技术领域
本发明涉及一种水溶性纳米复合塑料薄膜及其制备方法。
背景技术
随着塑料制品在人类日常生活中的广泛应用，随之而来的是塑料废弃物也 越来越多，由于大部分塑料废弃物难于自然降解，从而给地球造成了大量的永 久性的垃圾，为环境带来了严重的白色污染问题。随着社会的发展和进步，人 类越来越注意保护我们赖以生存的环境，因此，以聚乙烯醇为原料的水溶性无 污染的绿色环保塑料成为世界各国争相研究的对象。WO03060007报道了含羧基 的聚乙烯醇树脂形成的隔热水溶性膜；JP2002037967和JP2002020507报道了一 种聚乙烯醇水溶性膜，含有聚乙烯醇、表面活性剂和增塑剂；JP2002020506提 供了一种具有高抗冲击性聚乙烯醇水溶性膜；GB2090603提供一种由聚乙烯醇和 聚丙烯酸组成的水溶性膜，容易溶解在冷水和热水中，透明、易处理、机械性 能好；EP0236011和JP62275145提供了一种由聚乙烯醇和季戊四醇组成的水溶 性膜；JP1029408提供了一种易溶于冷水且长期稳定，耐酸碱的膜，由醋酸化的 聚乙烯醇制备；JP53024351、US4119604提供了一种用于汽车包装设备的水溶性 包装膜，由聚乙烯醇、乙烯不饱和酯和聚乙二醇增塑剂组成。苏州大学学报报 道了用聚乙烯醇和丙烯酰胺制备水速溶性聚乙烯醇薄膜的方法[苏州大学学报 (自然科学版)18(2)96-100]。上述文献所述塑料薄膜的共同缺点是不能同 时具备拉伸强度高，水溶性好，且原料价格低廉，制备工艺简单等特点。
发明内容
本发明的目的在于改进现有技术之缺点而提供一种拉伸强度高、水溶性好、 价格低廉、制备工艺简单，而且在固态时稳定，一旦溶解就能生物降解的水溶 性纳米塑料。
本发明的另一目的在于提供一种水溶性纳米塑料的制备方法。
本发明的目的可通过以下技术方案实现：所述水溶性纳米塑料是由下述重 量份数的原料组成的：
聚乙烯醇 100 镍基蒙脱土 1-7
消泡剂 0.2-2 流平剂 0.2-2
水 1000-3000 增塑剂 少许
所述聚乙烯醇聚合度为2400-2500；
所述聚乙烯醇/镍基蒙脱土水溶性纳米复合薄膜制备方法如下：将镍基蒙脱 土、聚乙烯醇、水按比例混合，在80℃-95℃的温度条件下进行反应至聚乙烯醇 中的羟基与蒙脱土中的Ni2+离子完全络合为止，待反应冷却至室温后，再加入消 泡剂和流平剂，也可再加入少许增塑剂，如山梨醇、甘油等，搅匀后制膜。所 述消泡剂是Byk028；所述流平剂是Byk346；
所述聚乙烯醇/镍基蒙脱土水溶性纳米复合薄膜的另一制备方法如下：将镍 基蒙脱土与水混合后边搅拌边升温至80℃-95℃，加入聚乙烯醇，在80℃-95 ℃条件下进行反应至聚乙烯醇中的羟基与蒙脱土中的Ni2+离子完全络合为止，待 反应冷却至室温后，再加入消泡剂和流平剂，也可再加入少许增塑剂，如山梨 醇、甘油等，搅匀后制膜。
所述聚乙烯醇/镍基蒙脱土水溶性纳米复合薄膜的第三种制备方法如下：聚 乙烯醇与水混合后边搅拌边升温至80℃-95℃，加入镍基蒙脱土，在80℃-95 ℃条件下进行反应至聚乙烯醇中的羟基与蒙脱土中的Ni2+离子完全络合为止，待 反应冷却至室温后，再加入消泡剂和流平剂，也可再加入少许增塑剂，如山梨 醇、甘油等，搅匀后制膜。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、利用聚乙烯醇中的羟基与蒙脱土中的Ni2+离子络合形成高分子螯合物， 由于聚乙烯醇的直接嵌入导致蒙脱土层被撑开，使之剥离成纳米片层分散在连 续相的聚合物基质中，形成的聚合物纳米复合材料。因此该薄膜具有高的拉伸 强度，如表1所示。
表1 镍基蒙脱土含量与膜机械性能的关系： 镍基蒙脱土含量 拉伸强度(MPa) 断裂伸长率(％) 0％ 94.990 11.370 1％ 108.589 3.249 3％ 114.438 2.166 5％ 127.737 2.155 7％ 114.007 2.708
2.本发明具有溶解性好的特点，在5分钟之内、30℃以上温度的自来水中
可以完全溶解，能回收利用，从而减少白色污染和对环境的危害，如表2 所示。
表2 在一定厚度的前提下，镍基蒙脱土含量与溶解温度的关系： 镍基蒙脱土含量 自来水的温度 溶解性 漆膜厚度 0％ 60℃以上 溶解 0.020mm 1％ 53℃以上 溶解 0.020mm 3％ 47℃以上 溶解 0.020mm 5％ 40℃以上 溶解 0.020mm 7％ 30℃以上 溶解 0.015mm
3 本发明溶于稀酸，但不溶于稀碱和油脂。
4 本发明透明度好。
5 本发明生产过程采用一锅法，制备工艺简单。
6 本发明原料采用价格低廉的蒙脱土，成本低。
实施例1：
所述水溶性纳米塑料是由下述重量份数的原料组成的：
聚乙烯醇 100 镍基蒙脱土 1
消泡剂 0.2 流平剂 0.2
水 1500 增塑剂 少许
所述聚乙烯醇聚合度为2400-2500；
所述聚乙烯醇/镍基蒙脱土水溶性纳米复合薄膜制备方法如下：将镍基蒙脱 土、聚乙烯醇、水按上述比例混合，在80℃的温度条件下进行反应至聚乙烯醇 中的羟基与蒙脱土中的Ni2+离子完全络合为止，待反应冷却至室温后，再加入消 泡剂Byk028，流平剂Byk346，可再加入少许山梨醇，搅匀后制膜，干燥后即得 聚乙烯醇/镍基蒙脱土水溶性纳米复合薄膜。
实施例2：
所述水溶性纳米塑料是由下述重量份数的原料组成的：
聚乙烯醇 100 镍基蒙脱土 7
消泡剂 2 流平剂 2
水 3000 增塑剂 少许
所述聚乙烯醇聚合度为2400-2500；
所述聚乙烯醇/镍基蒙脱土水溶性纳米复合薄膜的制备方法如下：将镍基蒙 脱土与水按比例混合后边搅拌边升温至90℃，加入聚乙烯醇，在90℃条件下进 行反应至聚乙烯醇中的羟基与蒙脱土中的Ni2+离子完全络合为止，待反应冷却至 室温后，再加入消泡剂和流平剂，可再加入少许增塑剂甘油，搅匀后制膜，干 燥后即得聚乙烯醇/镍基蒙脱土水溶性纳米复合薄膜。
实施例3：
所述水溶性纳米塑料是由下述重量份数的原料组成的：
聚乙烯醇 100 镍基蒙脱土 4
消泡剂 0.5 流平剂 0.5
水 1000 增塑剂 少许
所述聚乙烯醇聚合度为2400-2500；
将聚乙烯醇与水按比例混合后边搅拌边升温至95℃，加入镍基蒙脱土，在 95℃条件下进行反应至聚乙烯醇中的羟基与蒙脱土中的Ni2+离子完全络合为止， 待反应冷却至室温后，再加入消泡剂和流平剂，可再加入少许增塑剂甘油，搅 匀后制膜，干燥后即得聚乙烯醇/镍基蒙脱土水溶性纳米复合薄膜。