PVA副牌薄膜：乳酸接枝改性PVA的性能研究

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　　PVA副牌薄膜PVA是一種典型的結晶高分子聚合物，應用和研究大多基于其水溶液。PVA是以聚合鏈的形式存在，其分子內及分子間都形成大量的氫鍵，導致了其水溶性并不是很優良，特別是高醇解度的PVA產品，其結晶比較容易，規則性高，通常需要在加熱條件下用水攪拌數小時才能完全溶解，在使用過程中耗費了大量的人力物力，嚴重地束縛了PVA的應用。為了能使PVA具有低溫速溶的特性，可適當對其進行改性。鑒于PVA特殊的分子結構，通常采用適當增加分子間距降低其空間位阻或減少氫鍵作用來對其進行改性。

　　化學改性是制備PVA衍生物的重要手段，PVA在化學結構上可看作是在交替相隔的碳原子上帶有羥基的多元醇。因此，PVA可以進行酯化、醚化、縮醛化等典型的多元醇反應。PVA副牌薄膜經酯化改性后的PVA，由于其分子鏈中引入了水溶性的陰離子基團酯基，破壞了PVA分子鏈的規整性，削弱了分子內的氫鍵作用，降低了結晶度，所以，在保持其原有性能的基礎上賦予了其良好的水溶性和可降解性，使得PVA具有了更廣泛的用途。

　　乳酸又稱2-羥基丙酸，是一種新型環境友好的生物基原料，已引起了人們的普遍關注和青睞。分子中有一個羥基和一個羧基，屬于α-羥基羧酸。所以，乳酸兼有醇和羧酸的化學性質，在一定條件下發生酯化反應，由于乳酸有三種同分異構體（DL-型、D-型和L-型），因此，反應得到三種酯化產物PVA副牌薄膜。

　　為了開拓PVA的應用領域，有關PVA的改性和具有特殊功能的PVA的研發越來越受到國內外科研工作者的重視，其中，關于乳酸與PVA的反應的研究國內外也進行了大量的研究。PVA副牌薄膜本部分針對PVA溶解性差的缺點，利用PVA分子鏈上大量可以修飾的羥基與乳酸上的羧基發生酯化反應對PVA進行接枝改性，以改變PVA的聚集態結構，來改善其室溫水溶性。在PVA分子鏈上引入了酯基基團，合成了乳酸酯化PVA，通過對接枝反應的實驗條件進行考察，確定了最佳的改性條件，并用FTIR、XRD對改性的PVA交聯聚合物（LA-PVA）的化學結構進行表征。

　　PVA副牌薄膜乳酸和PVA水溶液在無催化劑存在的條件下發生典型的酸脫羥基，醇脫氫的酯化反應。

　　合成路線一：合成乳酸酯化PVA，以PVA和CH3CH（OH）COOH為原料，在水介質中無催化劑的條件下直接進行酯化反應制得。所得的PVA衍生物在室溫條件下具有迅速溶于水的特性。以水作反應介質，限制了實驗溫度必須控制在100℃以下。

　　合成路線二：以PVA和CH,CH（OH）COOH為原料，在氯化亞錫的催化作用、氮氣保護的條件下進行酯化反應，在高溫條件下經過減壓蒸餾得到PVA的衍生物，通過紅外光譜和X射線衍射對產物的結構進行表征并測定其室溫條件下的水溶性，研究發現PVA的水溶性得到明顯改善。PVA副牌薄膜由于合成路線二是在無水環境下進行，故有較高的酯化度，但其后期處理步驟較為繁瑣，耗時長，況且合成路線一就能很好地達到實驗目的。所以，本實驗采用合成路線一對PVA進行改性。

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