一种用于部分醇解聚乙烯醇热熔加工的增塑剂配方及工艺组成比例

本发明专利技术公开了一种用于部分醇解聚乙烯醇热熔加工的增塑剂配方及工艺。塑化剂配方是由25wt%～50wt%化学改性增塑剂和50wt%～75wt%物理有机增塑剂复配组成。5wt%～30wt%复配塑化剂与聚乙烯醇高速共混，在30℃～80℃温度下真空溶胀塑化4h～24h之后，进行热塑加工。本发明专利技术所用增塑剂对PVA进行增塑改性之后，只使得聚乙烯醇分子链的醇解度增加，而其分子链中并没有引入其它基团，这种增塑方法对PVA本身性能影响不大。另外，本发明专利技术公开的增塑方法极大的降低了PVA的加工温度，并显著提高了其加工流变性能，实现了聚乙烯醇在较低温度下的热塑加工，制备的聚乙烯醇薄膜或片材透明性好、力学性能优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开的一种用于部分醇解聚乙烯醇热熔加工的增塑剂配方及工艺，属于高分子材料加工领域。
技术介绍
聚乙烯醇(PVA)是有醋酸乙烯(PVAC)皂化而成，是目前发现的唯一具有水溶性的高聚物。它是一种无色、无毒、高阻隔、可生物降解的水溶性有机高分子聚合物，具有良好的成膜性。由于其侧基羟基的体积小，可进入结晶点中而不造成应力，故有高度结晶性，使PVA具有较高的气体阻隔性。PVA分子链为锯齿形直链，规整性好，易结晶，可用于制备高强高模的纤维。但同时由于其分子结构中每个链节上都有一个羟基，使得其分子链极易形成较强的分子链内和链间的氢键，导致其熔点较高，且与分解温度很接近，熔融加工窗口较窄，因此很难进行熔融加工， 目前PVA薄膜的制备还是以溶液流延法为主，而此方法不仅经济效益低，而且不利于环保。所以将PVA塑化改性，降低其热熔融温度并提高其流动性能，来实现PVA的热塑加工是PVA的一个研究重点。目前PVA的改性方法包含物理改性和化学改性。在物理改性方面，PVA的热塑加工常用添加物理有机塑化剂的方法来实现，研究较多的PVA塑化剂有多元醇小分子、醇胺类小分子、酰胺类小分子以及低分子量的聚乙二醇等，还有最近提出的无机金属盐。在使用以上增塑剂时，当加入量较少时，难以实现PVA的充分塑化，当加入量增大时，塑化剂分子与PVA相容性有限，容易造成塑化剂迁移和析出现象。专利(CN102391598 A)报道了一种聚乙烯醇材料的生产方法，其技术特点是将增塑剂在有水存在的条件下增塑PVA，在低于聚乙烯醇分解温度下进行热熔加工，但是水在较高温度下容易挥发，常常在加工中产生泡孔，不能实现平稳连续生产。在化学改性方面，通过引入硬脂酸酯、脂肪酸和丙烯酸酯等与PVA链上的高活性仲羟基进行化学接枝改性进行了大量的研究工作。虽然化学改性塑化效果较优异，但PVA分子链上被引入了其它基团，使得PVA本身的水溶性和降解性能等降低较多。如高峻等(聚乙烯醇与硬脂酸酯化反应及性能的研究，《高分子学报》2001，I, pllS-120)通过酯化反应将PVA分子中部分羟基酯化，在分子链中引入了硬脂酸基侧链。虽然改性后的PVA结晶度和熔融温度降低，但较大的影响了 PVA本身的水溶性能。因此，发展一种塑化效果优异，同时对PVA本身性能影响不大的增塑方法尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于部分醇解聚乙烯醇热熔加工的增塑剂配方和加工工艺。本专利技术提供热塑加工的复配增塑剂，其特征在于该复配增塑剂是由按重量百分比计的以下组分经搅拌混合而成: 化学增塑改性剂 25%-50% 物理有机增塑剂 50%-75%。上述用于部分醇解聚乙烯醇热熔加工的增塑剂配方，其特征在于，该复配增塑剂中所含的化学增塑改性剂为R-NH-R '，其中R和R'可以为具有1-20个C原子的脂肪族或芳族基团，且不能均为H ;物理有机增塑剂为甘油、低分子量聚乙二醇、山梨醇、季戊四醇、二甘醇、三甘醇、山梨糖醇、环氧乙烷、环氧丙烷化合物、山梨糖醇乙氧基化合物、季戊四醇乙氧基化合物、乙酸山梨糖醇酯、乙酸季戊四醇酯、新戊二醇、聚丙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇，1，2-、1，3-、1，4-丁二醇、二乙二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2，6_、1，3，5-己三醇、乙二甘醇/丙二甘醇、乙三甘醇/丙三甘醇、三羟甲基丙烷、乙二醇醚、丙二醇醚、石油醚、水、乙醇胺、乙酰胺、己内酰胺、油酸酰胺、磷酸酰胺、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯基)、亚磷酸三乙癸酯、亚磷酸苯二异辛酯、双磷酸乙基酯、三乙醇胺、三乙烯四胺、氯化钙、氯化镁中的至少一种。部分醇解聚乙烯醇热熔加工使用的增塑剂改性PVA的机理如下: 由于R-NH-R'能与聚乙烯醇分子内部的醋酸酯基团发生酰化反应(见反应式1)，所以R-NH-R '能进入聚乙烯醇分子内部，酰化反应之后生成新的乙酰胺类增塑剂(见反应式1)，此新生成的乙酰胺类增塑剂能破坏PVA分子链间和分子内部的氢键，增大分子链间距，从而使得物理增塑剂能快速进入，实现PVA的充分塑化。本专利技术所用增塑剂对PVA进行增塑改性之后，只使得聚乙烯醇分子链的醇解度增加，而其分子链中并没有引入其它基团，这种增塑方法对PVA本身性能影响不大。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于部分醇解聚乙烯醇热熔加工的增塑剂配方及工艺，其特征在于该复配增塑剂是由按重量百分比计的以下组分经搅拌混合而成：??????化学增塑改性剂???25%?50%??????物理有机增塑剂???50%?75%??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????。

【技术特征摘要】
1.一种用于部分醇解聚乙烯醇热熔加工的增塑剂配方及工艺，其特征在于该复配增塑剂是由按重量百分比计的以下组分经搅拌混合而成: 化学增塑改性剂 25%-50% 物理有机增塑剂 50%-75%。2.根据权利要求1所述的用于部分醇解聚乙烯醇热熔加工的增塑剂配方，其特征在于，该复配增塑剂中所含的化学增塑改性剂为R-NH-R '，其中R和R '可以为具有1-20个C原子的脂肪族或芳族基团，且不能均为H;物理有机增塑剂为甘油、低分子量聚乙二醇、山梨醇、季戊四醇、二甘醇、三甘醇、山梨糖醇、环氧乙烷、环氧丙烷化合物、山梨糖醇乙氧基化合物、季戊四醇乙氧基化合物、乙酸山梨糖醇酯、乙酸季戊四醇酯、新戊二醇、聚丙二醇、I,2-丙二醇、1，3-丙二醇，I, 2_、I, 3_、I, 4- 丁二醇、二乙二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，2，6_、I, 3，5-己三醇、乙二甘醇/丙二甘醇、乙三甘醇/丙三甘醇、三羟甲基丙烷、乙二醇醚、丙二醇醚、石油醚、水、乙醇胺、乙酰胺、己内酰胺、油酸酰胺、磷酸酰胺、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、磷酸酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯基)、亚磷酸三乙癸酯、亚磷酸苯二异辛酯、双磷酸乙基酯、三乙醇胺、三乙烯四胺、氯化钙、氯化镁中的至少一种。3.根据权利要求1-2所述的聚乙烯醇材料，其特征在于，所述聚乙烯醇的聚合度为500-4000，醇解度为< 89%，其中聚合度优选1700-2000，醇解度优先79%_89%。4.根据权利要求1所述的复配增塑剂增塑改性聚乙烯醇的工艺，其特征在于，具体工艺步骤和条...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘跃军，李奎，刘亦武，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：