲醇溶液并搅拌，然后升温至55～65℃反应1～3小时。具体地，滴加氢氧化钠甲醇溶液时，出现冻胶后暂停滴加并加快搅拌速度，待冻胶完全打碎后继续滴加。优选地，氢氧化钠甲醇溶液的滴加时间为3小时以内，滴加的氢氧化钠甲醇溶液总量中所含氢氧化钠的质量为反应物的质量的12％～15％。在一个实施例中，氢氧化钠甲醇溶液的质量浓度为2％～5％。在一个实施例中，溶解反应物的甲醇的质量为反应物的质量的3～4倍。在一个实施例中，改性木质素由以下方法制备得到：将100质量份的碱木质素和10～50质量份的马来酸酐于乙二醇二甲醚中混合，于80～90℃回流反应2～8小时，冷却、过滤、洗涤得到粗改性木质素；将粗改性木质素与甲醇混合，于70～80℃溶解15～30分钟，冷却、过滤、洗涤得到滤液；将滤液蒸馏得到的固体与水混合，过滤、洗涤、干燥即得改性木质素。如此，在有机溶剂中自催化作用下马来酸酐开环与碱木质素酚钠位发生开环反应得到改性木质素，反应过程中无小分子物质生成。优选地，乙二醇二甲醚与碱木质素的体积质量比为4～5ml/g。优选地，马来酸酐的质量份数为15～25份，反应时间为4～6小时。优选地，醋酸乙烯酯在使用前进行蒸馏提纯。以下为具体实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乙烯醇材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将100质量份的醋酸乙

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将100质量份的醋酸乙烯酯、5～30质量份的改性木质素和0.3～2质量份的引发剂混合后于60～100℃回流反应2～10小时得到反应物，将所述反应物醇解，然后过滤、洗涤、干燥即得所述聚乙烯醇材料，其中所述引发剂为过氧化二苯甲酰和/或偶氮二异丁腈。2.根据权利要求1所述的聚乙烯醇材料的制备方法，其特征在于，按质量份数计，所述醋酸乙烯酯为100份，所述改性木质素为10～20份，所述引发剂为0.5～1.2份。3.根据权利要求1所述的聚乙烯醇材料的制备方法，其特征在于，所述醇解的具体方法包括：将所述反应物于55～65℃溶于甲醇后，降温至25～35℃，滴加氢氧化钠甲醇溶液并搅拌，然后升温至55～65℃反应1～3小时。4.根据权利要求3所述的聚乙烯醇材料的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠甲醇溶液的滴加时间为3小时以内，滴加的氢氧化钠甲醇溶液总量中所含氢氧化钠的质量为所述反应物的质量的12％～15％。5.根据权利要求4所述的聚乙烯醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏胜培，舒友，胡杨剑，欧阳跃军，陈迪钊，罗琼林，赵鑫鹏，
申请(专利权)人：湖南师范大学，怀化学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43