HDPE齐鲁石化聚乙烯F3803S
HDPE齐鲁石化聚乙烯F3803S
一种疏水改性的聚乙烯醇薄膜，以聚乙烯醇为基材，以甘油或柠檬酸为增塑剂，通过n-异丙基丙烯酰胺或n,n-二甲基丙烯酰胺等n-取代丙烯酰胺类化合物与聚乙烯醇侧链羟基的迈克尔加成反应，初步得到一种新型的对水敏感性较低的聚乙烯醇材料；进一步地加入酯类疏水涂层，得到了疏水能力优异的复合改性薄膜材料；本发明制备的新型聚乙烯醇薄膜材料相比市场上常见的pe和pp薄膜材料，具有较低的水蒸气透过率、较好的透明度和厚度、更强的疏水性能和耐撕裂性能，且综合性能与常规塑料薄膜相当，鉴于其以上性能和优良的环保性能，本发明研发的新型聚乙烯醇薄膜材料可完全替代市场上不可降解的薄膜材料，并应用于果蔬保鲜或肉类保鲜领域，具有重大应用前景和价值。
其描述较为具体而详细，但不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的相关研究人员，在不脱离本发明的构思和精神实质与下，所做的任何修改、等同替换和改进，以及通过本方法借助注塑、吹塑、和静电纺丝等工艺得到的薄膜、托盘和瓶罐等产品，都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
急需研究开发可生物降解的环保型材料来替代传统不可降解塑料。可生物降解材料中，淀粉、纤维素和甲壳素等天然高分子物质因机械性能不足和相容性差，很难实现大规模应用。而pva薄膜材料以其优良的成膜性、粘结性、无毒性、良好的相容性和可生物降解性，受到了越来越多的研究学者的关注。此外，聚乙烯醇是一种良好的可生物降解材料，具有高度的结晶性、较强的力学性能和优异的成膜性能，且聚乙烯醇薄膜具有高氧气阻隔性能、无毒害和优异的生物降解性能，可应用于食品包装薄膜领域。
由于pva侧链含有大量亲水性羟基，使其极易与水分子形成氢键，存在吸湿性大、耐水性差和力学性能不足的缺点，这在一定程度上限制了其广泛应用。鉴于此，对pva的疏水改性研究具有重大应用价值。常见的聚乙烯醇疏水改性有下面两种方法：一种方法是在疏水性材料表面构造出一定尺度的粗糙结构；另一种方法是在一定尺度的粗糙结构上加入表面活性剂来修饰低表面能物质。目前，大部分研究者多采用物理共混和增加表面疏水涂层的方法对pva疏水改性,但其改性后的材料疏水性能依然较差。当前对聚乙烯醇改性研究主要为涂料、胶水和薄膜的研究，此外，对薄膜的研究应用价值较低，很难实现对传统不可降解塑料薄膜的替换。现有专利所研究的薄膜材料，例如专利号cn20中通过聚乙烯醇与壳聚糖或二氧化硅的简单物理共混来制备出复合改性薄膜。因此，现有专利制备的薄膜材料，均未能解决塑料薄膜与疏水涂层相容性和对水分子敏感性改善的问题，既不能扩大聚乙烯醇薄膜的应用范围，也不能解决聚乙烯醇对水分子敏感性的问题。
4.因此有必要提出一种新的技术方案来开发出一种新型的具有更大应用价值和前景的聚乙烯醇疏水改性薄膜材料，本发明通过共价接枝疏水改性的方法，通过引入基团对聚乙烯醇侧链羟基的屏蔽来降低聚乙烯醇薄膜对水分子敏感性，并加入酯类超疏水涂层和增韧改性剂，实现了聚乙烯醇薄膜疏水难以改性的技术突破，开发出了一种新型的通过共价接枝疏水改性的且具有超强疏水涂层的聚乙烯醇薄膜材料，为新型疏水材料的研发提供了理论依据和新的解决方法，为加快推进聚乙烯醇薄膜的推广和应用提供了技术参数和参考依据。
实施例制备得到的复合薄膜材料，其厚度、密度和透光率均与市面上常见塑料薄膜性能相当，且改性后薄膜的拉伸强度和断裂伸长率与未改性聚乙烯醇薄膜相比也未发生机械性能的显著下降。测定通过改性聚乙烯醇薄膜水蒸气透过率的大小来判断薄膜的耐水性能，称取适量cacl2于100ml三角烧瓶，使用样品薄膜密封烧瓶口，同时放入一大杯蒸馏水于干燥器内，进行薄膜水蒸气透过性能测试，待烧瓶质量不再增加后，测定烧瓶的增重量。水蒸气透过率是反映薄膜耐水性能的重要指标。
本发明制备的一种疏水改性的聚乙烯醇薄膜，改性后其小水蒸气透过率低于6％，表现为良好的疏水性能，且与市场上常见pe和pp薄膜疏水性能基本相近，未降低其在包装薄膜领域的实用性能。其中，实施例5、实施例6和实施例8分别为n-异丙基丙烯酰胺接枝量为15％且无硬脂酸甘油酯涂层的改性薄膜、5％硬脂酸甘油酯复合涂层的改性薄膜、和15％硬脂酸甘油酯复合涂层的改性薄膜，显然n-异丙基丙烯酰胺与聚乙烯醇的共价接枝显著改善了薄膜的疏水效果，且添加复合疏水涂层后其疏水性能进一步增强。其中当硬脂酸甘油酯复合涂层添加量为15％时，其大水蒸气透过率为5％，这与市面上pe膜和pp袋水蒸气透过率并无显著区别。因此，本发明制备得到的一种新型共价接枝疏水改性且具有复合涂层的聚乙烯醇薄膜具有较好的水蒸气阻隔性能，这在食品保鲜和薄膜包装领域具有重大应用前景。
一种疏水改性的聚乙烯醇薄膜，实施例5为n-异丙基丙烯酰胺接枝量为15％且无疏水涂层的改性薄膜，接枝改性后对特定化学官能团分析得出以下结论：在波长为3300cm-1
处对应为-oh伸缩振动，接枝改性后峰的面积明显减少，这是因为聚乙烯醇的一部分羟基与交联剂发生迈克尔加成反应后羟基数量减少。
