一种耐水的生物质/PVA复合膜及其制备方法和应用

本发明涉及膜材料，尤其指一种耐水的生物质/pva复合膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在自然环境条件中传统的废塑料产品难以降解回收利用，很多地方都出现了严重的“白色污染”，影响着地球的生态环境，造成了极大的危害。人们在迫切渴望地寻找一类可自然降解的塑料产品来全面替代过去传统的塑料。可降解性的聚乙烯醇(pva)薄膜由于优异的成膜性、低成本、化学稳定性、生物相容性和高亲水性，已经开始被关注并应用于农业以及食品等领域。pva中的羟基可在分子内和分子间形成强氢键，通过氢键可与水形成强相互作用，导致pva具有高度亲水性。因此，pva膜的耐水性能很差，使得膜在应用时若遇水容易对膜的性能造成不利影响，导致pva膜的应用有很大的局限性。然而，目前鲜有针对提高pva膜耐水性能的研究，改善和提高pva膜的耐水性能是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的之一是提供一种生物质/pva复合膜的制备方法，通过生物质材料对pva进行复合化，制得耐水性好的可降解生物质/pva复合膜材料。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种耐水的生物质/pva复合膜的制备方法，包括以下步骤：将pva溶解后，加入生物质材料，共混，成膜，干燥，即得到生物质/pva复合膜。

3、其中，所述生物质材料的用量为pva质量的0.1～35%。优选为，生物质材料的用量为pva质量的10～20%。更优选为，生物质材料的用量为pva质量的20%。

4、其中，所述生物质材料包括但不限于是淀粉、纤维素、木质素、甲壳素、壳聚糖、海藻酸钠等中的至少一种。

5、在上述制备步骤中，在加入生物质材料后，再加入一定量的增塑剂。

6、其中，所述增塑剂的用量为pva质量的1～5%。优选为，增塑剂的用量为pva质量的1～3%。更优选为，增塑剂的用量为pva质量的1%或3%。

7、其中，所述增塑剂为无毒可降解材料，包括但不限于是d-山梨醇、乙二醇、丙二醇、甘油等。

8、其中，所述共混可在油浴锅中进行搅拌，共混的温度为60～120℃，共混的时间为2～6h。优选为，共混的温度为90～95℃，共混的时间为3h或4h。更优选为，共混的温度为90℃或95℃。

9、其中，所述干燥可在烘箱中进行，干燥的温度为60～100℃，干燥的时间为2～10h。优选为，干燥的温度为80～90℃，干燥的时间为6h。更优选为，干燥的温度为80℃或90℃。

10、其中，所述成膜可以通过溶液浇铸法或水溶液流延法。

11、本发明的另一目的在于提供一种耐水的生物质/pva复合膜，其通过上述的耐水的生物质/pva复合膜的制备方法制备得到。

12、另外，上述耐水的生物质/pva复合膜还可以在塑料工业领域中进行应用。

13、本发明通过生物质材料对pva进行复合化，制得了耐水性好的可降解生物质/pva复合膜材料，同时也是一种新型可降解塑料材料。而且，本发明利用的原料资源丰富，来源广泛，可以可再生和生物降解，在将来不仅可以替代合成高分子材料，还可以保护环境，节约其他资源，支撑人类的可持续发展，并且生物质材料的种类多、分布广、储量丰富，可选择性大。不仅如此，本发明利用可降解生物质材料作为聚乙烯醇的增强材料，不仅能够提高pva膜材料的耐水性能，降低成本，还能提高pva膜材料的力学强度和热稳定性。

技术特征：

1.一种耐水的生物质/pva复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将pva溶解后，加入生物质材料，共混，成膜，干燥，即得到生物质/pva复合膜。

2.根据权利要求1所述的耐水的生物质/pva复合膜的制备方法，其特征在于：所述生物质材料的用量为pva质量的0.1～35%。

3.根据权利要求1所述的耐水的生物质/pva复合膜的制备方法，其特征在于：所述生物质材料为淀粉、纤维素、木质素、甲壳素、壳聚糖、海藻酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的耐水的生物质/pva复合膜的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：在加入生物质材料后，再加入一定量的增塑剂。

5.根据权利要求4所述的耐水的生物质/pva复合膜的制备方法，其特征在于：所述增塑剂的用量为pva质量的1～5%。

6.根据权利要求4所述的耐水的生物质/pva复合膜的制备方法，其特征在于：所述增塑剂为d-山梨醇、乙二醇、丙二醇、甘油中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的耐水的生物质/pva复合膜的制备方法，其特征在于：共混的温度为60～120℃，共混的时间为2～6h。

8.根据权利要求1所述的耐水的生物质/pva复合膜的制备方法，其特征在于：干燥的温度为60～100℃，干燥的时间为2～10h。

9.一种耐水的生物质/pva复合膜，其特征在于：通过权利要求1-8中任意一项所述的耐水的生物质/pva复合膜的制备方法制备得到。

10.权利要求9所述的耐水的生物质/pva复合膜在塑料工业领域中的应用。

技术总结
一种耐水的生物质/PVA复合膜及其制备方法和应用，涉及膜材料技术领域。前述制备方法包括以下步骤：将PVA溶解后，加入生物质材料，共混，成膜，干燥，即得到生物质/PVA复合膜。本发明利用可降解生物质材料作为聚乙烯醇的增强材料，不仅能够提高PVA膜材料的耐水性能，降低成本，还能提高PVA膜材料的力学强度和热稳定性。

技术研发人员：孙龙凤,汤馥玮,易凯,陈伟鹏,杨瑾轩,颜立兴,方子豪
受保护的技术使用者：湖南工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15