CN107793780A - 一种全降解塑料薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种全降解塑料薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于塑料薄膜技术领域，具体公开了一种全降解塑料薄膜及其制备技术，按重量份数计，包括以下组分：植物纤维粉料30‑40份、贝壳粉20‑30份、聚丙烯酰胺2‑4份、聚乙烯醇2‑4份、乙烯基树脂10‑20份、甘油10‑20份、锆酸酯偶联剂1‑2份、马来酸酐5‑10份、癸酸甘油酯0.5‑1份和甲基硅油2‑4份。本发明的塑料薄膜加工性能和力学性能良好，柔韧性高，易于降解，绿色环保。

Description

一种全降解塑料薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料薄膜技术领域，具体涉及一种全降解塑料薄膜及其制备方法。
背景技术
我国塑料薄膜的产量约占塑料制品总产量的20％，是塑料制品中产量增长较快的类别之一。随着我国包装、农业等领域对塑料薄膜的需求量不但增大，预计我国塑料薄膜的需求量每年将以9％以上的速度增长，其市场前景十分广阔。目前传统的高分子材料工业因石油资源的日益减少导致成本上升而发展速度减缓，与此同时，高分子材料产生的环境污染问题日益凸显，引起社会的极大重视。天然高分子材料是可循环利用的一种资源，它能够被微生物分解为对环境无污染的物质，如无机小分子物质、水和二氧化碳等，而且天然高分子材料具有极强的可塑性，可以通过多种改性方法使之成为所希望的具有某种特殊性质的功能材料，因此，许多国家对天然高分子材料的研发都投入了大量的人力物力并取得了许多优秀的成果。利用可生物降解的淀粉材料来制备可降解包装膜已成为世界各国研究的热点。但是淀粉在提高塑料可降解性能的同时，一方面会造成其物理机械性能的下降，使其加工困难，另一方面还存在亲水性太强，与大部分通用树脂之间的相容性很差，致使制成的薄膜力学性能大幅下降，耐高温性能差、阻水性能差，从而阻碍了淀粉塑料在工业化推广过程中的广泛应用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种全降解塑料薄膜及其制备方法，本发明的塑料薄膜加工性能和力学性能良好，柔韧性高，易于降解，绿色环保。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种全降解塑料薄膜，按质量分数计，由以下原料组成植物纤维粉料30-40份、贝壳粉20-30份、聚丙烯酰胺2-4份、聚乙烯醇2-4份、乙烯基树脂10-20份、甘油10-20份、锆酸酯偶联剂1-2份、马来酸酐5-10份、癸酸甘油酯0.5-1份和甲基硅油2-4份。
在上述方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
优选的，一种全降解塑料薄膜，按质量分数计，由以下原料组成：植物纤维粉料30份、贝壳粉30份、聚丙烯酰胺2份、聚乙烯醇2份、乙烯基树脂20份、甘油20份、锆酸酯偶联剂1份、马来酸酐5份、癸酸甘油酯1份和甲基硅油4份。
优选的，一种全降解塑料薄膜，按质量分数计，由以下原料组成：植物纤维粉料40份、贝壳粉20份、聚丙烯酰胺2份、聚乙烯醇4份、乙烯基树脂10份、甘油20份、锆酸酯偶联剂2份、马来酸酐10份、癸酸甘油酯0.5份和甲基硅油2份。
优选的，一种全降解塑料薄膜，按质量分数计，由以下原料组成：植物纤维粉料35份、贝壳粉25份、聚丙烯酰胺3份、聚乙烯醇3份、乙烯基树脂15份、甘油15份、锆酸酯偶联剂2份、马来酸酐8份、癸酸甘油酯0.8份和甲基硅油3份。
优选的，一种全降解塑料薄膜，所述植物纤维粉料来自稻壳、稻草、麦秸、玉米秸秆、棉花秆、木屑、竹屑等农作物秸秆或其它植物的秆茎。
本发明还提供一种全降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将聚丙烯酰胺与聚乙烯醇按固液重量比为1：30-40与4-8％的醋酸溶液混合，加入高速混合机，40-60℃搅拌10-15min，搅拌速度200-400r/min，得混合液；
步骤2：将植物纤维粉料和贝壳粉粉碎至200-400目，加入步骤1的混合液中，60-80℃搅拌2-4h，得混合浆料；
步骤3：将步骤2中的混合浆料加入反应釜并于80-90℃搅拌1-2小时，用5％的氢氧化钠溶液将pH调节至8.5-9.0，然后加入马来酸酐于同样温度下搅拌反应4-8小时，得改性浆料；
步骤4：将步骤3的改性浆料的pH调至中性后干燥完全，研磨至400-500目，得改性粉体；
步骤5：将甘油和锆酸酯偶联剂混合后先800-1200r/min搅拌10-20min，然后加入乙烯基树脂110-130℃搅拌45-60min，最后加入步骤4中的改性粉体、癸酸甘油酯和甲基硅油高速混合10-20min，加入双螺杆挤出机130-150℃条件下挤出造粒，得薄膜粒料；
步骤6：将步骤5中的薄膜粒料通过吹膜机吹塑形成塑料膜，最后切割、分卷、包装后即得成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在植物纤维粉料中添加贝壳粉、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇进行改性形成基料，并且通过马来酸酐改性基料、硅烷偶联剂改性乙烯基树脂来改善基料与乙烯基树脂的界面相容性，从而提高复合材料的加工性能和力学性能；并结合癸酸甘油酯和甲基硅油等原料的复配，使制得的薄膜均一性好，拉伸性能高、强度大、柔韧性强，耐水性较好，具有一定的抗菌性能，同时原料来源广泛，价格低廉，绿色环保，降解性能好，实用性强。。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种全降解塑料薄膜的制备，包括以下步骤：
按重量份数计，取以下原料：植物纤维粉料30g、贝壳粉30g、聚丙烯酰胺2g、聚乙烯醇2g、乙烯基树脂20g、甘油20g、锆酸酯偶联剂1g、马来酸酐5g、癸酸甘油酯1g和甲基硅油4g。
步骤1：将聚丙烯酰胺与聚乙烯醇按固液重量比为1：30-40与4-8％的醋酸溶液混合，加入高速混合机，40-60℃搅拌10-15min，搅拌速度200-400r/min，得混合液；
步骤2：将植物纤维粉料和贝壳粉粉碎至200-400目，加入步骤1的混合液中，60-80℃搅拌2-4h，得混合浆料；
步骤3：将步骤2中的混合浆料加入反应釜并于80-90℃搅拌1-2小时，用5％的氢氧化钠溶液将pH调节至8.5-9.0，然后加入马来酸酐于同样温度下搅拌反应4-8小时，得改性浆料；
步骤4：将步骤3的改性浆料的pH调至中性后干燥完全，研磨至400-500目，得改性粉体；
步骤5：将甘油和锆酸酯偶联剂混合后先800-1200r/min搅拌10-20min，然后加入乙烯基树脂110-130℃搅拌45-60min，最后加入步骤4中的改性粉体、癸酸甘油酯和甲基硅油高速混合10-20min，加入双螺杆挤出机130-150℃条件下挤出造粒，得薄膜粒料；
步骤6：将步骤5中的薄膜粒料通过吹膜机吹塑形成塑料膜，最后切割、分卷、包装后即得成品。
实施例2
一种全降解塑料薄膜的制备包括以下步骤：
按重量份数计，取以下原料：植物纤维粉料40g、贝壳粉20g、聚丙烯酰胺2g、聚乙烯醇4g、乙烯基树脂10g、甘油20g、锆酸酯偶联剂2g、马来酸酐10g、癸酸甘油酯0.5g和甲基硅油2g。
步骤1：将聚丙烯酰胺与聚乙烯醇按固液重量比为1:35与5％的醋酸溶液混合，加入高速混合机，50℃搅拌10min，搅拌速度300r/min，得混合液；
步骤2：将植物纤维粉料和贝壳粉粉碎至400目，加入步骤1的混合液中，70℃搅拌3h，得混合浆料；
步骤3：将步骤2中的混合浆料加入反应釜并于90℃搅拌1小时，用5％的氢氧化钠溶液将pH调节至8.5-9.0，然后加入马来酸酐于同样温度下搅拌反应6小时，得改性浆料；
步骤4：将步骤3的改性浆料的pH调至中性后干燥完全，研磨至400目，得改性粉体；
步骤5：将甘油和锆酸酯偶联剂混合后先1000r/min搅拌10-20min，然后加入乙烯基树脂130℃搅拌45min，最后加入步骤4中的改性粉体、癸酸甘油酯和甲基硅油高速混合20min，加入双螺杆挤出机150℃条件下挤出造粒，得薄膜粒料；
步骤6：将步骤5中的薄膜粒料通过吹膜机吹塑形成塑料膜，最后切割、分卷、包装后即得成品。
实施例3
一种全降解塑料薄膜的制备包括以下步骤：
按重量份数计，取以下原料：植物纤维粉料35g、贝壳粉25g、聚丙烯酰胺3g、聚乙烯醇3g、乙烯基树脂15g、甘油15g、锆酸酯偶联剂2g、马来酸酐8g、癸酸甘油酯0.8g和甲基硅油3g。
步骤1：将聚丙烯酰胺与聚乙烯醇按固液重量比为1：40与8％的醋酸溶液混合，加入高速混合机，60℃搅15min，搅拌速度200-400r/min，得混合液；
步骤2：将植物纤维粉料和贝壳粉粉碎至200-400目，加入步骤1的混合液中，60℃搅拌4h，得混合浆料；
步骤3：将步骤2中的混合浆料加入反应釜并于80℃搅拌2小时，用5％的氢氧化钠溶液将pH调节至8.5-9.0，然后加入马来酸酐于同样温度下搅拌反应8小时，得改性浆料；
步骤4：将步骤3的改性浆料的pH调至中性后干燥完全，研磨至500目，得改性粉体；
步骤5：将甘油和锆酸酯偶联剂混合后先1200r/min搅拌10min，然后加入乙烯基树脂120℃搅拌50min，最后加入步骤4中的改性粉体、癸酸甘油酯和甲基硅油高速混合15min，加入双螺杆挤出机140℃条件下挤出造粒，得薄膜粒料；
步骤6：将步骤5中的薄膜粒料通过吹膜机吹塑形成塑料膜，最后切割、分卷、包装后即得成品。
对上述制得的全降解塑料薄膜进行性能测试，测试结果见表1。
表1 性能测试表

Claims (6)

1.一种全降解塑料薄膜，其特征在于，按质量分数计，由以下原料组成：植物纤维粉料30-40份、贝壳粉20-30份、聚丙烯酰胺2-4份、聚乙烯醇2-4份、乙烯基树脂10-20份、甘油10-20份、锆酸酯偶联剂1-2份、马来酸酐5-10份、癸酸甘油酯0.5-1份和甲基硅油2-4份。
2.根据权利要求1所述一种全降解塑料薄膜，其特征在于，按质量分数计，由以下原料组成：植物纤维粉料30份、贝壳粉30份、聚丙烯酰胺2份、聚乙烯醇2份、乙烯基树脂20份、甘油20份、锆酸酯偶联剂1份、马来酸酐5份、癸酸甘油酯1份和甲基硅油4份。
3.根据权利要求1所述一种全降解塑料薄膜，其特征在于，按质量分数计，由以下原料组成：植物纤维粉料40份、贝壳粉20份、聚丙烯酰胺2份、聚乙烯醇4份、乙烯基树脂10份、甘油20份、锆酸酯偶联剂2份、马来酸酐10份、癸酸甘油酯0.5份和甲基硅油2份。
4.根据权利要求1所述一种全降解塑料薄膜，其特征在于，按质量分数计，由以下原料组成：植物纤维粉料35份、贝壳粉25份、聚丙烯酰胺3份、聚乙烯醇3份、乙烯基树脂15份、甘油15份、锆酸酯偶联剂2份、马来酸酐8份、癸酸甘油酯0.8份和甲基硅油3份。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种全降解塑料薄膜，其特征在于，所述植物纤维粉料来自稻壳、稻草、麦秸、玉米秸秆、棉花秆、木屑、竹屑等农作物秸秆或其它植物的秆茎。
6.一种全降解塑料薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将聚丙烯酰胺与聚乙烯醇按固液重量比为1：30-40与4-8％的醋酸溶液混合，加入高速混合机，40-60℃搅拌10-15min，搅拌速度200-400r/min，得混合液；
步骤2：将植物纤维粉料和贝壳粉粉碎至200-400目，加入步骤1的混合液中，60-80℃搅拌2-4h，得混合浆料；
步骤3：将步骤2中的混合浆料加入反应釜并于80-90℃搅拌1-2小时，用5％的氢氧化钠溶液将pH调节至8.5-9.0，然后加入马来酸酐于同样温度下搅拌反应4-8小时，得改性浆料；
步骤4：将步骤3的改性浆料的pH调至中性后干燥完全，研磨至400-500目，得改性粉体；
步骤5：将甘油和锆酸酯偶联剂混合后先800-1200r/min搅拌10-20min，然后加入乙烯基树脂110-130℃搅拌45-60min，最后加入步骤4中的改性粉体、癸酸甘油酯和甲基硅油高速混合10-20min，加入双螺杆挤出机130-150℃条件下挤出造粒，得薄膜粒料；
步骤6：将步骤5中的薄膜粒料通过吹膜机吹塑形成塑料膜，最后切割、分卷、包装后即得成品。
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