[發(fā)明專(zhuān)利]一種加速聚乙烯醇溶解的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310444009.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103483598A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐梁;周冕;張念;胡顏剛;李橋;李晨曦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J3/00
• 分類(lèi)號(hào): C08J3/00;C08J3/28;C08L29/04
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 穆祥維

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種采用機(jī)械活化和固相溶脹加速聚乙烯醇溶解的方法。

背景技術(shù)

聚乙烯醇（Polyvinyl?alcohol，PVA）是一種無(wú)毒水溶性高分子聚合物，被廣泛應(yīng)用于纖維、薄膜、醫(yī)藥、粘合劑等領(lǐng)域。聚乙烯醇是一種多羥基化合物，親水性很強(qiáng)，但聚乙烯醇顆粒卻難溶于水，嚴(yán)重的限制了聚乙烯醇的應(yīng)用及發(fā)展。聚乙烯醇在水中的溶解過(guò)程復(fù)雜，而且隨其聚合度、醇解度的不同而有很大區(qū)別。究其原因是由于聚乙烯醇分子間及分子內(nèi)的氫鍵締合作用以及高度的結(jié)晶性造成的。因此，探索一種能快速溶解聚乙烯醇的方法，是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)所面臨的一大實(shí)際問(wèn)題。

?????為快速溶解聚乙烯醇，已有學(xué)者從聚乙烯醇的制備階段進(jìn)行探索。例如中國(guó)專(zhuān)利CN?102827316?A公開(kāi)了一種低結(jié)晶度聚乙烯醇的制備方法。該方法包括聚合、醇解和干燥各單元等過(guò)程，將醇解后的聚乙烯醇半成品于30～120℃下熱風(fēng)干燥，0.5～5小時(shí)得到低結(jié)晶度的聚乙烯醇，所制產(chǎn)品溶解性能有所提高。此方法是從聚乙烯醇的制備階段進(jìn)行探索，而對(duì)于聚乙烯醇成品的溶解難問(wèn)題，并不適用。

????目前，聚乙烯醇成品常用的溶解方法有加熱攪拌法和改性法。加熱攪拌法即高溫?zé)蟆⒏咚贁嚢瑁芙膺^(guò)程長(zhǎng)達(dá)2～4小時(shí)，能耗極高；改性法則是向聚乙烯醇分子引入一些親水性基團(tuán)，增強(qiáng)聚乙烯醇的水溶性，此方法雖能解決聚乙烯醇溶解難的問(wèn)題，但通常情況下，所引入的基團(tuán)易影響聚乙烯醇的其他性能，例如粘黏性、滲透性下降等。因此，尋找一種新的能耗低、耗時(shí)短且不降低聚乙烯醇優(yōu)異性能的溶解方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種旨在解決聚乙烯醇溶解耗能高、時(shí)間長(zhǎng)的加速聚乙烯醇溶解的方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種加速聚乙烯醇溶解的方法，采用機(jī)械活化對(duì)聚乙烯醇進(jìn)行處理，破壞其分子結(jié)構(gòu)，在機(jī)械活化的同時(shí)加入固體小分子溶劑，固體小分子溶劑滲透進(jìn)入聚乙烯醇分子中，使其發(fā)生固相溶脹，從而實(shí)現(xiàn)快速溶解聚乙烯醇。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述機(jī)械活化包括兩個(gè)階段：預(yù)處理階段和機(jī)械力處理階段；

所述預(yù)處理階段是指將聚乙烯醇經(jīng)過(guò)微波、光照射、超聲、電場(chǎng)或磁場(chǎng)進(jìn)行預(yù)處理；

所述機(jī)械力處理階段是指對(duì)經(jīng)預(yù)處理過(guò)的聚乙烯醇進(jìn)行摩擦、碰撞、沖擊或剪切機(jī)械力處理。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述分子結(jié)構(gòu)是氫鍵結(jié)構(gòu)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的又一種優(yōu)選方案，固相溶脹是指固體小分子物質(zhì)自發(fā)或非自發(fā)的進(jìn)入聚合物分子鏈間，減弱或破壞聚合物分子鏈間的作用力，或是插入到聚合物的晶格中，使聚合物的晶格畸變，聚合物的體積發(fā)生一定程度的膨脹。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)方案，對(duì)聚乙烯醇進(jìn)行固相溶脹處理是指將固體小分子溶劑與聚乙烯醇混合，在機(jī)械活化過(guò)程中，固體小分子物質(zhì)進(jìn)入聚乙烯醇的分子鏈間，減弱或破壞聚乙烯醇分子鏈間的作用力，或是插入到聚乙烯醇的晶格中，使聚乙烯醇的晶格畸變，聚乙烯醇的體積發(fā)生一定程度的膨脹。

作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)方案，所述固體小分子溶劑是具有強(qiáng)極性或強(qiáng)滲透性的物質(zhì)。

作為本發(fā)明的又一種改進(jìn)方案，聚乙烯醇溶解是指聚乙烯醇在30～95℃進(jìn)行溶解。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案，聚乙烯醇是經(jīng)過(guò)機(jī)械活化和固相溶脹處理后的聚乙烯醇。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明所采用的方法能耗低、耗時(shí)短、操作簡(jiǎn)便、無(wú)污染，無(wú)需高溫高壓，屬于環(huán)境友好型方法。

2、本發(fā)明采用機(jī)械活化處理聚乙烯醇，預(yù)先破壞了聚乙烯醇分子間的氫鍵和結(jié)晶結(jié)構(gòu)，有效的縮短了聚乙烯醇的溶解時(shí)間。

3、本發(fā)明使聚乙烯醇發(fā)生固相溶脹，縮短了與液體溶劑作用的時(shí)間。

4、經(jīng)本發(fā)明方法處理過(guò)的聚乙烯醇，在溶解過(guò)程中，固液兩種溶劑相對(duì)滲透，極大的提高了聚乙烯醇的溶解效率。

5、本發(fā)明所述方法適用性廣，可有效改善水溶性聚合物的溶解性，尤其對(duì)多羥基化合物作用明顯。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。

一種加速聚乙烯醇溶解的方法，采用機(jī)械活化對(duì)聚乙烯醇進(jìn)行處理3min～5min；然后將預(yù)處理過(guò)的聚乙烯醇與固體小分子溶劑均勻混合，進(jìn)行機(jī)械力處理30min～60min；將經(jīng)機(jī)械活化和固相溶脹處理后的聚乙烯醇加入去離子水，在30～95℃進(jìn)行溶解進(jìn)行溶解。