一种反向极化聚乙烯醇的制备方法与流程

1.本发明属于聚乙烯醇生产领域。
技术背景
2.聚乙烯醇是一种水溶性高分子聚合物，具有人体友好、环境友好的特性，同时其致密性好、粘接力强，制成的薄膜柔韧平滑、耐油、耐溶剂、耐磨耗、气体阻透性好，兼具水溶和可生物降解性，作为一种绿色环保材料，在食品包装、医药、农用等领域受到广泛关注。但由于pva分子上含有大量的羟基，其分子结构规整、结晶度高，熔融温度与分解温度接近，在制膜过程中很难实现熔融加工。改善pva熔融加工性能的传统方法是引入羟基、氨基、酰胺基聚合物或者小分子，减弱pva分子内和分子间氢键的作用力，达到可热塑加工的目的。
3.但是加入此类增塑剂如甘油，使用量过大会因为发生相分离导致增塑效果急剧降低，同时甘油易析出，使制品表面发油发脆。此外增塑剂易吸湿、高温易挥发、增塑效果不理想等问题依旧存在，对于聚乙烯醇增塑体系的研究仍有很多工作要做。


技术实现要素：

4.基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种反向极化聚乙烯醇的制备方法，以提高其热塑加工性能。
5.本发明为实现目的，采用如下技术方案：
6.一种反向极化聚乙烯醇的制备方法，其特征在于：
7.(1)将聚乙烯醇粉末和锂化物通过螺杆造粒机进行混合，制得a料；
8.(2)将聚乙烯醇粉末和含锂卤化物通过螺杆造粒机进行混合，制得b料；
9.(3)将a料和b料混合，即获得反向极化聚乙烯醇。
10.进一步地，所述锂化物为lio、lin、lioh、lid、li2co3和li2c2中的至少一种。
11.进一步地，在所述a料中，锂化物用量为聚乙烯醇粉末质量的0.012％～0.8％。
12.进一步地，所述含锂卤化物为liclo4、lipf6和libf4中的至少一种。
13.进一步地，在所述b料中，含锂卤化物的用量为聚乙烯醇粉末的0.005
‰
～0.04
‰
。
14.进一步地，在a料和b料混合时，锂化物与含锂卤化物的质量比为3～1600：1。
15.与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
16.pva作为电介质，其介电常数较高，而且是不对称高分子，极化性很强。因此本发明将pva与碱金属还原剂和卤素氧化剂分别共聚后混合，带有反极性的原子形成外加电场，pva作为电介质，表面出现极化电荷，由此聚乙烯醇被极化。当电场强度足够高时，部分氢键将被破坏，形成线性的、枝状的或网状的结构，致使pva熔点、结晶度降低，在后续熔融加工过程中，不易碳化，加工温度降低，对pva结构性能影响较小，有利于pva下游产品性能提升。通过该方法制备的pva母粒经吹膜后，得到的pva薄膜具有透明度高、无皱折、晶点少等特点。
具体实施方式
17.下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
18.下述实施例中所用造粒机型号为tsh-65p.06.00型，所用吹膜机型号为fm1300mm型。
19.实施例1
20.本实施例按如下步骤制备反向极化聚乙烯醇：
21.(1)将90公斤pva粉末和90克li2co3加入到混料机中，120r/min混料9分钟，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，形成a料。
22.(2)将90公斤pva粉末和2克libf4加入到混料机中，120r/min混料9分钟，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，形成b料。
23.(3)将a料和b料按照50％：50％的质量比混合，即获得反向极化聚乙烯醇。
24.上述步骤(1)、(2)中双螺杆挤出机的工艺参数如表1所示。
25.表1双螺杆挤出机工艺参数(以下实施例均相同)
26.一区二区三区四区五区六区七区机头转速喂料1601901901901901901901902365.84
27.将本实施例所得反向极化聚乙烯醇经吹膜制成聚乙烯醇薄膜，吹膜加工温度为140℃、165℃、175℃、180℃和175℃。
28.经测试，本实施例所得薄膜的厚度为25μm、透明度＞95％、无皱折、无明显晶点。
29.实施例2
30.本实施例按如下步骤制备反向极化聚乙烯醇：
31.(1)将90公斤pva粉末和85克lio加入到混料机中，120r/min混料9分钟，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，形成a料。
32.(2)将90公斤pva粉末和0.5克liclo4加入到混料机中，120r/min混料9分钟，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，形成b料。
33.(3)将a料和b料按照85％：15％的质量比混合，即获得反向极化聚乙烯醇。
34.将本实施例所得反向极化聚乙烯醇经吹膜制成聚乙烯醇薄膜，吹膜加工温度为145℃、165℃、170℃、180℃和170℃。
35.经测试，本实施例所得薄膜的厚度为25μm、透明度＞95％、无皱折、无明显晶点。
36.实施例3
37.本实施例按如下步骤制备反向极化聚乙烯醇：
38.(1)将90公斤pva粉末和85克lioh加入到混料机中，120r/min混料9分钟，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，形成a料。
39.(2)将90公斤pva粉末和1克liclo4加入到混料机中，120r/min混料9分钟，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，形成b料。
40.(3)将a料和b料按照60％：40％的质量比混合，即获得反向极化聚乙烯醇。
41.将本实施例所得反向极化聚乙烯醇经吹膜制成聚乙烯醇薄膜，吹膜加工温度为145℃、165℃、170℃、180℃和170℃。
42.经测试，本实施例所得薄膜的厚度为25μm、透明度＞95％、无皱折、无明显晶点。
43.对比例1
44.(1)将90公斤pva粉末和90克li2co3加入到混料机中，120r/min混料9分钟，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，形成a料。
45.(2)将90公斤pva粉末加入到混料机中，120r/min混料9分钟，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，形成b料。
46.(3)将a料和b料按照50％：50％的质量比混合，然后经吹膜制成聚乙烯醇薄膜，吹膜加工温度为180℃、210℃、225℃、225℃和195℃。本对比例所制成的聚乙烯醇薄膜发黄现象严重，存在大量晶点、有焦糊味。
47.对比例2
48.(1)将90公斤pva粉末加入到混料机中，120r/min混料9分钟，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，形成a料。
49.(2)将90公斤pva粉末和3克libf4加入到混料机中，120r/min混料9分钟，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，形成b料。
50.(3)将a料和b料按照50％：50％的质量比混合，然后经吹膜制成聚乙烯醇薄膜，吹膜加工温度为180℃、210℃、225℃、225℃和195℃。本对比例所制成的聚乙烯醇薄膜发黄现象严重，存在大量晶点、有焦糊味。
51.对比例3
52.(1)将180公斤pva粉末放入混料机中，120r/min混料9分钟，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒，形成聚乙烯醇颗粒。
53.(2)将造粒完成的聚乙烯醇颗粒进行吹膜。吹膜加工温度为180℃、210℃、225℃、225℃和195℃。加工时，发生焦化、碳化，无法成膜。
54.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出相应的调整和改进，这些调整和改进也应视为本发明的保护范围。