CN106188774A - 一种纳米结晶纤维素改性的聚乙烯膜料及其制备方法 - Google Patents

一种纳米结晶纤维素改性的聚乙烯膜料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种纳米结晶纤维素改性的聚乙烯膜料，由以下重量份的原料组成：低密度聚乙烯60‑80份，茶叶渣18‑28份，β－环糊精12‑18份，柠檬酸4‑9份，次甲基磷酸钠0.5‑2份，三七5‑9份，金银花6‑12份，乙酸乙酯30‑40份，乳化剂T‑80 2‑4份，邻苯二甲酸二(2‑乙基己)酯1‑3份，促进剂CZ 0.5‑1.5份，氢氧化钠溶液适量，蒸馏水适量，纳米结晶纤维素2‑3份，纳米羟基磷灰石1‑3份。本发明通过β－环糊精接枝茶叶渣粉对三七、金银花提取物进行包合添加到牙膏片材薄膜中，具有安全性和一定的药用功效缓释效果，另外具有成本低、无污染、极佳的环保性等特点。

Description

一种纳米结晶纤维素改性的聚乙烯膜料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种纳米结晶纤维素改性的聚乙烯膜料及其制备方法。
背景技术
牙膏管包装目前主要使用的是复合管包装，复合软管的一个非常显著的特点在于它的管体材料为复合片材，而复合片材是通过复合的方式将多种不同材料所生产的膜料复合在一起。它的生产工艺灵活，如可以用干式复合也可以用挤出复合，可以印刷后复合成片材制管，也可以生产成片材后在进行印刷制管；取材广泛，就材质来说可以是聚烯烃、聚酰胺、聚酯、铝箔、纸张等，膜料的类型来说可以是吹塑膜、流延膜、共挤膜、双向拉伸膜、真空镀铝膜、涂层膜等。这使得复合片材在阻隔性能、物理机械性能、外观等方面都具有非常高的灵活性。
片材用于牙膏软管的包装，其内容物牙膏膏体是直接与人体的口腔接触的。因此包装材料的选择得当与否，直接关系着人们的身体健康。几年来，食品安全问题越来越引起人们的重视。从几年前的三聚氰胺事件，到近年的塑化剂风波，再到新西兰毒奶粉事件，无不牵动着人们对食品安全脆弱的神经。对于牙膏片材来说，也可以看做是“直接接触人体”的一种包装材料，如何保证包装原料中的一些添加剂不会和膏体中的成分发生反应，成了首先需要面对的问题。
对于牙膏片材来说，主要的材质还是聚乙烯和聚丙烯以及铝箔等材料，比如聚乙烯材料的生产中会加入抗氧剂、开口剂、爽滑剂等化学物质，而这些物质在牙膏膏体的作用下（牙膏膏体是一种很好的“萃取物质”），会从薄膜迁移至膏体中，可能引起膏体性能的变化。郝喜海、孙淼等人在发表的《丁香精油微胶囊抗菌包装薄膜》一文中用β-环糊精包埋丁香精油制备微胶囊抗菌剂，添加到聚乙烯醇中制备抗菌性薄膜，并对微胶囊缓释抗菌性能进行检测，聚合物携带食品防腐剂功能性成分，在食品运输和存储过程中通过缓慢释放起到防腐效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种纳米结晶纤维素改性的聚乙烯膜料及其制备方法。
一种纳米结晶纤维素改性的聚乙烯膜料，由以下重量份的原料组成：低密度聚乙烯60-80份，茶叶渣18-28份，β－环糊精12-18份，柠檬酸4-9份，次甲基磷酸钠0.5-2份，三七5-9份，金银花6-12份，乙酸乙酯30-40份，乳化剂T-80 2-4份，邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯1-3份，促进剂CZ 0.5-1.5份，氢氧化钠溶液适量，蒸馏水适量，纳米结晶纤维素2-3份，纳米羟基磷灰石1-3份。
具体步骤如下：
（1）β－环糊精接枝茶叶渣粉的制备：
①、将茶叶渣烘干并研磨成粉，过80-100目筛，得到的茶叶渣粉浸渍在氢氧化钠溶液中0.5-2.5小时，之后用60-70℃的蒸馏水彻底洗涤，于70-90℃的供箱中干燥18-25小时备用；
②、将活化处理后的茶叶渣粉浸泡在由β－环糊精、柠檬酸、次甲基磷酸钠组成的三元水溶液中，超声处理10-30分钟后，油浴加热至80-110℃并在此温度下充分搅拌，反应2-4小时，反应完成后过滤，滤渣即为产品，水洗至中性，50-70℃下干燥20-25小时，得到β－环糊精接枝茶叶渣粉；
（2）三七、金银花/β－环糊精包合物的制备：
①、将三七、金银花烘干并研成粉末，加入乙酸乙酯，在60-80℃的水浴中热回流萃取1-3小时，趁热过滤，合并提取液，冷却后加入适量的蒸馏水，向混合液中加入乳化剂T-80，在5000-8000转/分钟条件下均质15-30分钟，得到乳化液；
②、称取一定量的蒸馏水，加入步骤（1）得到的β－环糊精接枝茶叶渣粉，充分浸润后，将已经乳化完全的乳化液倒入β－环糊精溶液中，搅拌包结20-30分钟，静置0.5-1.5小时后，抽滤、水洗、干燥，得到三七、金银花/β－环糊精包合物；
（3）将步骤（2）制备的三七、金银花/β－环糊精包合物与低密度聚乙烯、纳米结晶纤维素投入高速混合机中混合均匀，控制转速为800-1000转/分钟，80-130℃混合20-30分钟后，加入纳米羟基磷灰石及剩余原料，继续混合30-60分钟，通过双螺杆挤出机共混挤出，经水冷、切粒后得到粒料；
（4）将步骤（3）得到的粒料在吹膜机上吹膜成型。
其中，所述的氢氧化钠溶液的浓度为质量分数为25%-30%。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）三七、金银花是牙膏膏体中常见的添加物，不仅香气浓郁、稳定，且具有能消肿止痛、活血散瘀之功效，添加到聚乙烯膜料基材中，在牙膏膏体的作用下会从牙膏片材薄膜中缓慢迁移至膏体中，对人体安全无毒，且有一定的药用功效。
（2）另外本发明使用β－环糊精接枝茶叶渣粉对三七、金银花提取物进行包合，保持了茶叶渣粉的杀菌消炎作用，提高茶叶渣的生物利用度，另外对三七、金银花还具有缓释效果，制备的聚乙烯膜料具有成本低、无污染、极佳的环保性等特点。
（3）掺混了纳米轻基磷灰石、纳米结晶纤维素与聚乙烯膜料相容性好，并具有良好的成膜性和流变性，不易自聚，制备的聚乙烯膜料具有优良的力学性能。
具体实施方式
一种纳米结晶纤维素改性的聚乙烯膜料，由以下重量份（公斤）的原料组成：低密度聚乙烯70，茶叶渣22，β－环糊精15，柠檬酸8，次甲基磷酸钠1，三七8，金银花10，乙酸乙酯35，乳化剂T-80 3，邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯2，促进剂CZ 1，氢氧化钠溶液适量，蒸馏水适量，纳米结晶纤维素2，纳米羟基磷灰石2。
其中，所述的氢氧化钠溶液的浓度为质量分数为30%。
具体步骤如下：
（1）β－环糊精接枝茶叶渣粉的制备：
①、将茶叶渣烘干并研磨成粉，过100目筛，得到的茶叶渣粉浸渍在氢氧化钠溶液中2小时，之后用65℃的蒸馏水彻底洗涤，于80℃的供箱中干燥20小时备用；
②、将活化处理后的茶叶渣粉浸泡在由β－环糊精、柠檬酸、次甲基磷酸钠组成的三元水溶液中，超声处理20分钟后，油浴加热至90℃并在此温度下充分搅拌，反应3小时，反应完成后过滤，滤渣即为产品，水洗至中性，60℃下干燥22小时，得到β－环糊精接枝茶叶渣粉；
（2）三七、金银花/β－环糊精包合物的制备：
①、将三七、金银花烘干并研成粉末，加入乙酸乙酯，在70℃的水浴中热回流萃取2小时，趁热过滤，合并提取液，冷却后加入适量的蒸馏水，向混合液中加入乳化剂T-80，在7000转/分钟条件下均质20分钟，得到乳化液；
②、称取一定量的蒸馏水，加入步骤（1）得到的β－环糊精接枝茶叶渣粉，充分浸润后，将已经乳化完全的乳化液倒入β－环糊精溶液中，搅拌包结25分钟，静置1小时后，抽滤、水洗、干燥，得到三七、金银花/β－环糊精包合物；
（3）将步骤（2）制备的三七、金银花/β－环糊精包合物与低密度聚乙烯、纳米结晶纤维素投入高速混合机中混合均匀，控制转速为1000转/分钟，100℃混合30分钟后，加入纳米羟基磷灰石及剩余原料，继续混合40分钟，通过双螺杆挤出机共混挤出，经水冷、切粒后得到粒料；
（4）将步骤（3）得到的粒料在吹膜机上吹膜成型。
经测试性能数据：拉伸强度（MPa）：MD：97，TD：107；拉伸断裂伸长率（%）：MD：193，TD：92；穿刺强度（N）：5.2。

Claims (3)

1.一种纳米结晶纤维素改性的聚乙烯膜料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：低密度聚乙烯60-80份，茶叶渣18-28份，β－环糊精12-18份，柠檬酸4-9份，次甲基磷酸钠0.5-2份，三七5-9份，金银花6-12份，乙酸乙酯30-40份，乳化剂T-80 2-4份，邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯1-3份，促进剂CZ 0.5-1.5份，氢氧化钠溶液适量，蒸馏水适量，纳米结晶纤维素2-3份，纳米羟基磷灰石1-3份。
2.根据权利要求书1所述的一种纳米结晶纤维素改性的聚乙烯膜料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）β－环糊精接枝茶叶渣粉的制备：
①、将茶叶渣烘干并研磨成粉，过80-100目筛，得到的茶叶渣粉浸渍在氢氧化钠溶液中0.5-2.5小时，之后用60-70℃的蒸馏水彻底洗涤，于70-90℃的供箱中干燥18-25小时备用；
②、将活化处理后的茶叶渣粉浸泡在由β－环糊精、柠檬酸、次甲基磷酸钠组成的三元水溶液中，超声处理10-30分钟后，油浴加热至80-110℃并在此温度下充分搅拌，反应2-4小时，反应完成后过滤，滤渣即为产品，水洗至中性，50-70℃下干燥20-25小时，得到β－环糊精接枝茶叶渣粉；
（2）三七、金银花/β－环糊精包合物的制备：
①、将三七、金银花烘干并研成粉末，加入乙酸乙酯，在60-80℃的水浴中热回流萃取1-3小时，趁热过滤，合并提取液，冷却后加入适量的蒸馏水，向混合液中加入乳化剂T-80，在5000-8000转/分钟条件下均质15-30分钟，得到乳化液；
②、称取一定量的蒸馏水，加入步骤（1）得到的β－环糊精接枝茶叶渣粉，充分浸润后，将已经乳化完全的乳化液倒入β－环糊精溶液中，搅拌包结20-30分钟，静置0.5-1.5小时后，抽滤、水洗、干燥，得到三七、金银花/β－环糊精包合物；
（3）将步骤（2）制备的三七、金银花/β－环糊精包合物与低密度聚乙烯、纳米结晶纤维素投入高速混合机中混合均匀，控制转速为800-1000转/分钟，80-130℃混合20-30分钟后，加入纳米羟基磷灰石及剩余原料，继续混合30-60分钟，通过双螺杆挤出机共混挤出，经水冷、切粒后得到粒料；
（4）将步骤（3）得到的粒料在吹膜机上吹膜成型。
3.根据权利要求书1、2所述的一种纳米结晶纤维素改性的聚乙烯膜料的制备方法，其特征在于，所述的氢氧化钠溶液的浓度为质量分数为25%-30%。
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