一种易降解包装材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域,具体涉及一种易降解包装材料及其制备方法。
背景技术
随着经济科技的迅猛发展,人们的生活水平也得到了大幅度的提高。人们在购买商品时不仅注重商品的本质,对于其外观、功能性等都有了一定的要求。同时,也随着包装业的不断强大,包装材料的消耗已成为一项巨大的消耗品,不仅给已是能源短缺的石油业造成了一定的压力,同时,大部分包装材料的不可或不易降解性对环境也造成了一定的压力。随着人们环保意识的增强,人们对于可降解包装材料的需求也是越来越强,因此,研究开发具有较好的力学性能,同时易降解的包装材料对于缓解环境压力,节约能源和降低成本都具有很大的价值。
发明内容
要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种易降解包装材料,具有良好的力学性能,弹性及韧性佳,且耐冲击性能强,同时也是一种易降解的环保包装材料。
技术方案:一种易降解包装材料,由以下成分以重量份制备而成:聚乳酸30-50份、聚乙二醇5-15份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯10-20份、聚己内酯10-30份、纳米二氧化钛1-2份、N-苯基-α-苯胺0.1-0.3份、碳纳米管2-5份、镀镍石墨1-2份、β-环糊精1-2份、乙撑双硬酯酰胺1-2份、硬脂酸丁酯0.5-1份、硝酸20-30份、硫酸60-80份、蒸馏水100-200份。
进一步优选的,所述的一种易降解包装材料,由以下成分以重量份制备而成:聚乳酸35-45份、聚乙二醇7-12份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯12-17份、聚己内酯15-25份、纳米二氧化钛1.2-1.7份、N-苯基-α-苯胺0.15-0.25份、碳纳米管3-4份、镀镍石墨1.3-1.7份、β-环糊精1.2-1.8份、乙撑双硬酯酰胺1.2-1.7份、硬脂酸丁酯0.6-0.9份、硝酸22-28份、硫酸65-75份、蒸馏水120-180份。
上述易降解包装材料的制备方法包括以下步骤:
(1) 将碳纳米管、硝酸和硫酸混合,放入超声仪中进行超声分散30-40分钟;
(2) 加热至140-145℃,搅拌4-5小时;
(3) 冷却,用蒸馏水进行洗涤至中性;
(4) 过滤,放入烘箱中,在温度80-90℃下干燥12-14小时;
(5) 将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚己内酯和纳米二氧化钛放入烘箱中,在温度40-55℃下干燥12-14小时;
(6) 将所有组分混合,用高速分散机分散2-5分钟;
(7) 加入密炼机中密炼即得,转速为50-55r/min,温度为170-175℃,密炼时间为5-7分钟。
进一步优选的,步骤(1)中分散时间35分钟。
进一步优选的,步骤(2)中温度为141-144℃,搅拌时间为4.5小时。
进一步优选的,步骤(4)中温度为85℃,干燥时间为12.5-13.5小时。
进一步优选的,步骤(5)中温度为45-50℃,干燥时间为12.5-13.5小时。
进一步优选的,步骤(6)中分散时间为3-4分钟。
进一步优选的,步骤(7)中转速为51-54r/min,温度为171-174℃,密炼时间为6分钟。
有益效果:本发明的易降解包装材料具有良好的力学性能,其拉伸强度最高可达58.7MPa,断裂伸长率也可高达85.2%,弹性及韧性佳,其冲击强度可达7.8KJ/m2,耐冲击性能强,同时本发明主要原料为聚乳酸等易降解材料,故是一种易降解的环保包装材料。
具体实施方式
实施例1
一种易降解包装材料,由以下成分以重量份制备而成:聚乳酸30份、聚乙二醇5份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯10份、聚己内酯10份、纳米二氧化钛1份、N-苯基-α-苯胺0.1份、碳纳米管2份、镀镍石墨1份、β-环糊精1份、乙撑双硬酯酰胺1份、硬脂酸丁酯0.5份、硝酸20份、硫酸60份、蒸馏水100份。
上述易降解包装材料的制备方法为:
(1) 将碳纳米管、硝酸和硫酸混合,放入超声仪中进行超声分散30分钟;
(2) 加热至140℃,搅拌4小时;
(3) 冷却,用蒸馏水进行洗涤至中性;
(4) 过滤,放入烘箱中,在温度80℃下干燥12小时;
(5) 将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚己内酯和纳米二氧化钛放入烘箱中,在温度40℃下干燥12小时;
(6) 将所有组分混合,用高速分散机分散2分钟;
(7) 加入密炼机中密炼即得,转速为50r/min,温度为170℃,密炼时间为5分钟。
实施例2
一种易降解包装材料,由以下成分以重量份制备而成:聚乳酸35份、聚乙二醇7份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯12份、聚己内酯15份、纳米二氧化钛1.2份、N-苯基-α-苯胺0.15份、碳纳米管3份、镀镍石墨1.3份、β-环糊精1.2份、乙撑双硬酯酰胺1.2份、硬脂酸丁酯0.6份、硝酸22份、硫酸65份、蒸馏水120份。
上述易降解包装材料的制备方法为:
(1) 将碳纳米管、硝酸和硫酸混合,放入超声仪中进行超声分散35分钟;
(2) 加热至141℃,搅拌4.5小时;
(3) 冷却,用蒸馏水进行洗涤至中性;
(4) 过滤,放入烘箱中,在温度85℃下干燥12.5小时;
(5) 将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚己内酯和纳米二氧化钛放入烘箱中,在温度45℃下干燥12.5小时;
(6) 将所有组分混合,用高速分散机分散3分钟;
(7) 加入密炼机中密炼即得,转速为51r/min,温度为171℃,密炼时间为6分钟。
实施例3
一种易降解包装材料,由以下成分以重量份制备而成:聚乳酸40份、聚乙二醇10份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯15份、聚己内酯20份、纳米二氧化钛1.5份、N-苯基-α-苯胺0.2份、碳纳米管3.5份、镀镍石墨1.5份、β-环糊精1.5份、乙撑双硬酯酰胺1.5份、硬脂酸丁酯0.75份、硝酸25份、硫酸70份、蒸馏水150份。
上述易降解包装材料的制备方法为:
(1) 将碳纳米管、硝酸和硫酸混合,放入超声仪中进行超声分散35分钟;
(2) 加热至142℃,搅拌4.5小时;
(3) 冷却,用蒸馏水进行洗涤至中性;
(4) 过滤,放入烘箱中,在温度85℃下干燥13小时;
(5) 将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚己内酯和纳米二氧化钛放入烘箱中,在温度47℃下干燥13小时;
(6) 将所有组分混合,用高速分散机分散3.5分钟;
(7) 加入密炼机中密炼即得,转速为52r/min,温度为172℃,密炼时间为6分钟。
实施例4
一种易降解包装材料,由以下成分以重量份制备而成:聚乳酸45份、聚乙二醇12份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯17份、聚己内酯25份、纳米二氧化钛1.7份、N-苯基-α-苯胺0.25份、碳纳米管4份、镀镍石墨1.7份、β-环糊精1.8份、乙撑双硬酯酰胺1.7份、硬脂酸丁酯0.9份、硝酸28份、硫酸75份、蒸馏水180份。
上述易降解包装材料的制备方法为:
(1) 将碳纳米管、硝酸和硫酸混合,放入超声仪中进行超声分散35分钟;
(2) 加热至144℃,搅拌4.5小时;
(3) 冷却,用蒸馏水进行洗涤至中性;
(4) 过滤,放入烘箱中,在温度85℃下干燥13.5小时;
(5) 将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚己内酯和纳米二氧化钛放入烘箱中,在温度50℃下干燥13.5小时;
(6) 将所有组分混合,用高速分散机分散4分钟;
(7) 加入密炼机中密炼即得,转速为54r/min,温度为174℃,密炼时间为6分钟。
实施例5
一种易降解包装材料,由以下成分以重量份制备而成:聚乳酸50份、聚乙二醇15份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯20份、聚己内酯30份、纳米二氧化钛2份、N-苯基-α-苯胺0.3份、碳纳米管5份、镀镍石墨2份、β-环糊精2份、乙撑双硬酯酰胺2份、硬脂酸丁酯1份、硝酸30份、硫酸80份、蒸馏水200份。
上述易降解包装材料的制备方法为:
(1) 将碳纳米管、硝酸和硫酸混合,放入超声仪中进行超声分散40分钟;
(2) 加热至145℃,搅拌5小时;
(3) 冷却,用蒸馏水进行洗涤至中性;
(4) 过滤,放入烘箱中,在温度90℃下干燥14小时;
(5) 将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚己内酯和纳米二氧化钛放入烘箱中,在温度55℃下干燥14小时;
(6) 将所有组分混合,用高速分散机分散5分钟;
(7) 加入密炼机中密炼即得,转速为55r/min,温度为175℃,密炼时间为7分钟。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有聚乙二醇。具体地说是:
一种易降解包装材料,由以下成分以重量份制备而成:聚乳酸50份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯20份、聚己内酯30份、纳米二氧化钛2份、N-苯基-α-苯胺0.3份、碳纳米管5份、镀镍石墨2份、β-环糊精2份、乙撑双硬酯酰胺2份、硬脂酸丁酯1份、硝酸30份、硫酸80份、蒸馏水200份。
上述易降解包装材料的制备方法为:
(1) 将碳纳米管、硝酸和硫酸混合,放入超声仪中进行超声分散40分钟;
(2) 加热至145℃,搅拌5小时;
(3) 冷却,用蒸馏水进行洗涤至中性;
(4) 过滤,放入烘箱中,在温度90℃下干燥14小时;
(5) 将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚己内酯和纳米二氧化钛放入烘箱中,在温度55℃下干燥14小时;
(6) 将所有组分混合,用高速分散机分散5分钟;
(7) 加入密炼机中密炼即得,转速为55r/min,温度为175℃,密炼时间为7分钟。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有纳米二氧化钛和镀镍石墨。具体地说是:
一种易降解包装材料,由以下成分以重量份制备而成:聚乳酸50份、聚乙二醇15份、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯20份、聚己内酯30份、N-苯基-α-苯胺0.3份、碳纳米管5份、β-环糊精2份、乙撑双硬酯酰胺2份、硬脂酸丁酯1份、硝酸30份、硫酸80份、蒸馏水200份。
上述易降解包装材料的制备方法为:
(1) 将碳纳米管、硝酸和硫酸混合,放入超声仪中进行超声分散40分钟;
(2) 加热至145℃,搅拌5小时;
(3) 冷却,用蒸馏水进行洗涤至中性;
(4) 过滤,放入烘箱中,在温度90℃下干燥14小时;
(5) 将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚己内酯放入烘箱中,在温度55℃下干燥14小时;
(6) 将所有组分混合,用高速分散机分散5分钟;
(7) 加入密炼机中密炼即得,转速为55r/min,温度为175℃,密炼时间为7分钟。
下表1为本发明材料的实施例和对比例的部分性能指标,我们可以看到,本发明具有良好的力学性能,其拉伸强度最高可达58.7MPa,断裂伸长率也可高达85.2%,弹性及韧性佳,其冲击强度可达7.8KJ/m2,耐冲击性能强,同时本发明主要原料为聚乳酸等易降解材料,故是一种易降解的环保包装材料。
表1 易降解包装材料的性能指标
|
实施例1 |
实施例2 |
实施例3 |
实施例4 |
实施例5 |
对比例1 |
对比例2 |
拉伸强度(MPa) |
58.1 |
58.4 |
58.5 |
58.7 |
58.6 |
54.6 |
52.5 |
断裂伸长率(%) |
84.6 |
84.8 |
84.9 |
85.2 |
85.1 |
80.1 |
83.2 |
冲击强度(KJ/m2) |
7.6 |
7.7 |
7.7 |
7.8 |
7.7 |
7.1 |
7.8 |