两亲性共聚物纳米片层共混增强聚乙烯醇热加工性能

摘要

【目的】聚乙烯醇(PVA)作为一种可生物降解的聚合物，由于其优秀的力学性能、阻隔性能、光学性能而广泛应用于诸多领域，被认为是现有可能造成大量污染的不可降解塑料材料的可能替代者之一.PVA难以热加工的特性大大限制了其在更多领域的应用，其结构单元中含有的羟基基团带来了大量的氢键相互作用，导致其熔融温度与热分解温度相近而难以进行热加工，同时，亲水结构使其易于吸水而面临力学性能下降问题.【方法】本研究设计合成了一种两亲性共聚物，这种共聚物可以在溶液中形成横向尺寸为数个微米的纳米片层结构.当PVA与两亲性共聚物纳米片层共混后，片层中的亲水部分可以与PVA分子链相通过氢键等非共价相互作用结合，而其疏水部分在热压加工时易于发生滑移，带动亲水层部运动，进而实现PVA共混材料的整体热加工.【结果】研究表明，共混后得到的复合膜熔融温度有所降低，可以在125～135℃下实现反复多次热压加工并保持较好的力学性能.复合膜的吸水率较纯PVA显著降低，随共混比例提高，吸水率逐渐降低，并且在高湿环境下可以较长时间维持其力学性能.同时，复合膜保持了85%～90%的透光率.【结论】本研究不仅通过简单的共混方法实现了PVA薄膜材料的可重复热压加工，还提出了解决其他面临热加工难题的可生物降解聚合物材料的热塑加工新策略.

关键词

聚乙烯醇 / 共混 / 热加工 / 两亲性共聚物