改性可降解聚乙烯醇阻隔涂布膜可行性研究报告

时间:2011-08-07 08:54 作者:百瑞尔包装材料 点击: 次
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1. 改性聚乙烯醇(PVA)涂布液的制备及其涂布膜的交联固化
    方法一:将二异氰酸酯与聚乙二醇(PEG)(分子量为数百至数千)按摩尔比2:1进行充分反应,制得端基为异氰酸酯的水性PEG预聚物,然后用苯酚将该预聚物的端异氰酸酯封端。将适量封端的PEG预聚物溶于PVA水溶液中,再加入其他助剂配制成改性PVA涂布液。将PVA涂布液通过涂布机均匀涂布在基材薄膜表面后,在130oC-140 oC下烘烤以将涂层中的水分烘干,当涂层水分挥发殆尽后,涂层中PEG预聚物两端的封端小分子开始挥发出来,重新释放出异氰酸酯基团,含有端异氰酸酯的PEG预聚物可以与PVA的羟基反应,使得PVA涂层发生一定程度的交联,降低PVA的氢键作用,大大改善其耐水性能。
方法二:利用树枝状聚合物和超支化聚合物具有众多可反应端基官能团(如羧基和氨基等)的特点,如图1所示,将适量树枝状聚合物或超支化聚合物以及缩合催化剂溶于PVA水性涂布液中,然后将改性PVA涂布液通过涂布机均匀涂布在基材薄膜表面后,在130oC-140 oC下烘烤,当涂层水分挥发殆尽后,树枝状聚合物或超支化聚合物的端羧基或端氨基在缩合催化剂的作用下与PVA上的羟基发生缩合反应,使得涂层发生一定程度的交联,同时降低了PVA的氢键作用,大大改善其耐水性能。
 树枝状聚合物PAMAM结构示意图;(b)超支化聚合物H20结构示意图,其端羟基可改性为羧基或氨基
该部分的关键环节是借助傅立叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)和化学滴定法分析改性剂的结构和活性官能团,表征改性剂结构和涂层性能之间的关系,研究反应物配比、反应温度、反应时间等制备工艺对涂层性能的影响,确定优化的反应工艺。
2. 涂布工艺的确定
在实际涂布生产中,一般所涂布的基材有BOPP、BOPET、BOPA、PTE和PE等,不同材料的表面极性各不相同,为了获得更好的涂布效果和涂层粘附力,除对基材表面进行电晕处理外,改变PVA涂布液中缩合剂的用量和官能团种类也可以明显改善涂布效果和提高涂层粘附力。另外,缩合剂的加入会在一定程度上增大涂布液的表观粘度,这会影响涂布的均匀度和涂布速度,需要加入一定的稀释剂来改善。
该部分的关键环节是需要在涂布工艺上反复摸索,调整加工性能,调整阻隔性,确定涂布厚度与阻隔性的关系。其次,应进行批量涂布实验,取得第一手资料,并严格进行品质跟踪、检测,逐步扩大使用范围。改性PVA涂布液形成系列化、专业化、市场化,在工艺方面还需做更多细致深入的工作。

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