中大郭辉/澳科大王晓琳团队 ACS Macro Lett.：在室温下高效简单溶解高醇解度PVA的新策略

2023-11-06 来源：高分子科技

聚乙烯醇（PVA）广泛应用于涂料、纤维、胶黏剂等工业生产和日常生活之中，而PVA在的溶解是其加工和应用的前提。然而，高醇解度的PVA因其稳定的结晶结构而在室温下难以溶解。目前，通常采用加热的方法（> 90 ℃）溶解高醇解度PVA，这种方法耗时长、能量消耗大、操作不便且存在一定风险。因此，亟需寻求在室温下高效溶解高醇解度PVA的可行策略。

近期，中山大学郭辉课题组和澳门科技大学王晓琳课题组成功地开发了一种室温溶解高醇解度PVA的新策略。该方法通过引入无机添加剂的方式，高醇解度的PVA在室温下最高可达到45 wt%的溶解度。基于此，作者对其溶解机理进行探究，验证了PVA高分子的溶解度符合Hofmeister序列，即具有盐溶效应的离子表现出明显的增容效应。基于该方法，作者进一步成功设计出具有可调韧性的可回收PVA水凝胶，该材料可以通过添加剂的加入和去除而实现完全回收。该研究为高醇解度聚乙烯醇的应用和可回收高分子材料的开发提供了有益借鉴。

图1. (a) 室温下高醇解度PVA的溶解过程示意图及PVA水凝胶的再生。(b) 25 ℃下高醇解度PVA在水和LiI 溶液中的溶解过程照片。

图2.高醇解度PVA在添加剂溶液中的溶解度考察。PVA 在25 ℃条件下在一系列 (a) 氯化物添加剂和 (b) 锂盐添加剂溶液中的溶解度。(c) 不同类型醇解度PVA在25 ℃ 不同离子溶液中的溶解度。(d) 室温下不同浓度HCl添加剂对PVA溶解度的影响。

图3. (a) PVA水凝胶平衡于不同溶液后提举重物 (m = 200 g) 的照片。PVA水凝胶溶胀于不同浓度的盐酸溶液的 (b) 单轴拉伸应力-应变曲线, (c) 相应的力学参数。

图4. (a) 使用HCl溶液在40 ℃下对PVA水凝胶进行再生的过程示意图。通过重复8次再生，所得的PVA水凝胶单轴拉伸应力-应变曲线 (b) 及其力学参数 (c)。

该研究成果近日以“Solubilization of Fully Hydrolyzed Polyvinyl Alcohol at Room Temperature for Fabricating Recyclable Hydrogels”为题在线发表于ACS Macro Letters。论文的第一作者为中山大学硕士研究生刘一，通讯作者为澳门科技大学药学院王晓琳助理教授以及中山大学化学工程与技术学院郭辉副教授。

全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.3c00555

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（责任编辑：xu）

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