專利名稱：一種甲醛交聯(lián)明膠/pva復(fù)合膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，具體是一種甲醛交聯(lián)明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法。
背景技術(shù)：
近些年來，人們越來越意識(shí)到由于聚氯乙烯類包裝材料的大量使用造成的白色污染給環(huán)境帶來的嚴(yán)重危害。人們也開始研究越來越多的新型可降解的復(fù)合材料，這類復(fù)合材料多是借助天然高分子材料的可降解性和合成高分子材料的良好的機(jī)械性能和力學(xué)性能，從而將不同的天然高分子和合成高分子復(fù)合在一起制成綜合兩類材料優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合材料。此類復(fù)合材料種類有許多，明膠/PVA復(fù)合膜就是其中一種。明膠是由多種氨基酸組成且來源于動(dòng)物體的一種蛋白質(zhì)，是一種高分子天然材料，具有良好的生物相容性、可降解性，聚乙烯醇(PVA)是一種無毒、無刺激性的親水性的高聚物，具有良好的生物親和性、成膜性及較好的力學(xué)性能。目前現(xiàn)有技術(shù)制得的普通的明膠/PVA復(fù)合膜，通過控制膜中兩組分的比例能較好的控制其相容性等問題，但是膜的力學(xué)性能、溶解性方面往往達(dá)不到較高的使用要求，而本發(fā)明通過在制膜過程中添加交聯(lián)劑甲醛和增塑劑，以及改進(jìn)其它工藝條件，最終使制得的明膠/PVA復(fù)合膜比普通的膜具有更好的力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了改善普通明膠/PVA復(fù)合膜的力學(xué)性能，本發(fā)明提供一種甲醛交聯(lián)明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種甲醛交聯(lián)明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，包括以下幾個(gè)步驟
(1)聚乙烯醇(PVA)溶液的制備稱取4-11重量份的聚乙烯醇加入三口燒瓶，再量取80-105重量份的蒸餾水加入三口燒瓶中，將燒瓶置于80-90°C的恒溫水浴中攪拌至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇水溶液，即A溶液；
(2)明膠溶液的制備稱取5-10重量份的明膠加入燒杯中，再量取80-100重量份的蒸餾水加入燒杯中，室溫下溶脹30min后，在50°C的恒溫水浴中攪拌至明膠完全溶解，過濾除去雜質(zhì)，即得到明膠溶液，即B溶液；
(3)明膠/PVA復(fù)合膜的制備按重量比31-5 1稱取A、B兩種溶液加入到三口燒瓶中，再加入增塑劑和甲醛，攪拌后在低溫0-10°C下保存2-5小時(shí)，然后在30-70°C的恒溫水浴中攪拌4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即得到明膠/PVA復(fù)合膜。所述的A溶液中，聚乙烯醇與水的重量比優(yōu)選為1 :9，B溶液中，明膠與水的重量比優(yōu)選為1 :9，A、B兩種溶液的重量比優(yōu)選為4 :1。所述的增塑劑為乙二醇、甘油或者PEG200，其用量為A、B兩種溶液總重的0. 6%。所述的甲醛的用量為A、B兩種溶液總重的0. 03%-0. 08%。
有益效果本發(fā)明制備的明膠/PVA復(fù)合膜在擁有良好的相容性及一定的降解性的同時(shí)，其比普通膜具有更好地力學(xué)性能，提高了復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度以及耐水性；本發(fā)明方法中尤其是經(jīng)過低溫處理的一段時(shí)間亦輔助增加了膜的力學(xué)性能；本發(fā)明產(chǎn)品可以應(yīng)用在農(nóng)用地膜及其他物品包裝領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式一種甲醛交聯(lián)明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，包括以下幾個(gè)步驟
(1)聚乙烯醇溶液的制備稱取4-11重量份的聚乙烯醇加入三口燒瓶，再量取80-105重量份的蒸餾水加入三口燒瓶中，將燒瓶置于80-90°C的恒溫水浴中攪拌至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇水溶液，即A溶液；
(2)明膠溶液的制備稱取5-10重量份的明膠加入燒杯中，再量取80-100重量份的蒸餾水加入燒杯中，室溫下溶脹30min后，在50°C的恒溫水浴中攪拌至明膠完全溶解，過濾除去雜質(zhì)，即得到明膠溶液，即B溶液；
(3)明膠/PVA復(fù)合膜的制備按重量比31-5 1稱取A、B兩種溶液加入到三口燒瓶中，再加入增塑劑和甲醛，攪拌后在低溫0-10°C下保存2-5小時(shí)，然后在30-70°C的恒溫水浴中攪拌4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即得到甲醛交聯(lián)明膠/PVA復(fù)合膜。所述的A溶液中，聚乙烯醇與水的重量比優(yōu)選為1 :9，B溶液中，明膠與水的重量比優(yōu)選為1 :9，A、B兩種溶液的重量比優(yōu)選為4 :1。所述的增塑劑為乙二醇、甘油或者PEG200，其用量為A、B兩種溶液總重的0. 6%.所述的甲醛的用量為A、B兩種溶液總重的0. 03%-0. 08%。力學(xué)性能測試根據(jù)國標(biāo)GB/T1040. 3將膜裁成亞棱形，放的在室溫下干燥器中(干燥器底部為飽和的KBr溶液)平衡60h后測試，測試夾具間距為25mm，拉伸速率50mm/min，測試在室溫下進(jìn)行，測試5 7個(gè)試樣，取算術(shù)平均值。溶解率測試方法將膜裁成IcmX Icm大小的方塊，首先將其烘干稱其質(zhì)量Hi1，然后再將膜浸入含有IOmL蒸餾水的小燒杯中浸泡60min，用濾紙吸去表面水分，最后再將膜置入到烘箱中烘干，稱其質(zhì)量m2，其溶解率=Oii1 - m2) /Hi1 X 100%。實(shí)施例1
稱取IOg聚乙烯醇置于三口燒瓶中，加入90g蒸餾水，在90°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，得到溶液濃度為10%的聚乙烯醇水溶液；
稱取IOg明膠置于燒杯中，加入90g蒸餾水，先在室溫下溶脹30min，后在50°C的恒溫水浴中攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，即得到溶液濃度為10%的明膠溶液；
將上述聚乙烯醇溶液和明膠溶液按重量比4 1加入到250ml三口燒瓶中，再加入兩種溶液總重0. 6%的增塑劑乙二醇和兩種溶液總重0. 08%的甲醛，然后在0°C環(huán)境下儲(chǔ)存5小時(shí)，然后在50°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌反應(yīng)4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即可得到明膠/PVA復(fù)合膜。復(fù)合膜的力學(xué)性能測試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度為38. 3MPa,斷裂伸長率為501%，膜的溶解率測試結(jié)果為11. 8%。實(shí)施例2稱取IOg聚乙烯醇置于三口燒瓶中，加入90g蒸餾水，在90°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，得到溶液濃度為10%的聚乙烯醇水溶液；
稱取IOg明膠置于燒杯中，加入90g蒸餾水，先在室溫下溶脹30min，后在50°C的恒溫水浴中攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，即得到溶液濃度為10%的明膠溶液；
將上述聚乙烯醇溶液和明膠溶液按重量比4 1加入到250ml三口燒瓶中，再加入兩種溶液總重0. 6%的增塑劑甘油和兩種溶液總重0. 03%的甲醛，然后在10°C環(huán)境下儲(chǔ)存2小時(shí)，然后在30°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌反應(yīng)4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即可得到明膠/PVA復(fù)合膜。復(fù)合膜的力學(xué)性能測試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度為30. 3MPa,斷裂伸長率為539%，膜的溶解率測試結(jié)果為17. 6%。實(shí)施例3
稱取IOg聚乙烯醇置于三口燒瓶中，加入90g蒸餾水，在90°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，得到溶液濃度為10%的聚乙烯醇水溶液；
稱取IOg明膠置于燒杯中，加入90g蒸餾水，先在室溫下溶脹30min，后在50°C的恒溫水浴中攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，即得到溶液濃度為10%的明膠溶液；
將上述聚乙烯醇溶液和明膠溶液按重量比3 1加入到250ml三口燒瓶中，再加入兩種溶液總重0. 6%的增塑劑PEG200和兩種溶液總重0. 06%的甲醛，然后在10°C環(huán)境下儲(chǔ)存2小時(shí)，然后在50°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌反應(yīng)4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即可得到明膠/PVA復(fù)合膜。復(fù)合膜的力學(xué)性能測試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度為33. 6MPa,斷裂伸長率為535%，膜的溶解率測試結(jié)果為16. 1%。實(shí)施例4
稱取IOg聚乙烯醇置于三口燒瓶中，加入90g蒸餾水，在90°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，得到溶液濃度為10%的聚乙烯醇水溶液；
稱取IOg明膠置于燒杯中，加入90g蒸餾水，先在室溫下溶脹30min，后在50°C的恒溫水浴中攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，即得到溶液濃度為10%的明膠溶液；
將上述聚乙烯醇溶液和明膠溶液按重量比5 1加入到250ml三口燒瓶中，再加入兩種溶液總重0. 6%的增塑劑乙二醇和兩種溶液總重0. 08%的甲醛，然后在5°C環(huán)境下儲(chǔ)存4小時(shí)，然后在70°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌反應(yīng)4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即可得到明膠/PVA復(fù)合膜。復(fù)合膜的力學(xué)性能測試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度為36. 5MPa,斷裂伸長率為531%，膜的溶解率測試結(jié)果為9. 6%。對比例1
稱取IOg聚乙烯醇置于三口燒瓶中，加入90g蒸餾水，在90°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，得到溶液濃度為10%的聚乙烯醇水溶液；
稱取IOg明膠置于燒杯中，加入90g蒸餾水，先在室溫下溶脹30min，后在50°C的恒溫水浴中攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，即得到溶液濃度為10%的明膠溶液；
將上述聚乙烯醇溶液和明膠溶液按重量比4 1加入到250ml三口燒瓶中，加入兩種溶液總重0. 6%的增塑劑乙二醇，然后在0°C環(huán)境下儲(chǔ)存5小時(shí)，然后在50°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌反應(yīng)4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即可得到明膠/PVA復(fù)合膜。復(fù)合膜的力學(xué)性能測試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度為19. 8MPa,斷裂伸長率為610%，膜的溶解率測試結(jié)果為32. 9%。通過對比例和實(shí)施例之間的比較，也可以看出，在復(fù)合膜中明膠與PVA在相同比例時(shí)，加入甲醛后復(fù)合膜的斷裂伸長率有所下降，但是復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度有了明顯的提高，同時(shí)加入甲醛后膜的溶解率有所下降，可增強(qiáng)其耐水性。
權(quán)利要求
1.一種甲醛交聯(lián)明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟(1)聚乙烯醇溶液的制備稱取4-11重量份的聚乙烯醇加入三口燒瓶，再加入80-105重量份的蒸餾水，將燒瓶置于80-90°C的恒溫水浴中攪拌至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇水溶液，即PVA溶液；(2)明膠溶液的制備稱取5-10重量份的明膠加入燒杯中，再加入80-100重量份的蒸餾水，室溫下溶脹30min后，在50°C的恒溫水浴中攪拌至明膠完全溶解，過濾除去雜質(zhì)后，即得到明膠溶液；(3)明膠/PVA復(fù)合膜的制備將上述PVA溶液和明膠溶液按重量比31-5 :1加入到三口燒瓶中，再加入增塑劑和甲醛，攪拌后在0-10°C低溫下保存2-5小時(shí)，然后在30-70°C的恒溫水浴中攪拌4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即得到明膠/PVA復(fù)合膜。
2.如權(quán)利要求1所述的一種甲醛交聯(lián)明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，其特征在于所述的增塑劑為乙二醇、甘油或者PEG200，其用量為PVA溶液和明膠溶液總重的0. 6%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種甲醛交聯(lián)明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，其特征在于所述的甲醛的用量為PVA溶液和明膠溶液總重的0. 03%-0. 08%。
全文摘要
一種甲醛交聯(lián)明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，涉及一種明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，先將聚乙烯醇水溶液和明膠水溶液混合后，加入一定量的增塑劑和甲醛，然后在0-10℃下保存2-5小時(shí)，再在恒溫水浴中攪拌均勻，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即得到甲醛交聯(lián)的明膠/PVA復(fù)合膜。本發(fā)明制備的產(chǎn)品在擁有良好的相容性及一定降解性的同時(shí)，其比一般的明膠/PVA復(fù)合膜具有更好的力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C08L29/04GK102558589SQ20121001841
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者劉如意, 姚大虎, 張玉清, 李紀(jì)偉, 赫玉欣, 陸昶, 高喜平 申請人:河南科技大學(xué)