专利名称：一种戊二醛溶液交联的明胶/pva复合膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种明胶/PVA复合膜的制备方法，具体是一种戊二醛溶液交联的明胶/PVA复合膜的制备方法。
背景技术：
目前，以石油为原料制备的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料制品在生活中随处可见，它们给人们的生活带来了极大地方便，但同时这些塑料制品多数性能稳定，难以生物降解，在废弃后给环境带来极大的负面影响，因此人们都在积极研究新的可降解又能满足使用要求的材料制品，目前此种材料制品多是由不同的高分子材料复合制成的，明胶/PVA复合膜就是其中一种。明胶是由多种氨基酸组成且来源于动物体的一种蛋白质，同时它也是一种天然高分子材料，具有良好的生物相容性、可降解性等优点；聚乙烯醇(PVA)在合成高分子材料当中很常用，是一种无毒、无刺激性的亲水性的高聚物，具有良好的生物亲和性、 成膜性、成纤性和粘接性等优点，且具有较好的力学性能。所以将明胶和PVA两种材料复合以期望制备的复合膜兼具两种材料的性质，在明胶/PVA复合膜的实际制备过程中，膜的性能有很多因素影响，其中添加交联剂可以使所制备的复合膜具有更加优良的力学性能和耐水性等，不同的交联剂和交联方法都会对所制备的膜的性能产生一定的影响。目前，有报道称戊二醛蒸汽交联对明胶/PVA复合膜的耐水性能产生一定影响，而没有说明其对膜其他性能的改善情况，而且此法操作时间过长，不便进行。而本发明用戊二醛溶液交联的方法在制膜过程中进行交联，操作工艺比较简单，交联时间短，同时优化制膜过程，最终制备了比一般明胶/PVA复合膜综合性能更加良好的明胶/PVA复合膜。
发明内容
为了制备综合性能更加良好的明胶/PVA复合膜，本发明提供一种戊二醛溶液交联的明胶/PVA复合膜的制备方法。为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种戊二醛溶液交联的明胶/PVA复合膜的制备方法，包括以下几个步骤
(1)、聚乙烯醇溶液的制备称取4-11重量份的聚乙烯醇加入三口烧瓶，再量取80-105 重量份的蒸馏水加入三口烧瓶中，将烧瓶置于80-90°C的恒温水浴中搅拌至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇水溶液，即A溶液；
(2)、明胶溶液的制备称取5-10重量份的明胶加入烧杯中，再量取80-100重量份的蒸馏水加入烧杯中，室温下溶胀30min后，在50°C的恒温水浴中搅拌至明胶完全溶解，过滤除去杂质，即得到明胶溶液，即B溶液；
(3)、明胶/PVA复合膜的制备按重量比4:1-7:1称取A、B两种溶液加入到三口烧瓶中，再加入增塑剂和戊二醛，搅拌后在0-10°C低温下保存2-5小时，然后在30-70°C的恒温水浴中搅拌4小时，将混合均匀的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室温下干燥，即得到溶液交联的明胶/PVA复合膜。
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所述的A溶液中，聚乙烯醇与水的重量比优选为I :9，B溶液中，明胶与水的重量比优选为I :9，A、B两种溶液的重量比优选为4 :1。所述的增塑剂为乙二醇、甘油或者PEG200，其用量为A、B两种溶液总重的O. 6%。所述的戊二醛的用量为A、B两种溶液总重的O. 01%-0. 06%。有益效果本发明制备的明胶/PVA复合膜在拥有良好的相容性及一定的降解性的同时，其比普通明胶/PVA复合膜具有更好的力学性能，提高了膜的拉伸强度以及耐水性，膜的综合性能较好；本发明方法中尤其是经过低温处理的一段时间亦辅助增加了膜的力学性能；本发明产品可以应用在医用和其他物品包装领域。
具体实施例方式一种戊二醛溶液交联的明胶/PVA复合膜的制备方法，包括以下几个步骤
(1)、聚乙烯醇溶液的制备称取4-11重量份的聚乙烯醇加入三口烧瓶，再量取80-105 重量份的蒸馏水加入三口烧瓶中，将烧瓶置于80-90°C的恒温水浴中搅拌至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇水溶液，即A溶液；
(2)、明胶溶液的制备称取5-10重量份的明胶加入烧杯中，再量取80-100重量份的蒸馏水加入烧杯中，室温下溶胀30min后，在50°C的恒温水浴中搅拌至明胶完全溶解，过滤除去杂质，即得到明胶溶液，即B溶液；
(3)、明胶/PVA复合膜的制备按重量比4:1-7:1称取A、B两种溶液加入到三口烧瓶中，再加入增塑剂和戊二醛，搅拌后在0-10°C低温下保存2-5小时，然后在30-70°C的恒温水浴中搅拌4小时，将混合均匀的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室温下干燥，即得到溶液交联的明胶/PVA复合膜。所述的A溶液中，聚乙烯醇与水的重量比优选为I :9，B溶液中，明胶与水的重量比优选为I :9，A、B两种溶液的重量比优选为4 :1。所述的增塑剂为乙二醇、甘油或者PEG200，其用量为A、B两种溶液总重的0.6%。所述的戊二醛的用量为A、B两种溶液总重的O. 01%-0. 06%。力学性能测试根据国标GB/T1040. 3将膜裁成亚棱形，放的在室温下干燥器中 (干燥器底部为饱和的KBr溶液)平衡60h后测试，测试夹具间距为25mm，拉伸速率50mm/ min，测试在室温下进行，测试5 7个试样，取算术平均值。溶解率测试方法将膜裁成IcmX Icm大小的方块，首先将其烘干称其质量Hi1，然后再将膜浸入含有IOmL蒸馏水的小烧杯中浸泡60min，用滤纸吸去表面水分，最后再将膜置入到烘箱中烘干，称其质量m2，其溶解率=On1 - m2) Ai1 X 100%。实施例I
称取IOg聚乙烯醇置于三口烧瓶中，加入90g蒸馏水，在90°C的恒温水浴中机械搅拌至其完全溶解，再过滤除去杂质，得到溶液浓度为10%的聚乙烯醇水溶液；
称取IOg明胶置于烧杯中，加入90g蒸懼水,先在室温下溶胀30min,后在50°C的恒温水浴中搅拌至其完全溶解，再过滤除去杂质，即得到溶液浓度为10%的明胶溶液；
将上述聚乙烯醇溶液和明胶溶液按重量比4 1加入到250ml三口烧瓶中，再加入两种溶液总重O. 6%的增塑剂乙二醇和两种溶液总重O. 06%的戊二醛，然后在0°C环境下储存5 小时，然后在50°C的恒温水浴中机械搅拌反应4小时，将混合均匀的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室温下干燥，即可得到明胶/PVA复合膜。对复合膜进行力学性能测试， 其结果为拉伸强度为27. 6MPa，断裂伸长率为658% ;溶解率测试结果为18. 5%。实施例2
称取IOg聚乙烯醇置于三口烧瓶中，加入90g蒸馏水，在90°C的恒温水浴中机械搅拌至其完全溶解，再过滤除去杂质，得到溶液浓度为10%的聚乙烯醇水溶液；
称取IOg明胶置于烧杯中，加入90g蒸懼水,先在室温下溶胀30min,后在50°C的恒温水浴中搅拌至其完全溶解，再过滤除去杂质，即得到溶液浓度为10%的明胶溶液；
将上述聚乙烯醇溶液和明胶溶液按重量比4 1加入到250ml三口烧瓶中，再加入两种溶液总重O. 6%的增塑剂甘油和两种溶液总重O. 03%的戊二醛，然后在10°C环境下储存4小时，然后在50°C的恒温水浴中机械搅拌反应4小时，将混合均匀的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室温下干燥，即可得到明胶/PVA复合膜。对复合膜进行力学性能测试，其结果为拉伸强度为26. 3MPa，断裂伸长率为595% ;溶解率测试结果为22. 6%。实施例3
称取IOg聚乙烯醇置于三口烧瓶中，加入90g蒸馏水，在90°C的恒温水浴中机械搅拌至其完全溶解，再过滤除去杂质，得到溶液浓度为10%的聚乙烯醇水溶液；
称取IOg明胶置于烧杯中，加入90g蒸懼水,先在室温下溶胀30min,后在50°C的恒温水浴中搅拌至其完全溶解，再过滤除去杂质，即得到溶液浓度为10%的明胶溶液；
将上述聚乙烯醇溶液和明胶溶液按重量比4 1加入到250ml三口烧瓶中，再加入两种溶液总重O. 6%的增塑剂PEG200和两种溶液总重O. 01%的戊二醛，然后在5°C环境下储存 2小时，然后在30°C的恒温水浴中机械搅拌反应4小时，将混合均匀的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室温下干燥，即可得到明胶/PVA复合膜。对复合膜进行力学性能测试， 其结果为拉伸强度为24. 6MPa，断裂伸长率为630% ;溶解率测试结果为29. 8%。实施例4
称取IOg聚乙烯醇置于三口烧瓶中，加入90g蒸馏水，在90°C的恒温水浴中机械搅拌至其完全溶解，再过滤除去杂质，得到溶液浓度为10%的聚乙烯醇水溶液；
称取IOg明胶置于烧杯中，加入90g蒸懼水,先在室温下溶胀30min,后在50°C的恒温水浴中搅拌至其完全溶解，再过滤除去杂质，即得到溶液浓度为10%的明胶溶液；
将上述聚乙烯醇溶液和明胶溶液按重量比5 1加入到250ml三口烧瓶中，再加入两种溶液总重O. 6%的增塑剂乙二醇和两种溶液总重O. 06%的戊二醛，然后在0°C环境下储存5 小时，然后在50°C的恒温水浴中机械搅拌反应4小时，将混合均匀的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室温下干燥，即可得到明胶/PVA复合膜。对复合膜进行力学性能测试， 其结果为拉伸强度为28. 5MPa，断裂伸长率为596% ;溶解率测试结果为15. 6%。实施例5
称取IOg聚乙烯醇置于三口烧瓶中，加入90g蒸馏水，在90°C的恒温水浴中机械搅拌至其完全溶解，再过滤除去杂质，得到溶液浓度为10%的聚乙烯醇水溶液；
称取IOg明胶置于烧杯中，加入90g蒸懼水,先在室温下溶胀30min,后在50°C的恒温水浴中搅拌至其完全溶解，再过滤除去杂质，即得到溶液浓度为10%的明胶溶液；
将上述聚乙烯醇溶液和明胶溶液按重量比7 1加入到250ml三口烧瓶中，再加入两种溶液总重O. 6%的增塑剂乙二醇和两种溶液总重O. 06%的戊二醛，然后在10°C环境下储存4小时，然后在70°C的恒温水浴中机械搅拌反应4小时，将混合均匀的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室温下干燥，即可得到明胶/PVA复合膜。对复合膜进行力学性能测试， 其结果为拉伸强度为30. IMPa，断裂伸长率为628% ;溶解率测试结果为12. 9%。对比例I
不加戊二醛，其它操作同实施例I。对复合膜进行力学性能测试，其结果为拉伸强度为19.8MPa，断裂伸长率为 610% ;溶解率测试结果为32. 9%。通过对比例和实施例的比较，也可以看出，在复合膜中明胶与PVA在相同比例时， 加入戊二醛后复合膜的拉伸强度和断裂伸长率都有提高，并且加入戊二醛后溶解率也下降了，这同时提高了膜的耐水性。
权利要求
1.一种戊二醛溶液交联的明胶/PVA复合膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)、聚乙烯醇溶液的制备称取4-11重量份的聚乙烯醇置于三口烧瓶中，再加入80-105重量份的蒸馏水，在 80-90°C的恒温水浴中搅拌至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇水溶液，即PVA溶液；(2)、明胶溶液的制备称取5-10重量份的明胶置于烧杯中，再加入80-100重量份的蒸馏水，先在室温下溶胀 30min，后在50°C的恒温水浴中搅拌至明胶完全溶解，过滤除去杂质后，得到明胶溶液；(3)、明胶/PVA复合膜的制备将上述PVA溶液和明胶溶液按重量比4 :1-7 1加入到容器中，再加入增塑剂和戊二醛，搅拌后在0-10°C低温下保存2-5小时，然后在30-70°C的恒温水浴中搅拌4小时，将混合均匀的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室温下干燥，即得到戊二醛溶液交联的明胶/PVA复合膜。
2.如权利要求I所述的一种戊二醛溶液交联的明胶/PVA复合膜的制备方法，其特征在于所述的增塑剂为乙二醇、甘油或者PEG200，其用量为PVA溶液和明胶溶液总重的O. 6%.
3.如权利要求I所述的一种戊二醛溶液交联的明胶/PVA复合膜的制备方法，其特征在于所述的戊二醛的用量为PVA溶液和明胶溶液总重的O. 01%-0. 06%。
全文摘要
一种戊二醛溶液交联的明胶/PVA复合膜的制备方法，涉及一种明胶/PVA复合膜的制备方法，先将预先制备的聚乙烯醇溶液和明胶溶液混合，然后再加入一定量的增塑剂和戊二醛，搅拌后经过低温处理一段时间后，将混合均匀的混合液倒入模具中自然流延，再在室温下干燥，即可得到戊二醛溶液交联的明胶/PVA复合膜。本发明所制备的明胶/PVA复合膜较一般明胶/PVA复合膜综合性能更加良好，其拉伸强度和耐水性都有所提高。
文档编号C08J3/24GK102585265SQ20121001840
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者刘如意, 刘翠云, 姚大虎, 张玉清, 李纪伟, 赫玉欣, 陆昶, 高喜平 申请人:河南科技大学