[发明专利]一种改性聚乙烯醇及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚乙烯醇的改性方法及其应用，其制备方法是：将聚乙烯醇与无水二甲基亚砜混合，采用磁力搅拌，加热使其完全溶解后，降温，然后加无水二甲基亚砜和无水四氢呋喃的混合液，单乙烯基醚类烷烃单体，一水合对甲苯磺酸作催化剂，催化得到聚乙烯醇改性的产物，该反应速率较快，同时，产物结构中有缩醛键，具有酸降解功能。本发明的优点是，所用到的试剂及原料常见易得，反应速率快，反应条件温和，操作方法简单，改性的聚乙烯醇可以在酸性条件下降解，比较环保，在可降解膜领域内具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子改性领域，更具体的说是涉及一种改性聚乙烯醇及其制备方法和应用。

背景技术

聚乙烯醇是一种用途极为广泛的水溶性高分子，由聚醋酸乙烯酯在碱性或酸性条件下醇解得到。聚乙烯醇性能独特，被广泛应用于生产制造涂料、乳化剂、胶黏剂和塑料薄膜等产品，其薄膜有较高的机械强度，且价格低廉，绿色环保，透明度高，对氧气有极大的阻隔性。另外，聚乙烯醇由于具有很好的粘接性能，坚韧透明，耐油，耐溶剂，耐磨等优点，使其在纺织、医药、食品、建筑、印刷、农业、工业、生物医用材料以及冶金等行业具有广阔的市场前景。

尽管聚乙烯醇有着广泛的用途，但由于结构中含有大量羟基，致使其制得的膜机械性能柔、耐水性能差，这极大地限制了其应用，无法满足聚乙烯醇膜在实际应用中的使用需求。为此，需要对聚乙烯醇进行改性，提高其耐水性，拓宽其功能。目前，对聚乙烯醇膜进行改性的方法有物理改性和化学交联。物理改性，主要是通过共混改性、纳米复合等方法；化学交联主要是酯化交联、羟醛缩合方法。酯化法是通过聚乙烯醇与有机酸在高温下发生的酯化反应实现的，可以明显的调高聚乙烯醇的耐水性，但是比较耗时耗能，而羟醛缩合是通过聚乙烯醇与二元醛产生交联反应，一般在酸性条件下催化合成时，往往也需要加热，比较耗时耗能。因此，开发反应条件温和，又可以提高聚乙烯醇耐水性的改性方法显得尤为必要。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种聚乙烯醇的改性方法，该方法简单易行，通过单乙烯基醚类烷烃与聚乙烯醇上的羟基反应，形成缩醛键，达到改善聚乙烯醇耐水性的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种改性聚乙烯醇，

其结构式为：

作为本发明的进一步改进，

所述R为下述结构之一：

作为本发明的另一发明目的，提供一种改性聚乙烯醇的制备方法，

步骤一：将聚乙烯醇在100-120℃的烘箱中干燥10-15h，之后将其加入到装有第一溶剂的反应容器中，采用磁力搅拌，在40-60℃的水浴或者油浴中加热，直至体系成为均一透明的无色液体，形成第一混合物，停止加热。

步骤二：待第一混合物降温至35-40℃，向其中加入第二混合溶剂，搅拌1-2min，加入酸催化剂，搅拌4-5min，形成第二混合液。

步骤三：将单乙烯基醚类物质加入第二混合液中，在35-40℃的水浴中反应1-2h，反应结束，向体系中加入有机碱，调节体系的pH在7-8，将其滴加到第三溶剂中，得到白色沉淀物，将收集到沉淀物溶于第四溶剂中，干燥，然后滴加到大量的第五溶剂中，收集沉淀物，将其置于真空干燥箱中烘干，得到产物。

作为本发明的进一步改进，

所述将单乙烯基醚类物质分子式为：

所述R为下述结构之一：

作为本发明的进一步改进，

所述第一溶剂为无水二甲基亚砜；