[发明专利]一种具有疏松结构的聚乙烯醇薄膜及其制备方法

摘要

本发明属于高分子功能材料技术领域，具体为一种具有疏松结构的聚乙烯醇（PVA）薄膜及其制备方法。本发明使用二次交联成膜法，利用对羟基具有不同活性的交联剂对传统聚乙烯醇薄膜进行二次改性而制得的具有疏松结构的薄膜。所得薄膜具有疏松的多孔结构，与目前同类的交联聚乙烯醇薄膜相比，在具有更高的断裂伸长率和拉伸强度的同时，具备更好的水、气透过性，同时在聚乙烯醇薄膜的良溶剂环境下具有更高的溶剂吸收率和更好的尺寸稳定性。本发明所制备的产物薄膜可广泛应用在传统聚乙烯醇薄膜所使用的领域，如聚乙烯醇蒸汽渗透膜、渗透蒸发膜、反渗透膜、气体增湿膜等薄膜适用领域。同时，利用在聚合物内部构建疏松结构的方法在其他薄膜的改性制备过程中也有借鉴和应用前景。

主权项

1.具有疏松结构的PVA薄膜的制备方法，其特征在于，原料组分为：聚乙烯醇树脂                   100份，以‑CH₂‑CHOH‑单元物质的量计；聚乙烯醇接枝改性物             5~100份，以物质的量计；第一交联剂                     50~100份，以物质的量计；第二交联剂                     50~100份，以物质的量计；增塑剂                         50~150份，以物质的量计；采用以下3种方法中的一种：（1）在PVA溶液中加入第一种交联剂并混合均匀后，涂覆于膜框中于适宜温度下烘干成膜，烘干期间进行第一次交联，待第一次交联完成后，将溶有第二种交联剂的PVA良溶剂倒于该膜框中，使膜在第二种交联剂的溶液中溶胀并发生第二次交联反应，再次烘干待第二次交联完成后得到终产物；（2）在PVA溶液中加入两种交联剂的混合溶液，涂覆于膜框中，在适宜温度下烘干成膜，待两个交联过程都完成后得到终产物；（3）对聚乙烯醇进行接枝改性并溶解后，加入第一种交联剂，涂覆于膜框中烘干成膜发生第一次交联反应，待第一次交联完成后，将溶有第二种交联剂的PVA良溶剂倒于该膜框中，使膜在第二种交联剂的溶液中溶胀并发生第二次交联反应，再次烘干待第二次交联完成后得到终产物；这里所述的疏松结构是指二次交联构建网络的过程中发生微相分离和溶剂蒸发，产生的微米级别的孔洞；所述三种方法的具体反应流程如下：制备方法（1）：第一步：将100份PVA溶于其良溶剂并加入第一交联剂50~100份，分散均匀后刮涂于一定尺寸膜框中，在适合第一交联剂反应的温度下烘干成膜，在此烘干过程中发生第一次交联反应；第二步：将50~100份第二交联剂均匀分散于PVA良溶剂中，均匀涂抹于第一步中得到的初次改性薄膜，在适合第二交联剂反应的温度下烘干成膜，在此烘干过程中发生第二次交联反应，最终得到产物薄膜；其化学过程如下式所示;第一步：第二步：制备方法（2）：将100份PVA溶于其良溶剂并加入第一交联剂50~100份，第二交联剂50~100份，分散均匀后刮涂于一定尺寸膜框中，在一定温度下烘干成膜，在此烘干过程中发生两种反应速度不同的交联反应，最终得到产物薄膜;其化学过程如下式所示：制备方法（3）：第一步：将100份PVA溶于其良溶剂，加入20~50份可与PVA发生反应的接枝改性物对PVA进行接枝改性；第二步：加入可与接枝改性后的PVA反应的第一交联剂50~100份，分散均匀后刮涂于一定尺寸膜框中，在适合第一交联剂反应的温度下烘干成膜，在此烘干过程中发生第一次交联反应；第三步：将50~100份第二交联剂均匀分散于PVA良溶剂中，均匀涂抹于第一步中得到的初次改性薄膜，在适合第二交联剂反应的温度下烘干成膜，在此烘干过程中发生第二次交联反应，最终得到产物薄膜；其化学过程如下式所示：第一步：第二步：第三步：上述三种制备方法的化学过程中，R₁，R₂分别为第一和第二交联剂；R₁’为R₁交联多个PVA链上的基团后生成的结构；R₂’为R₂交联多个PVA链上的基团后生成的结构，A为能够接枝到PVA链上的物质；A’为A接枝到PVA链上所生成的结构。