改性聚乙烯醇耐水商标胶研究.pdf

TITLE RESEARCH ON WATER-RESISTANT TRADEMARK ADHESIVE BYMODIFIED POLYVINYLALCOHOL A Thesis Submitted to ShaanxiUniversity of Science and Technology in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master of Science By Li Zhou Supervisor:Prof. Xiuxia Su June2015 I 改性聚乙烯醇耐水商标胶的研究摘要近年来随着科学技术的发展速度日益加快,几乎大部分行业需要高性能商标胶并以此作为关注点。PVA(聚乙烯醇)商标胶具有价格低廉、无毒等优势,是一种发展前景良好的啤酒商标胶;啤酒市场竞争日益激烈,啤酒瓶用于贴标胶的外包装质量的好坏不仅与啤酒的外观质量有关,而且还与贴标质量和生产效率等因素有关。然而,PVA 商标胶也存在一定的不足之处, 即疏水性能差且低温会出现凝胶现象,故很大程度上限制了其市场推广和应用前景。因此,研究PVA商标胶用于啤酒瓶贴标及PVA商标胶耐水性能的影响因素等,具有一定的实际意义。本论文采用环保无污染含强亲水性羟基的大分子聚合物—聚乙烯醇为基本原料,通过与无机金属离子的配位反应,将金属离子引入到PVA分子链上,制备了铝离子改性PVA胶、Al 3+/Zn 2+复合改性PVA胶以及用Sn 4+、 Al 3+、Zn 2+分别改性的PVA胶。采用单因素试验法系统研究探讨了各个因素对制备改性PVA胶耐水性能的影响,从中找出制备高耐水性PVA胶的最佳工艺条件。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TG)、接触角测量仪等仪器对在最佳工艺条件下制备的产物的化学结构、微观形貌、晶态结构及热性能进行表征, 探讨并研究了各种制备产物的耐水性能。主要研究工作如下: (1) PVA 商标胶的改性及其耐水性能研究:以硫酸铝作为PVA商标胶的无机交联剂,PVA分子为改性主链,将铝离子引入到PVA分子链上,利用淀粉适度增稠分散制备了一种耐水性能优良的PVA商标胶,通过采用单因素试验法系统研究探讨了各个因素对制备改性PVA胶耐水性能的影响, 研究出了制备改性PVA商标胶的最佳工艺条件是:PVA胶质量浓度20%, 反应温度85℃,反应时间为3h,硫酸铝4g,淀粉8g。由最佳工艺条件制成的改性PVA商标胶,°,耐水时间达50h,耐水性能比纯PVA 胶有所提高。(2) 耐水PVA商标胶的制备与性能研究:采用硫酸锌、硫酸铝作为PVA 商标胶的复合改性剂,并以单因素试验法探索出制备改性PVA商标胶的最佳工艺条件。探讨改性前后及不同影响因素对PVA胶的黏度和耐水性能的影响。红外光谱分析表明PVA分子中成功引入了锌离子和铝离子,致使羟 II 基数量大幅度减少。经过扫描电子显微镜微观形貌分析,改性PVA胶膜表面比较粗糙,说明改性后形成了交联网状结构。X射线衍射(XRD)分析结果表明PVA分子氢键作用减弱,结晶度减小。在最佳工艺条件下制备的高耐水性PVA商标胶的黏度达80Pa·s、°°, 耐水时间高达72 h,均得到显著改善。(3) Sn 4+、Al 3+、Zn 2+分别改性PVA商标胶及其耐水性能研究:采用四***化锡、硫酸锌、硫酸铝分别作为PVA商标胶的改性剂,对其产物经红外光谱分析说明,Sn 4+与羟基的结合比Al 3+和Zn 2+更容易,而且耐水性能效果更好。SEM微观形貌分析表明,经过Sn 4+改性后表面粗糙平整度较Al 3+、 Zn 2+粗糙。金属离子对PVA商标胶的热稳定性几乎无影响;改性PVA商标胶的接触角均明显变大,且Sn 4+°,其耐水性效果提高最显著。关键词:PVA商标胶,耐水性,SnCl 4,Al 2(SO 4) 3 ,ZnSO 4 III RESEARCH ONWATER-RESISTANT TRADEMARK ADHESIVE BYMODIFIED POLYVINYLALCOHOL ABSTRACT The development of science and technology has accelerated in recent years, all industries almost require high performances of trademark adhesive as (polyvinyl alcohol) trademark adhesive