本發(fā)明涉及高分子材料加工，尤其涉及一種多層復(fù)合pva薄膜的制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚乙烯醇（pva）薄膜廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，包括包裝、涂層材料以及醫(yī)療用途等，由于其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、生物相容性及環(huán)境友好性，然而，單層pva薄膜在應(yīng)對(duì)特定環(huán)境壓力（如紫外線照射、氧化應(yīng)激、機(jī)械負(fù)載）時(shí)，往往顯示出性能上的不足，盡管現(xiàn)有技術(shù)已嘗試通過(guò)引入不同的添加劑或使用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)pva薄膜的性能，但這些方法在提高薄膜綜合性能的同時(shí)，往往忽略了制造過(guò)程的簡(jiǎn)便性、成本效率以及薄膜的均一性和可持續(xù)性。

2、為了克服這些限制，本發(fā)明旨在開發(fā)一種多層復(fù)合pva薄膜的制備方法，該方法能夠在不犧牲環(huán)境友好性和經(jīng)濟(jì)效益的前提下，顯著提升薄膜的機(jī)械性能、耐uv性能及抗氧化能力，現(xiàn)有技術(shù)中的制備方法往往無(wú)法有效地將不同功能的層次均勻、穩(wěn)定地復(fù)合在一起，導(dǎo)致薄膜的整體性能不穩(wěn)定。

3、因此，開發(fā)一種能夠確保薄膜各層之間良好粘合且操作簡(jiǎn)便的技術(shù)顯得尤為重要，以實(shí)現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中的廣泛性和可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述目的，本發(fā)明提供了一種多層復(fù)合pva薄膜的制備方法。

2、一種多層復(fù)合pva薄膜的制備方法，包括以下步驟：

3、s1：制備基礎(chǔ)支撐層，將高分子量pva粉末與去離子水混合，加熱并攪拌直至pva完全溶解，形成pva溶液a；并通過(guò)流延法將pva溶液a制備成第一層pva薄膜，作為基礎(chǔ)支撐層；

4、s2：制備功能調(diào)節(jié)層，將低分子量pva粉末、增塑劑以及去離子水溶解形成pva溶液b，隨后將紫外線吸收劑和抗氧化劑加入pva溶液b中，攪拌均勻后，通過(guò)流延法制備成第二層pva薄膜，作為功能調(diào)節(jié)層；

5、s3：制備優(yōu)化層，將納米顆粒與預(yù)備的pva溶液混合，形成均勻分散的納米復(fù)合溶液，并通過(guò)流延法制備成第三層pva薄膜，作為優(yōu)化層；

6、s4：通過(guò)熱壓合的方法，將制備的第一層pva薄膜、第二層pva薄膜和第三層pva薄膜復(fù)合在一起，形成多層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)；

7、s5：進(jìn)行膨潤(rùn)處理，將多層復(fù)合膜浸泡在含有溶脹劑的溶液中，使第二層pva薄膜充分膨潤(rùn)；

8、s6：選擇與pva相容的染料，對(duì)膨潤(rùn)后的多層復(fù)合膜進(jìn)行染色處理；

9、s7：對(duì)染色后的多層復(fù)合膜進(jìn)行x和y方向的雙向拉伸；

10、s8：對(duì)經(jīng)過(guò)雙向拉伸后的多層復(fù)合膜進(jìn)行熱定型處理，以固定薄膜的尺寸和形狀，得到最終多層復(fù)合pva薄膜成品。

11、可選的，所述高分子量pva粉末的分子量為130000-170000；低分子量pva粉末的分子量為70000-100000；所述納米顆粒選自氧化鈦或氧化鋅；增塑劑為甘油或乙二醇；紫外線吸收劑具體為羥基苯并三唑類化合物或二苯甲酮類化合物；抗氧化劑為丁基化羥基甲苯或丁基化羥基茴香醚。

12、可選的，所述s1具體包括：

13、s11：將高分子量pva粉末按比例加入去離子水中，所述高分子量pva粉末與去離子水的重量比為1:5至1:10；

14、s12：將混合后的溶液加熱至80℃至95℃，并持續(xù)攪拌30至60分鐘，直至pva粉末完全溶解，形成均勻的pva溶液a；

15、s13：將所得的pva溶液a冷卻至室溫，然后通過(guò)200至400目濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾，以去除未完全溶解的固體顆粒和雜質(zhì)；

16、s14：將過(guò)濾后的pva溶液a通過(guò)流延法制備成pva薄膜，過(guò)程中流延溫度控制在50至70℃，流延速度為5至15米/分鐘，所得薄膜厚度為50至100微米，作為基礎(chǔ)支撐層。

17、可選的，所述s2具體包括：

18、s21：將低分子量pva粉末按比例加入去離子水中，所述低分子量pva粉末與去離子水的重量比為1:4至1:8，攪拌并加熱至70℃至90℃，攪拌轉(zhuǎn)速控制在200至500轉(zhuǎn)/分鐘，直至pva完全溶解，形成pva溶液b；

19、s22：在pva溶液b中加入增塑劑，增塑劑的添加量為pva溶液b總重量的5%至15%，繼續(xù)攪拌30分鐘；

20、s23：在攪拌的條件下，依次將紫外線吸收劑和抗氧化劑加入pva溶液b中，其中紫外線吸收劑的添加量為pva溶液b總重量的0.1%至1%，抗氧化劑的添加量為pva溶液b總重量的0.1%至1.5%，添加后繼續(xù)攪拌30至60分鐘；

21、s24：將混合均勻的pva溶液b通過(guò)流延法制備成第二層pva薄膜，具體將流延溫度控制在40℃至60℃，流延速度為5至12米/分鐘，所得薄膜厚度為20至50微米，作為功能調(diào)節(jié)層。

22、可選的，所述s3具體包括：

23、s31：制備預(yù)備的pva溶液，將分子量為40000至100000的pva粉末與去離子水按1:4至1:8的重量比混合，并加熱至70℃至90℃，同時(shí)以200至500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌30至90分鐘，直至pva粉末完全溶解，形成均勻的pva溶液；

24、s32：將預(yù)備的pva溶液加熱至50℃至70℃，并以300至600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌；

25、s33：在持續(xù)攪拌的條件下，將納米顆粒緩慢加入pva溶液中，納米顆粒的添加量為pva溶液總重量的0.5%至5%，納米顆粒的粒徑為10nm至100nm；

26、s34：繼續(xù)以300至600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌1至2小時(shí)，直至納米顆粒在pva溶液中均勻分散，形成納米復(fù)合溶液；

27、s35：將均勻分散的納米復(fù)合溶液通過(guò)流延法制備成第三層pva薄膜，流延溫度控制在40℃至60℃，流延速度為3米/分鐘至10米/分鐘，所得薄膜厚度為10至30微米，作為優(yōu)化層。

28、可選的，所述s4具體包括：

29、s41：將制備好的第一層pva薄膜、第二層pva薄膜和第三層pva薄膜依次疊放在一起，確保每一層薄膜的表面平整、無(wú)皺褶；

30、s42：將疊放好的多層pva薄膜置于熱壓機(jī)中，熱壓機(jī)的上下壓板預(yù)熱至90℃至150℃，壓合壓力控制在1mpa至5mpa；

31、s43：將多層薄膜在熱壓機(jī)中保持壓合5至20分鐘，形成整體復(fù)合結(jié)構(gòu)；

32、s44：將復(fù)合好的多層膜從熱壓機(jī)中取出，置于冷卻臺(tái)上，使其自然冷卻至室溫。

33、可選的，所述s5具體包括：

34、s51：制備溶脹劑溶液，將去離子水與乙醇按體積比7:3至7:1混合，形成溶脹劑溶液，并將溶脹劑溶液加熱至30℃至60℃；

35、s52：將制備好的多層復(fù)合膜完全浸沒在預(yù)熱的溶脹劑溶液中；

36、s53：在溶脹劑溶液中保持多層復(fù)合膜浸泡10至60分鐘；

37、s54：將膨潤(rùn)后的多層復(fù)合膜從溶脹劑溶液中取出，并通過(guò)滾壓去除表面多余的溶液，然后將薄膜懸掛或平放于干燥臺(tái)上，自然晾干至室溫。

38、可選的，所述s6具體包括：

39、s61：染料為酸性染料或活性染料，酸性染料的濃度為0.1%至2.0%，活性染料的濃度為0.05%至1.5%；

40、s62：將選定的染料按比例溶解在去離子水中，所述染料與去離子水的重量比為1:50至1:200，形成染色液，并將染色液的溫度控制在30℃至70℃，ph值調(diào)節(jié)至4至7；

41、s63：將膨潤(rùn)后的多層復(fù)合膜完全浸沒在染色液中，染色時(shí)間為20至80分鐘，并在此期間保持染色液的均勻攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速控制在100至300轉(zhuǎn)/分鐘；

42、s64：染色完成后，將多層復(fù)合膜從染色液中取出，立即在去離子水中沖洗以去除未被吸附的多余染料，沖洗水的溫度控制在25至40℃；

43、s65：將沖洗后的多層復(fù)合膜懸掛在干燥臺(tái)上，干燥至室溫。

44、可選的，所述s7具體包括：

45、s71：將染色后的多層復(fù)合膜固定在雙向拉伸裝置的夾具上，確保膜片平整無(wú)皺褶；

46、s72：將多層復(fù)合膜首先沿x方向進(jìn)行拉伸，拉伸倍率為2至5倍，拉伸速度為1至10毫米/秒；

47、s73：在完成x方向的拉伸后，立即沿y方向進(jìn)行拉伸，拉伸倍率為2至5倍，拉伸速度為1至10毫米/秒；

48、s74：在完成雙向拉伸后，將拉伸后的多層復(fù)合膜保持在拉伸狀態(tài)下進(jìn)行冷卻，冷卻至室溫，固定拉伸后的薄膜尺寸和形狀。

49、可選的，所述s8具體包括：

50、s81：將經(jīng)過(guò)雙向拉伸后的多層復(fù)合膜固定在熱定型裝置的框架上，確保薄膜在框架上平整無(wú)皺褶，保持在拉伸狀態(tài)下；

51、s82：將固定好的多層復(fù)合膜置于熱定型爐中，熱定型溫度控制在100℃至160℃，定型時(shí)間為2至15分鐘；

52、s83：在定型時(shí)間結(jié)束后，將多層復(fù)合膜從熱定型爐中取出，并立即置于冷卻臺(tái)上進(jìn)行快速冷卻，冷卻溫度控制在25℃至40℃；

53、s84：冷卻完成后，將多層復(fù)合膜從框架上取下，得到最終的多層復(fù)合pva薄膜成品。

54、本發(fā)明的有益效果：

55、本發(fā)明，通過(guò)采用分層制備的方式，不同層次間的功能得到了專門的優(yōu)化，例如功能調(diào)節(jié)層的抗氧化劑和紫外線吸收劑顯著提高了薄膜的穩(wěn)定性和使用壽命，此外，優(yōu)化層的納米顆粒增強(qiáng)了薄膜的屏障性能和可能的導(dǎo)電性，使得這種薄膜不僅適用于傳統(tǒng)領(lǐng)域，還能拓展至電子和生物醫(yī)藥領(lǐng)域。

56、本發(fā)明，采用水基溶液和簡(jiǎn)化的熱壓合工藝，減少了有害溶劑的使用，符合綠色化學(xué)的原則，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程易于控制，成本效率高，易于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，通過(guò)這種方法制備的多層復(fù)合pva薄膜具有良好的綜合性能和較高的成本效益，有望在市場(chǎng)上獲得廣泛應(yīng)用。