CN105061804B - 防粘超滑低密度聚乙烯薄膜及其制备方法 - Google Patents

防粘超滑低密度聚乙烯薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防粘超滑低密度聚乙烯薄膜及其制备方法。制备方法包括（1）制备低密度聚乙烯溶液；（2）在低密度聚乙烯溶液中加入纳米氧化镁颗粒，流延于一基底上，经干燥后，得到低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜；（3）将混合薄膜置于酸性溶液中浸泡，得到多孔低密度聚乙烯薄膜；（4）将多孔低密度聚乙烯薄膜置于全氟润滑液中浸泡，得到防粘超滑低密度聚乙烯薄膜。本发明制备的薄膜具有防粘超滑特性，制备方法的操作工艺简单、成本低廉、重现性好、且易于产业化。

Description

防粘超滑低密度聚乙烯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种防粘超滑材料及其制备方法，具体涉及一种防粘超滑低密度聚乙烯薄膜及其制备方法。
背景技术
受猪笼草超滑表面的启发，近年来，具有防粘超滑特性的材料受到了高度关注。超滑材料表面的典型特征是：水、油等液体以及冰、虫子、小石块等固体材料均难以粘附在材料表面，稍微倾斜一个很小的角度，其表面的水、油、冰、虫子、小石块等材料就会从其表面快速滑落。因此，防粘超滑材料在自清洁、去污、液体输送、包装等领域应用前景非常广阔。
低密度聚乙烯薄膜具有无味、无毒、成本低廉的优点，是一种非常重要且广泛使用的包装材料，然而，目前市场上的低密度聚乙烯薄膜表面均没有防粘超滑特性。
很显然，如果赋予低密度聚乙烯薄膜防粘超滑特性，无疑会大大提高其自清洁性、防污性，必将大大提高低密度聚乙烯的应用性能，从而使低密度聚乙烯薄膜的应用范围得到进一步拓宽。然而，到目前为止，还没有文献报道防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备。因此，开发一种制备防粘超滑特性低密度聚乙烯薄膜的方法具有非常重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有防粘超滑特性的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜，还提供一种操作工艺简单、成本低廉、重现性好、易于产业化的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将低密度聚乙烯溶解于有机溶剂中，经搅拌后，得到低密度聚乙烯溶液；
（2）在所述低密度聚乙烯溶液中加入纳米氧化镁颗粒，然后搅拌，将所得混合溶液流延于一基底上，经干燥后，得到低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜；
（3）将所述低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜置于酸性溶液中浸泡，去除低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜中的纳米氧化镁，得到多孔低密度聚乙烯薄膜；
（4）将所述多孔低密度聚乙烯薄膜置于全氟润滑液中浸泡，使所述多孔低密度聚乙烯薄膜的孔吸附所述全氟润滑液，得到防粘超滑低密度聚乙烯薄膜。
上述的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（1）中，所述低密度聚乙烯溶液的浓度为1g·L-1～10g·L-1。
上述的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（2）中，所述纳米氧化镁颗粒的质量是所述低密度聚乙烯质量的5%～10%。
上述的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（2）中，所述纳米氧化镁颗粒的粒径为50nm～300nm。
上述的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（2）中，所述干燥的温度为120℃～160℃，所述干燥的时间为2h～3h。
上述的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（3）中，所述酸性溶液包括盐酸溶液、醋酸溶液和草酸溶液中的一种或多种；所述酸性溶液的浓度为0.5mol/L～2mol/L。
上述的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（3）中，所述浸泡的时间为1h～2h；所述步骤（4）中，所述浸泡的时间为2s～10s。
上述的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（4）中，所述全氟润滑液的浓度为1mol/L～3mol/L；所述全氟润滑液为全氟润滑液FC-70或krytox润滑剂。
上述的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法中，优选的，所述步骤（1）中，所述溶解的温度为120℃～160℃；所述有机溶剂包括二甲苯、苯、十氢化萘。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法制得的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜。
本发明中，低密度聚乙烯薄膜通常是指密度在0.910g/cm3～0.925g/cm3范围的聚乙烯薄膜，可于市场上直接购买得到。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法具有操作工艺简单、成本低廉、重现性好、易于产业化的特点。
2、本发明的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜具有较好的防粘超滑特性，将水、冰、墨水、小石块等置于其上，均会从其表面快速滑落而不留任何痕迹。
附图说明
图1为本发明实施例1中获得的多孔低密度聚乙烯薄膜的表面扫描电镜图。
图2为本发明实施例2中获得的多孔低密度聚乙烯薄膜的表面扫描电镜图。
图3为本发明实施例3中获得的多孔低密度聚乙烯薄膜的表面扫描电镜图。
图4为本发明实施例4中获得的多孔低密度聚乙烯薄膜的表面扫描电镜图。
图5为本发明实施例5中获得的多孔低密度聚乙烯薄膜的表面扫描电镜图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例1
一种本发明的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将1g低密度聚乙烯于120℃溶解于1L二甲苯中，搅拌10分钟后，形成浓度为1g·L-1的低密度聚乙烯溶液。
（2）在低密度聚乙烯溶液中加入0.05g纳米氧化镁颗粒，纳米氧化镁颗粒的粒径为50nm～300nm，搅拌均匀后，将所得混合溶液流延在干净的玻璃基底上，并在120℃的条件下干燥2小时，获得低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜（即低密度聚乙烯和纳米氧化镁的混合薄膜）。
（3）将低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜在0.5mol/L盐酸溶液中浸泡1小时，去除混合薄膜中的纳米氧化镁，得到多孔低密度聚乙烯薄膜（如图1所示）。
（4）将多孔低密度聚乙烯薄膜在3mol/L的全氟润滑液FC-70中浸泡2秒，使多孔低密度聚乙烯薄膜的孔吸附全氟润滑液FC-70，便获得防粘超滑低密度聚乙烯薄膜。所得薄膜具有防粘超滑特性：将水、冰、墨水、小石块等置于其上，将薄膜倾斜3°，水、冰、墨水、小石块等均会从其表面快速滑落而不留任何痕迹。
实施例2
一种本发明的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将10g低密度聚乙烯于120℃溶解于1L二甲苯中，搅拌10分钟后，形成浓度为10g·L-1的低密度聚乙烯溶液。
（2）在低密度聚乙烯溶液中加入1g纳米氧化镁颗粒，纳米氧化镁颗粒的粒径为50nm～300nm，搅拌均匀后，将所得混合溶液流延在干净的玻璃基底上，并在120℃的条件下干燥3小时，获得低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜。
（3）将低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜在2mol/L盐酸溶液中浸泡2小时，去除混合薄膜中的纳米氧化镁，得到多孔低密度聚乙烯薄膜（如图2所示）。
（4）将多孔低密度聚乙烯薄膜在3mol/L的全氟润滑液FC-70中浸泡10秒，使多孔低密度聚乙烯的孔吸附全氟润滑液FC-70，便可获得防粘超滑低密度聚乙烯薄膜。所得薄膜具有防粘超滑特性：将水、冰、墨水、小石块等置于其上，将薄膜倾斜5°，水、冰、墨水、小石块等均会从其表面快速滑落而不留任何痕迹。
实施例3
一种本发明的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将5g低密度聚乙烯于120℃溶解于1L二甲苯中，搅拌10分钟后，形成浓度为5g·L-1的低密度聚乙烯溶液。
（2）在低密度聚乙烯溶液中加入0.4g纳米氧化镁颗粒，纳米氧化镁颗粒的粒径为50nm～300nm，搅拌均匀后，将所得混合溶液流延在干净的玻璃基底上，并在120℃的条件下干燥2.5小时，获得低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜。
（3）将低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜在1mol/L盐酸溶液中浸泡1.5小时，去除混合薄膜中的纳米氧化镁，得到多孔低密度聚乙烯薄膜（如图3所示）。
（4）将多孔低密度聚乙烯薄膜在3mol/L的全氟润滑液FC-70中浸泡5秒，使多孔低密度聚乙烯薄膜的孔吸附全氟润滑液FC-70，便可获得防粘超滑低密度聚乙烯薄膜。所得薄膜具有防粘超滑特性：将水、冰、墨水、小石块等置于其上，将薄膜倾斜3°，水、冰、墨水、小石块等均会从其表面快速滑落而不留任何痕迹。
实施例4
一种本发明的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将3g低密度聚乙烯于120℃溶解于1L二甲苯中，搅拌10分钟后，形成浓度为3g·L-1的低密度聚乙烯溶液。
（2）在低密度聚乙烯溶液中加入0.3g纳米氧化镁颗粒，纳米氧化镁颗粒的粒径为50nm～300nm，搅拌均匀后，将低密度聚乙烯溶液流延在干净的玻璃基底上，并在120℃的条件下干燥2小时，获得低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜。
（3）将低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜在1mol/L盐酸溶液中浸泡2小时，去除混合薄膜中的纳米氧化镁，得到多孔低密度聚乙烯薄膜（如图4所示）。
（4）将多孔低密度聚乙烯薄膜在3mol/L的全氟润滑液FC-70中浸泡6秒，使多孔低密度聚乙烯薄膜的孔吸附全氟润滑液FC-70，便可获得防粘超滑低密度聚乙烯薄膜。所得薄膜具有防粘超滑特性：将水、冰、墨水、小石块等置于其上，将薄膜倾斜6°，水、冰、墨水、小石块等均会从其表面快速滑落而不留任何痕迹。
实施例5
一种本发明的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
（1）将2g低密度聚乙烯于120℃溶解于二甲苯中，搅拌10分钟后，形成浓度为2g·L-1的低密度聚乙烯溶液。
（2）在低密度聚乙烯溶液中加入0.1g纳米氧化镁颗粒，纳米氧化镁颗粒的粒径为50nm～300nm，搅拌均匀后，将低密度聚乙烯溶液流延在干净的玻璃基底上并在120℃的条件下干燥3小时，获得低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜。
（3）将低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜在0.8mol/L盐酸溶液中浸泡2小时，去除混合薄膜中的纳米氧化镁，得到多孔低密度聚乙烯薄膜（如图5所示）。
（4）将多孔低密度聚乙烯薄膜在3mol/L的全氟润滑液FC-70中浸泡9秒，使多孔低密度聚乙烯薄膜的孔吸附全氟润滑液FC-70，便可获得防粘超滑低密度聚乙烯薄膜。所得薄膜具有防粘超滑特性：将水、冰、墨水、小石块等置于其上，将薄膜倾斜5°，水、冰、墨水、小石块等均会从其表面快速滑落而不留任何痕迹。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将低密度聚乙烯溶解于有机溶剂中，经搅拌后，得到低密度聚乙烯溶液；所述溶解的温度为120℃～160℃；所述有机溶剂包括二甲苯、苯、十氢化萘；所述低密度聚乙烯溶液的浓度为1g·L-1～10g·L-1；
（2）在所述低密度聚乙烯溶液中加入纳米氧化镁颗粒，然后搅拌，将所得混合溶液流延于一基底上，经干燥后，得到低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜；所述纳米氧化镁颗粒的质量是所述低密度聚乙烯质量的5%～10%；所述纳米氧化镁颗粒的粒径为50nm～300nm；
（3）将所述低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜置于酸性溶液中浸泡，去除低密度聚乙烯/纳米氧化镁混合薄膜中的纳米氧化镁，得到多孔低密度聚乙烯薄膜；所述酸性溶液包括盐酸溶液、醋酸溶液和草酸溶液中的一种或多种；所述酸性溶液的浓度为0.5mol/L～2mol/L；所述浸泡的时间为1h～2h；
（4）将所述多孔低密度聚乙烯薄膜置于全氟润滑液中浸泡，使所述多孔低密度聚乙烯薄膜的孔吸附所述全氟润滑液，得到防粘超滑低密度聚乙烯薄膜；所述全氟润滑液的浓度为1mol/L～3mol/L；所述全氟润滑液为全氟润滑液FC-70或krytox润滑剂；所述浸泡的时间为2s～10s。
2.根据权利要求1所述的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述干燥的温度为120℃～160℃，所述干燥的时间为2h～3h。
3.一种如权利要求1或2所述的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜的制备方法制得的防粘超滑低密度聚乙烯薄膜。
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