硼酸改性聚乙烯醇薄膜的制备及性能研究

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1、第30卷第3期胶体与聚合物Vol.30No.32012年9月ChineseJournalofColloid&polymerSep.2012doi:10.3969/j.issn.1009-1815.2012.03.004硼酸改性聚乙烯醇薄膜的制备及性能研究＊徐伟杨锐蒋涛（湖北大学材料科学与工程学院武汉430062）摘要：将溶液浇铸法制得的聚乙烯醇（PVA）薄膜用不同温度的硼酸饱和溶液进行不同时间的改性处理，对改性后薄膜的耐热性和耐水性进行了研究。结果表明：经过硼酸溶液改性处理后，PVA薄膜的热变形温度Tg小幅度上升，Tm呈下降趋势；从吸湿率的变化来看，

2、改性处理后，薄膜的耐水性得到明显提高。关键词：聚乙醇（PVA）；薄膜；硼酸；交联中图分类号：TQ325.9文献标识码：A文章编号：1009-1815(2012)03-0109-03近年来，随着液晶显示产品的快速发展和巨聚乙烯醇（PVA）：1799，工业级，云南云维股大消费，作为液晶显示面板的关键部件的偏光片份有限公司；硼酸：分析纯，成都科龙试剂厂；去得到人们越来越多的重视，聚乙烯醇(PVA)薄膜离子水：实验室自制。作为制作偏光膜的主要材料，其性能的好坏直接1.2硼酸改性PVA交联膜的制备影响偏光膜的应用。PVA薄膜含有大量的羟基，10g的PVA和90

3、g的去离子水混合充分溶能够很容易吸收空气中的水分；水作为聚乙烯醇胀15min，然后在95℃的油浴中搅拌溶解，确定的一种增塑剂，可以导致其Tg和Tm大幅下降。PVA完全溶解后，PVA溶液冷却至室温静置为提高PVA膜的耐湿热性能，适应更严格的使24h，使溶液中混入的气泡慢慢脱出，得到均一透用条件，人们对PVA膜进行很多改性处理以达明的PVA溶液。将此溶液缓缓浇铸在干净的平[1]到改善膜的吸水性和耐热性。John等采用含有板玻璃上，用玻璃棒摊开，放入烘箱中50℃鼓风乳酸的混合溶剂对聚乙烯醇薄膜进行酯化改性，烘干得到PVA薄膜。把原膜剪若干样片，按照预提高了

4、膜的抗溶胀性，增强了膜的机械强度和稳设的浸渍时间和浸渍温度依次在饱和的硼酸溶[2]定性；Wang等以戊二醛和聚乙二醇二乙酰基氯液中进行交联处理，完成后用去离子水洗涤3交联改性聚乙烯醇纤维膜制成了水不溶性的次，除去膜表面残余的硼酸，然后进行干燥处理，[3]PVA膜；黄静等采用氮丙啶对聚乙烯醇进行交得到PVA交联膜样片。联，同样增强了膜的耐水性和力学性能；其他还1.3测试与表征有用异氰酸酯、环氧氯丙烷、聚丙烯酸等作为1.3.1耐水性以薄膜在一定温度和湿度的环境[4~6]PVA的交联剂。硼酸作为交联剂，其优点在于中的吸湿率来表征。将干燥处理的一定质量（M1

5、）价廉易得，易保存，对人体毒性较小，处理过程简薄膜放入25℃湿度90%的恒温恒湿箱中，隔一定[7]单易于进行。Miyazaki等研究了不同浓度硼酸时间后称取薄膜质量（M2），吸湿率(w%)=(M2-溶液处理PVA薄膜后，薄膜的玻璃化温度明显M1)/M1×100%。[8]高于原膜；Hari等用苯硼酸处理聚乙烯醇薄膜，1.3.2DSC分析用示差量热扫描仪（TA-Q100）提高了膜的抗张强度和耐溶失性，而且效果明显对薄膜在25℃~300℃之间进行扫描分析，升温速比戊二醛交联膜的要好。本文采用硼酸来对PVA率保持10℃/min，N2保护。进行交联改性，着重研

6、究了在饱和的硼酸溶液1.3.3力学性能测试用微机控制万能电子拉力中，不同溶液温度和浸渍时间对PVA交联膜性机（深圳新三思材料检测有限公司）对薄膜进行能的影响。收稿日期：2011-10-171实验部分作者简介：蒋涛(1963-)，男，汉族，湖北汉川人，教授，博士生导师，主要从事高分子材料成型加工及改性1.1原材料应用研究。E-mail:jiangtao@hubu.edu.cn110胶体与聚合物第30卷机械性能测试。记录薄膜的拉伸强度、断裂伸长2.3温度对拉伸强度的影响率。拉伸速率10mm/min，温度23℃，湿度50%。图3是PVA膜在不同温度的饱和硼

7、酸溶液中浸渍5min，得到的膜的伸长率和拉伸强度随温2结果与讨论度变化的曲线。从图中看出，随着温度的上升，断2.1温度对吸水率的影响裂伸长率曲线逐渐下降直至水平，而拉伸强度成硼酸与PVA膜表面的羟基发生酯化反应，直线上升趋势。温度越高，表层晶区与非晶区的酯化反应活性跟温度有着密切的关系。图1是PVA分子链的热运动越剧烈，在溶液中水分子的PVA膜在饱和硼酸溶液中浸渍处理5min后，不作用下，膜表面形成的溶胀层的厚度越大，硼酸同溶液温度下，薄膜48h和72h的吸水率。从图分子就有可以进入更深层的PVA膜里面与更多中可以发现，经硼酸溶液交联处理过的PVA膜

8、的羟基发生酯化反应，形成支链和交联网状体系的耐水性要明显好于未做任何处理的膜。浴液的交联层的厚度也越大，阻碍