本發明涉及一種薄膜及其制備方法，尤其是涉及了一種聚乙烯醇和磷酸類化合物共混薄膜及其制備方法。
背景技術：
眾所周知，聚乙烯醇分子鏈上含有豐富的羥基，易于形成分子間或分子內氫鍵。基于此，研究者們往往利用聚乙烯醇制備高強度復合材料。例如，大量的研究工作將氧化石墨烯、碳納米管、纖維素納米晶須和蒙脫土等加入聚乙烯醇中，制備納米復合材料。通常，這些類型的納米復合材料顯示較高的拉伸強度，但其質地較脆，斷裂伸長率往往較低，從而影響了其應用。因此，如何采用簡單且有效的方法制備拉伸強度高且斷裂伸長率高的聚乙烯醇復合材料是一個亟待解決的問題。
技術實現要素：
為了克服背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種聚乙烯醇和磷酸類化合物共混薄膜及其制備方法。
為達到上述目的，本發明解決其技術問題采用的技術方案是：
一、一種聚乙烯醇和磷酸類化合物共混薄膜：
由聚乙烯醇和磷酸類化合物兩種材料組成，聚乙烯醇為基體材料，磷酸類化合物為改性材料，磷酸類化合物在共混薄膜中的質量分數為0.25～2.5wt％。
所述磷酸類化合物為植酸、多聚磷酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸或氨基三亞甲基膦酸。
二、一種聚乙烯醇和磷酸類化合物共混薄膜的制備方法：
步驟1)制備聚乙烯醇溶液；
步驟2)制備磷酸類化合物溶液；
步驟3)制備聚乙烯醇和磷酸類化合物混合溶液；
步驟4)流延法或刮涂法制備聚乙烯醇和磷酸類化合物共混薄膜的濕膜。
步驟5)干燥去除水分，剝離后加熱處理，自然冷卻至常溫，得到所述的聚乙烯醇和磷酸類化合物共混薄膜。
步驟1)中所述聚乙烯醇溶液的制備方法，是將聚乙烯醇原料加入去離子水中，加熱至80～100℃，攪拌至均勻透明，冷卻至常溫，得到濃度為1～10wt％的聚乙烯醇溶液。
步驟2)中所述磷酸類化合物溶液的制備方法，是將磷酸類化合物原料加入去離子水中，常溫下攪拌至均勻透明，得到濃度為0.1～1wt％的磷酸類化合物溶液。
步驟3)中所述聚乙烯醇和磷酸類化合物混合溶液的制備方法，是將步驟2)中制備的磷酸類化合物溶液滴加至步驟1)中制備的聚乙烯醇溶液中，常溫下攪拌至均勻透明，得到聚乙烯醇和磷酸類化合物混合溶液，混合溶液中聚乙烯醇和磷酸類化合物的質量比為9.75～9.975：0.25～0.025。
步驟4)中所述流延法制備薄膜，是將聚乙烯醇和磷酸類化合物混合溶液澆注至培養皿中，且流延至均勻平整。
步驟4)中所述刮涂法制備薄膜，是采用玻璃棒或美工刀片將聚乙烯醇和磷酸類化合物混合溶液刮涂在玻璃板或聚酯薄膜一側表面上。
步驟5)中所述干燥去除水分，是在常溫～40℃環境下緩慢蒸發去除水分。
步驟5)中所述加熱處理，是將聚乙烯醇和磷酸類化合物共混薄膜在100～200℃環境下加熱10～60min。
與背景技術相比，本發明的有益效果是：
本發明的制備方法簡單易行，充分利用了聚乙烯醇和磷酸類化合物的性能特點，所得的共混薄膜同時具有較好的力學性能和韌性，在產品包裝領域有廣闊的應用前景。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
本發明的實施例如下：
以下實施例中的聚乙烯醇為市購材料，1750±50型；植酸為50wt％的水溶液。
實施例中力學性能測試方法：萬能試驗機(instron5943，傳感器100n，美國)，樣品(3×30mm，每組至少五次)，速度10mm/min，標距10mm。
實施例1：
(1)將1g聚乙烯醇原料加入99g去離子水中，加熱至80℃，攪拌至均勻透明，冷卻至常溫，得到濃度為1wt％的聚乙烯醇溶液。
(2)將0.2g濃度為50wt％的植酸水溶液加入99.8g去離子水中，常溫下攪拌至均勻透明，得到濃度為0.1wt％的植酸溶液。
(3)將2.5g步驟(2)中制備的植酸溶液滴加至99.75g步驟(1)中制備的聚乙烯醇溶液中，常溫下攪拌至均勻透明，得到聚乙烯醇和植酸混合溶液，混合溶液中聚乙烯醇和植酸的質量比為9.975:0.025。
(4)將100g步驟(3)中制備的聚乙烯醇和植酸混合溶液澆注至培養皿中，且流延至均勻平整，得到聚乙烯醇和植酸的濕膜。
(5)40℃環境下緩慢蒸發去除水分，剝離，120℃環境下加熱30min，自然冷卻至常溫，得到所述的聚乙烯醇和植酸共混薄膜。
力學性能測試結果見表1。
實施例2：
(1)將5g聚乙烯醇原料加入95g去離子水中，加熱至90℃，攪拌至均勻透明，冷卻至常溫，得到濃度為5wt％的聚乙烯醇溶液。
(2)將1g濃度為50wt％的植酸水溶液加入99g去離子水中，常溫下攪拌至均勻透明，得到濃度為0.5wt％的植酸溶液。
(3)將2g步驟(2)中制備的植酸溶液滴加至19.8g步驟(1)中制備的聚乙烯醇溶液中，常溫下攪拌至均勻透明，得到聚乙烯醇和植酸混合溶液，混合溶液中聚乙烯醇和植酸的質量比為9.9:0.1。
(4)將20g步驟(3)中制備的聚乙烯醇和植酸混合溶液澆注至培養皿中，且流延至均勻平整，得到聚乙烯醇和植酸的濕膜。
(5)30℃環境下緩慢蒸發去除水分，剝離，150℃環境下加熱60min，自然冷卻至常溫，得到所述的聚乙烯醇和植酸共混薄膜。
力學性能測試結果見表1。
實施例3：
(1)將10g聚乙烯醇原料加入90g去離子水中，加熱至100℃，攪拌至均勻透明，冷卻至常溫，得到濃度為10wt％的聚乙烯醇溶液。
(2)將2g濃度為50wt％的植酸水溶液加入98g去離子水中，常溫下攪拌至均勻透明，得到濃度為1wt％的植酸溶液。
(3)將2.5g步驟(2)中制備的植酸溶液滴加至9.75g步驟(1)中制備的聚乙烯醇溶液中，常溫下攪拌至均勻透明，得到聚乙烯醇和植酸混合溶液，混合溶液中聚乙烯醇和植酸的質量比為9.75:0.25。
(4)將10g步驟(3)中制備的聚乙烯醇和植酸混合溶液澆注至培養皿中，且流延至均勻平整，得到聚乙烯醇和植酸的濕膜。
(5)20℃環境下緩慢蒸發去除水分，剝離，200℃環境下加熱10min，自然冷卻至常溫，得到所述的聚乙烯醇和植酸共混薄膜。
各個實施例的力學性能測試結果見表1。
表1
從以上表1中數據可知，本發明的植酸在其質量含量為0.25～2.5wt％時對聚乙烯醇起到了良好的改性作用，同時提高了拉伸強度和模量，且斷裂伸長率也較高，拉伸時呈現出較好的韌性。
上述實施例僅用來解釋本發明，而不是限制本發明的保護范圍。在本發明的精神實質和權利要求保護范圍內做出的任何等效變化或修飾，都視為在本發明的保護范圍內。