真空負(fù)壓成型聚乙烯醇薄膜袋的研制

樊守貞

（河北省優(yōu)撫醫(yī)院，河北 石家莊 050051）

樹脂假肢接受腔用薄膜袋真空負(fù)壓澆鑄成型制作是假肢制作中的一項(xiàng)新工藝，在其過程中需要一種薄膜做成真空袋。這種薄膜要求良好的耐油性，容納樹脂時(shí)不能發(fā)生溶脹變形，通常使用的聚氯乙烯、聚丙烯等薄膜不能滿足此要求。聚乙烯醇薄膜具有優(yōu)異的生物降解性，力學(xué)性能，熱封性能，抗靜電性能，透明性等優(yōu)點(diǎn)，其氣體阻隔性，耐油、耐溶劑性尤其突出［1～3］，因此在假肢制作中用此薄膜作負(fù)壓成型的薄膜袋是較為理想的材料。

近年來，日本及歐美國(guó)家一些公司在聚乙烯醇薄膜的研究取得了突破性進(jìn)展，聚乙烯醇薄膜得到廣泛應(yīng)用［4～5］。我國(guó)隨著包裝對(duì)阻隔性、透明性、水溶性的特殊要求，PVA薄膜工業(yè)也有了進(jìn)一步發(fā)展。本試驗(yàn)通過流延法成膜的方法，以聚乙烯醇為主要原料，添加增塑劑、脫膜劑等助劑，研制一種耐油性優(yōu)異，力學(xué)性能優(yōu)異的薄膜，用作于樹脂假肢接受腔用真空袋。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料與儀器

聚乙烯醇（型號(hào)，PVA－1799），乙二醇，甘油，山梨醇，二甲基硅油，乳液硅油，蒸餾水；博每CHY－C2A測(cè)厚儀（濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司），紫外可見光光度計(jì)（上海精密科技有限公司）。

1.2 聚乙烯醇薄膜的制備

將一定比例的聚乙烯醇、蒸餾水置入攪拌罐內(nèi)，加入不同增塑劑（其用量見表1），溫度控制在85～90℃，攪拌器轉(zhuǎn)速150～200轉(zhuǎn)／分。待聚乙烯醇充分溶解后加入乳液甲基硅油，攪拌2～5min，保溫、靜置脫泡，溫度下降到60～70℃時(shí)將溶液均勻地倒在已調(diào)平的1200mm×900mm×5mm玻璃板上，消除液面上的氣泡，干燥后起膜，備用。

表1 聚乙烯醇薄膜配方

1.3 性能測(cè)試

1.3.1 薄膜厚度的測(cè)定

博每CHY－C2A測(cè)厚儀，在待測(cè)膜上隨機(jī)測(cè)5點(diǎn)，取其平均值。

1.3.2 抗張強(qiáng)度（TS）的測(cè)定

用于拉伸和撕裂的薄膜試樣：分別用直角裁刀和啞鈴裁刀各制10個(gè)樣條，分別測(cè)其撕裂強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。

1.3.3 在潮濕條件下薄膜的延伸性的測(cè)定

將薄膜裁剪成100mm×10mm×0.1mm的長(zhǎng)條，置于18℃的丙烯酸樹脂中5min，測(cè)其斷裂伸長(zhǎng)率。

2 結(jié)果與討論

2.1 增塑劑對(duì)聚乙烯醇薄膜性能的影響

聚乙烯醇外觀為白色的絮狀物，是一種能溶于水的高分子化合物。聚乙烯醇水溶液的粘度由聚乙烯醇的聚合度、醇解度、溶液濃度及溫度所決定。聚合度愈大，則溶液粘度愈高，因此在相同的粘度下流延，聚合度大的需要水量愈多，膜的產(chǎn)量愈高。我們選用的聚乙烯醇型號(hào)為聚合度1799（聚合度1700，醇解度99.8% ），成膜性能較好。按表1所示，分別采用甘油、乙二醇及山梨醇做增塑劑，其它組分不變，通過流延法成膜，并分別對(duì)其性能進(jìn)行比較，其結(jié)果如表2。

由表2所示，添加增塑劑山梨醇和甘油的聚乙烯醇薄膜的性能較好，而添加乙二醇的聚乙烯醇薄膜的性能較差。雖然使用山梨醇優(yōu)于使用甘油的效果，但山梨醇的成本較高。綜合考慮，最佳增塑劑為甘油，但甘油用量太多，薄膜表層有甘油析出；甘油用量太少增塑作用效果不佳，薄膜較脆，易斷裂，導(dǎo)致在真空負(fù)壓過程中，達(dá)不到所需真空度，甘油使用量控制在0.3%～0.5%為宜。

表2 增塑劑對(duì)聚乙烯薄膜的性能影響

2.2 成膜溫度對(duì)聚乙烯醇薄膜性能的影響

按照上述制備工藝，精確稱取聚乙烯醇6.4g，甘油0.5g，蒸餾水100g以及乳液硅油0.03ml，在不同溫度下進(jìn)行干燥，其結(jié)果見表3。

表3 成膜溫度對(duì)薄膜性能的影響

由表3所示，隨干燥溫度升高，干燥時(shí)間逐漸減少，在70～80℃下干燥得到的聚乙烯醇薄膜抗拉強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度最高，但在此溫度下，形成的薄膜薄厚不均勻，有少量氣泡，用此薄膜生產(chǎn)出的產(chǎn)品表面平整度不夠，甚至在真空條件下薄膜可能破裂。雖然在室溫下干燥，干燥速度較慢，但形成的薄膜薄厚均勻，表面光潔，與模型服帖緊密、造型準(zhǔn)確且分離性好。

2.3 聚乙烯薄膜的耐油性

聚乙烯醇薄膜具有良好的耐油性，將其薄膜試條置于丙烯酸樹脂中浸泡2h，觀察其外觀及長(zhǎng)度均無變化，而將聚氯乙烯薄膜至于相同環(huán)境下，外表面溶脹，長(zhǎng)度增長(zhǎng)10%。測(cè)聚乙烯醇薄膜在潮濕環(huán)境下的伸長(zhǎng)率達(dá)500%，具有很好的延伸性，可與模型服帖緊密、造型準(zhǔn)確且分離型好。用該聚乙烯醇薄膜作各種假肢接受腔澆鑄樹脂時(shí)的真空袋薄膜不會(huì)發(fā)生溶脹變形，制品厚度均勻。

3 結(jié)論

采用流延法，研制出了優(yōu)異的耐油性，延伸性以及撕裂強(qiáng)度的聚乙烯醇薄膜，主要用于薄膜袋真空負(fù)壓成型，其工藝參數(shù)：聚乙烯醇（1799）用量為6.4g，蒸餾水用量100ml，增塑劑甘油用量為0.5g，室溫干燥成膜。

［1］ 汪寶林.聚乙烯醇薄膜的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀及其前景［J］.維綸通訊，2002，2（3）：8～10.

［2］ 鄒石龍，何吉宇，楊榮杰.聚乙烯醇增塑體系的性能［J］.高分子材料科學(xué)與工程，2008，（5）：84～87.

［3］ 江獻(xiàn)財(cái)，夏超，張熙，等.氯化鎂增塑改性聚乙烯醇［J］.高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào)，2012，（8）：1872～1876.

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［5］ Sun G.E，Teng H，Li Y.Preparation of Ultrafine Water－soluble Polymers Nanofiber Mats via Electrospinning［J］.Chemical Research in Chinese Universities，2010，（2）：318～322.