[发明专利]碱木质素/PVA隔光共混膜的制备

说明书

技术领域

本申请属于薄膜技术领域，特别涉及一种碱木质素/聚乙烯醇（PVA）隔光共混膜的制备技术。

背景技术

为应对日益逼近的能源危机和资源约束，利用可再生资源，如木材或其他植物等，生产新型高分子材料，替代以石油资源为来源的传统高分子材料的技术应运而生，制备新型的可生物降解塑料，并实现了工业化生产。

文献“张世明，罗春明等。抗紫外线聚酯薄膜的研究。绝缘材料，2010，43(5)：3-6”公开了一种抗紫外线薄膜的制备，在聚酯合成过程中添加无机纳米材料抗紫外剂，制备了抗紫外线聚酯，通过双向拉伸设备制备出抗紫外线聚酯薄膜

文献“侯大寅，汤辉等。纳米AZO膜的制备及其光电性能。纺织学报，2009，,30（10）:75-79”公开了一种采用磁控溅射技术在丙纶非织造布上制备掺铝氧化锌(AZO)薄膜。

但是采用掺杂无机粒子制备抗紫外线薄膜的局限性在于：在薄膜的制备过程中由于添加了金属氧化物而难以降解对环境造成污染,同时增加了成本。

木质素为非定型结构，力学强度低，不能单独成膜，但来源广泛、价格低廉、可降解，对紫外线有很好的吸收作用。聚乙烯醇（PVA）是一种性能优良，用途广泛的水溶性聚合物，由它制备的薄膜具有优异的阻氧性、阻油性、耐磨性、抗撕裂性、耐化学腐蚀性和溶剂选择性等，在一定条件下还具有水溶性和可生物降解性，而PVA与木质素之间具有较好的相容性，通过共混可以获得结合两者优良性能的绿色环保的薄膜材料。

发明内容

为了克服制备薄膜材料在降解过程中很难分解而造成的环境污染等问题，本发明提供一种环境友好的碱木质素/PVA隔光共混膜的制备。

本发明采用技术方案如下：

本发明碱木质素/PVA隔光共混膜的制备方法的特点在于：首先以工业碱木质素为原料制备碱木质素，再将碱木质素、聚乙烯醇（PVA）和蒸馏水进行物理共混制备成膜液，成膜液经超声处理、真空脱泡、干燥后得到碱木质素/PVA隔光共混膜；

所述工业碱木质素为麦草碱木质素；

所述聚乙烯醇（PVA）为PVA2488，分子量118000～124000，醇解度86～89%，平均聚合度2400～2500。

本发明碱木质素/PVA隔光共混膜的制备方法的特点在于按以下步骤操作：

（1）碱木质素的制备：采用碱溶处理的方法制备碱木质素，将麦草碱木质素溶于0.1mol/L的NaOH溶液中，配置成质量分数为5%的溶液，过滤除去不溶物，经实验型喷雾干燥机处理，得到碱木质素。

（2）碱木质素/PVA共混膜的制备：将步骤（1）得到的碱木质素、PVA2488以及蒸馏水加入250mL的三口瓶中得到混合液，混合液的浓度为4%～5%，将其置于85～90℃的恒温水浴中以500～600r/min的速度搅拌3～4h，然后进行超声处理15～20min，再在温度为20～25℃、真空度为0.05～0.09MPa的条件下真空脱泡20～25min，得到碱木质素/PVA成膜液。

（3）碱木质素/PVA共混膜的制备：将步骤（2）得到的成膜液采用流延法于平整的聚四氟乙烯板上流延成膜，并用刮板刮匀，在室温下干燥24～28h，得到碱木质素/PVA共混膜，用螺旋测微器测得共混膜的厚度为35～65μm。

本发明通过碱木质素与PVA共混制备隔光膜材料，可以结合碱木质素吸收紫外线、可生物降解等优点来进一步改进PVA的性能。同时呈空间网状结构的碱木质素分子与PVA分子链之间相互缠绕，通过氢键作用力形成了网状缠结结构，限制了PVA分子链的运动，从而增大了共混膜的力学性能，提高了共混膜的均一性。与《化工新型材料》2007年35卷第5期72-74页报到的添加甲醛、尿素和硼砂对木质素/PVA复合膜相比，本发明的共混膜具有更加良好的力学性能。与《化工学报》2011年62卷第6期1730-1735页报到的添加硼砂和明胶的木质素磺酸钠与PVA共混薄膜相比，力学性能近似，但本发明的碱木质素和PVA具有更好的两相相容性，结合碱木质素可吸收紫外线的特点，明显地提高了共混膜的隔光性能，同时生产工艺更加简单，成本较为低廉。