一种可降解型聚乙烯醇膜及其制备方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-12-06 16:43:55
本发明属于可降解技术领域,具体涉及一种可降解型聚乙烯醇(PVA)膜及其制备方法。提供一种具有较快自身降解速率的聚乙烯醇膜及其制备方法。本发明有望实现PVA在不同领域更加广阔的应用,同时更加的绿色环保
Fe离子与H2O2的反应过程中产生羟基自由基和氧自由基可实现对于PVA本身分子链段的破坏,经过氧化的PVA不仅分子量变小,还可分解为更易降解的酮基和羧基化合物,反应后的Fe离子与PVA上的羟基、氧化后暴露的酮基与羧基均可发生螯合作用,又增强了改性后PVA的力学性能。同时,通过调控H2O2的浓度可以得到不同降解速率的改性PVA,因而可以根据需求来调控PVA的降解时间,以运用于不同的领域。
随着经济的蓬勃发展和人口的急剧上升,全球范围内产生的垃圾量也不断的增加。其中,石化产品的产量以每年数十亿吨稳步增长,约有三分之一用于一次性塑料包装或一次性塑料产品。垃圾填埋场最终难以矿化的就是塑料,它在裂解为微塑料的过程中产生的有害物质会渗入地下,污染地下水源,对于那些被倒入海洋的塑料,不仅造成水体污染而导致海洋生物死亡,而且被海洋生物误食后在体内沉积带来的生物体内富集现象也已经发生了(Yohei Kotsuchibashi, et ***., 2020, 11, 2469−2474)。因此,解决石油基的产品污染是值得我们关注的问题。
究其根本,这些塑料带来的问题就是其难以降解的连锁反应,如传统的塑料聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙酯(PET)和聚氯乙烯(PVC)等都是非常惰性的,在没有人为干预的情况下,可在自然那条件下存在数百年(Junqi Sun, et ***. Mater.,2021, 33,2007371)。为此,人们着手于研究新的可降解聚合物来取代这些不可降解的石油化工聚合物,如聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)和PVA等可降解嵌段二元共聚物。这些聚合物既具有可与传统塑料媲美的力学性能,又在自然界中可降解且无公害而备受关注。其中,PVA是一种聚醋酸乙烯酯水解得到的水溶性聚合物,它广泛应用于多个领域,包括材料化工、造纸印刷和纺织工业等。
发明人:张进 卢毅 邓忠华 黄诗茵 程翔 杨黄浩福州大学(Fuzhou University),简称福大,位于福建省福州市,创建于1958年,是国家“双一流”建设高校,国家“211工程”建设高校,国家教育部、国家国防科技工业局与福建省人民政府共建高校,福建省三所重点建设的高水平大学之一,福建省一流大学建设高校,入选国家建设高水平大学公派研究生项目、教育部首批“卓越工程师教育培养计划”高校、新工科研究与实践项目、数据中国“百校工程”项目、国家“111计划”、“高校国际化示范学院推进计划”、国家级大学生创新创业训练计划、全国首批深化创新创业教育改革示范高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、全国专业学位研究生教育综合改革试点单位、国家集成电路人才培养基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地、高校国家知识产权信息服务中心。
本发明的显著优势在于:
与现有技术相比,本发明制备的可降解型PVA膜是从PVA的分子结构上进行调控,以加快PVA的降解,与传统通过简单共混可降解物质来实现PVA降解的技术方案不同。且引入的Fe离子可以作为PVA的螯合剂,增强材料的力学性能。更有意义的是,本发明可以通过调节过氧化氢的浓度来调控所得PVA膜的降解速率,因此可以适应不同领域的需求。
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