[發明專利]一種工業堿木質素/聚乙烯醇交聯薄膜的制備方法

無效

• 申請號: 201310298374.1
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103467759A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 方桂珍;蘇玲;馬艷麗;徐超;曲方玉
• 申請（專利權）人: 東北林業大學;方桂珍;蘇玲
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J3/24;C08L29/04;C08L97/00
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技術領域：

本發明是以工業堿木質素和聚乙烯醇經甲醛交聯制備的一種高分子薄膜材料。?

背景技術：

工業堿木質素是我國造紙業的主要副產物，直接排放會造成嚴重環境污染，而且堿木質素是芳香族可再生資源，污染物大量排放是對資源的極大浪費。因此對堿木質素的開發和利用，不僅可以減少對環境的污染，還可緩解資源危機，維持可持續發展。木質素以苯丙烷為結構主體，含酚羥基、醇羥基、甲氧基、羰基、醛基、烯鍵等基團，可進行多種化學反應，并且因含有眾多的芳環具有屏蔽紫外線輻射的能力，但由于沒有充分利用，木質素成為造紙工業主要的有機污染物。在環保資源充分利用方面，木質素的充分利用顯得尤為重要。?

針對傳統塑料地膜造成的白色污染等問題,許多?

發達國家都投入大量資金開發環境友好、多功能、低成本、完全降解的塑料材料和產品。但傳統降解塑料材料中都不可避免的使用了如聚乙烯等合成高分子材料,在降解過程中往往很難分解。聚乙烯醇（PVA）是一種水溶性的合成高分子材料，也是已知的極少可以通過環境微生物降解的材料，對環境無毒無害，可以廣泛應用于紡絲或薄膜材料。聚乙烯醇(PVA)分子鏈上含有大量的羥基，能在分子內和分子間形成氫鍵，具有隔氧性、隔油性、隔香性、耐磨性、耐化學腐蝕性等，是一種具有優良的機械、物理和化學性能的水溶性聚合物，在薄膜材料中占有非常重要的地位。?

中國羅學剛等報到了以木質素磺酸鹽與聚乙烯醇為原料，添加適量硼砂、明膠在水溶液中溶解共混制備復合膜的研究。對木質素/PVA復合膜力學性能及耐水性進行了報道。隨木質素磺酸鹽含量的增大，薄膜拉伸強度先增大后減小，而斷裂伸長率先減小后增大。國外學者對木質素與高分子復合制備復合材料也進行了大量的報道。KadLa報道了闊葉木硫酸鹽木質素分別與PEO、POT、PVA、PP熔融擠出材料的共混情況。他提出木質素與PEO和PET易混合，與PVA和PP不易混合。但對于木質素與PVA的混合情況沒有進行深入的說明。Mohanty等將聚丁二酸丁二醇酯（PBS）與木質素熔融共混制備復合材料，拉伸和彎曲性能都有提高。以上僅僅是將木質素作為填料用到高分子材料中或者是以可溶性的木質素磺酸鹽制備薄膜。但對于直接利用工業堿木質素制備薄膜材料還未見報道。工業堿木質素含有多種官能團，以羥基、羰基、羧基為主，可進行多種化學反應。為了提高材料的機械性能，木質素和PVA的相溶性，本文以甲醛為交聯劑，工業堿木質素和PVA發生縮醛反應，制備薄膜材料。此薄膜材料具有生物降解性，在農業和包裝領域都有巨大的應用價值。將木質素與熱塑性天然高分子共混，可望開發出一種新型專用包裝材料和覆蓋地膜。?

發明內容：

本發明是以工業堿木質素與聚乙烯醇經交聯制備的一種新型薄膜。?

將工業堿木質素經一定濃度的堿液溶解后，經過濾后噴霧干燥，得到精制的堿木質素。稱取適量的聚乙烯醇和堿木質素，加入到三口燒瓶中，然后加入適量的蒸餾水，于一定溫度一定轉速下攪拌一段時間后，加入交聯劑，反應一定時間后，停止攪拌。溶液冷卻至室溫，經真空脫泡，然后在玻璃板上流延成膜。?

本發明薄膜材料的性能：?

在偏堿條件下，利用木質素能溶于水，采用流延成膜法，室溫自然干燥成膜。堿木質素/PVA反應薄膜表面較光滑。?

對薄膜厚度測量、力學性能測定、光學性能測定等嚴格按照國家標準進行。由電鏡圖片堿木質素和PVA共混相容性很好。無論是共混還是交聯，薄膜表面都很光滑。但經甲醛交聯后，由于薄膜內物質分子量大，在干燥過程中在薄膜下表面沉積，斷面表現粗糙。堿木質素中的羥基和PVA中的羥基經交聯發生了化學反應。無論是共混還是交聯，木質素的加入都增大了薄膜的熱穩定性。薄膜的玻璃化轉變溫度（Tg）減小。木質素的加入減小了PVA膜的結晶性。加入堿木質素后，薄膜在紫外光區的吸光度提高了近90%，在可見光區的透過率降低了近40%，堿木質素對薄膜的吸光度和透過率影響較大；交聯劑的量增多可見光區透過率有所增大，但交聯劑對薄膜在紫外區吸光度變化不大，薄膜的紫外線吸收主要是受堿木質素的影響。?堿木質素/PVA反應膜可作為良好的紫外吸收材料。?

附圖說明：

圖1是制備薄膜的工藝流程圖；?

圖2是純PVA薄膜和堿木質素/PVA交聯薄膜的形貌圖；?

圖3是純PVA薄膜和堿木質素/PVA交聯薄膜的直觀透過率圖；?

圖4是（1）純PVA薄膜、（2）共混薄膜、（3）交聯薄膜平面（P）和斷面（F）掃描電鏡圖。?

具體實施方式