CN108659319A - 一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜 - Google Patents

一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，涉及新材料技术领域，由以下成分制成：改性聚乙烯树脂、硬脂酸钙、氨基硅油、聚乙烯醇、填料、聚丙烯酰胺复合麦饭石、硫代二丙酸二月硅脂、增塑剂、交联剂。本发明提供的添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜不仅具有良好的拉伸强度和透湿性能，还具有良好的自粘性。

Description

一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜
技术领域
本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜。
背景技术
目前，市售保鲜膜按原材料不同可分为三大类：第一类是聚偏二氯乙烯(PVDC)，主要用于熟食、火腿肠等保质期长、大规模工业化产品的包装；第二类是聚乙烯(PE)，主要用于普通水果、蔬菜等的包装；第三类即是人们使用较多的聚氯乙烯(PVC)。其中，聚乙烯、聚氯乙烯保鲜膜在日常生活中使用相当广泛，从蔬菜、水果到家庭食品的临时保鲜，以及防止食品存放时串味，都要使用保鲜膜。保鲜膜的自粘性主要依靠塑料自身特性实现，不能使粘合剂。
相反，PVC保鲜膜透明度高，延伸性好，不容易破裂，粘合性能好，包装速度快，适合于机械化包装；所以超市、商场出售的食品，特别是分隔鱼、肉等所使用的保鲜膜基本是PVC保鲜膜。但PVC保鲜膜存在如下问题：单体问题，聚氯乙烯不可避免地存在聚合时残留的氯乙烯单体(VCM)，浓度超标将对人体造成严重危害(损害神经系统、肝脏和胚胎)；环保问题，PVC自身不能生物降解，在光/热作用下，降解也很缓慢，若采用焚烧处理，将产生大量刺激性、腐蚀性气体，燃烧不彻底时还会产生二恶英等严重致癌物质。
然而，PE保鲜膜延伸性能不够，很容易破裂；而且在自粘性方面存在严重不足，自粘性不强，在塑料盒上很难使用，包装速度慢，不利于在机械化包装。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，按重量份计由以下成分制成：改性聚乙烯树脂95-99、硬脂酸钙4-6、氨基硅油3-7、聚乙烯醇2-5、填料15-20、聚丙烯酰胺复合麦饭石10-16、硫代二丙酸二月硅脂1-4、增塑剂1.1-1.3、交联剂0.4-0.6。
进一步的，所述改性聚乙烯树脂制备方法为：
将聚乙烯树脂按30:1.5质量比例与改性剂混合后，添加到双螺杆挤出机中进行熔融，温度控制在172℃，得到母粒，再将得到的母粒放入温度为90℃的质量分数为30%的丙二醇溶液中浸泡40min，然后过滤，真空烘干至恒重，即得。
进一步的，所述改性剂制备方法为：
（1）按己二酸与对苯二甲酸与多元醇的摩尔比为1:5.2:1.5均匀混合后，添加到反应釜中，加热至45℃，以500r/min转速搅拌40min，得到混合物，然后再添加混合物质量10.5%的不饱和脂肪酸和混合物质量的0.22%的催化剂；
（2）以1500r/min转速搅拌，并加热至218℃，反应2.5小时，然后自然冷却至室温，采用去离子水进行清洗，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
进一步的，所述不饱和脂肪酸为α-亚麻酸。
进一步的，所述多元醇为季戊四醇。
进一步的，所述交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺。
进一步的，所述聚丙烯酰胺复合麦饭石制备方法为：
（1）将盐酸羟胺按120g：400mL的比例溶于水中，调节pH值至3.5；
（2）向上述所得溶液中添加聚丙烯酰胺，盐酸羟胺与聚丙烯酰胺的摩尔比为0.5，然后加热至67℃，以300r/min转速搅拌10min，然后添加聚丙烯酰胺质量20%的麦饭石粉，继续搅拌2小时；
（3）过滤沉淀物，采用无水乙醇对沉淀物进行清洗3min，然后再采用清水清洗5min，然后烘干至恒重，粉碎，研磨，过800目筛即得。
进一步的，所述增塑剂为环氧大豆油。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明通过对聚乙烯树脂进行改性处理，可有效避免无机填料团聚现象的发生，使其稳定分散，同时，本发明制备改性聚乙烯分子能够一定程度上进入聚丙烯酰胺复合麦饭石内部结构中，使得聚乙烯分子与聚丙烯酰胺复合麦饭石之间有效紧密结合，形成有机整体，复合材料分子之间形成稳定的三维网络交联网络，能够有效的起到交联点的作用，显著的提高了耐老化性能，同时，有效的提高了聚乙烯分子之间的键能，使其能够抵御更高的外界破坏作用，并且保鲜膜的自粘性得到有效的提高；本发明通过对聚丙烯酰胺与麦饭石进行复合制成聚丙烯酰胺复合麦饭石，通过在聚乙烯保鲜膜中添加聚丙烯酰胺复合麦饭石，能够有效的避免麦饭石粒子在复合体系中易团聚的缺点，聚丙烯酰胺复合麦饭石能够在复合材料中均匀分散，并且，能够使得制成的聚乙烯保鲜膜在受到外力作用时，能够促进树脂基体从麦饭石颗粒表面拉开，使局部界面异相性下降，拉伸强度也随之得到明显的提高，同时，由于对麦饭石粉进行改性处理，从而使得聚丙烯酰胺复合麦饭石在聚乙烯保鲜膜中具有应力分散的作用，同时聚丙烯酰胺复合麦饭石的加入使树脂基体对聚丙烯酰胺复合麦饭石的润湿性增强，聚丙烯酰胺复合麦饭石分散性好，树脂与聚丙烯酰胺复合麦饭石之间的孔隙也得以均匀分布，这增加了水蒸气透过聚乙烯保鲜膜的通道，透湿性能随之增强。
具体实施方式
实施例1
一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，按重量份计由以下成分制成：改性聚乙烯树脂95、硬脂酸钙4、氨基硅油3、聚乙烯醇2、填料15、聚丙烯酰胺复合麦饭石10、硫代二丙酸二月硅脂1、增塑剂1.1、交联剂0.4。
进一步的，所述改性聚乙烯树脂制备方法为：
将聚乙烯树脂按30:1.5质量比例与改性剂混合后，添加到双螺杆挤出机中进行熔融，温度控制在172℃，得到母粒，再将得到的母粒放入温度为90℃的质量分数为30%的丙二醇溶液中浸泡40min，然后过滤，真空烘干至恒重，即得。
进一步的，所述改性剂制备方法为：
（1）按己二酸与对苯二甲酸与多元醇的摩尔比为1:5.2:1.5均匀混合后，添加到反应釜中，加热至45℃，以500r/min转速搅拌40min，得到混合物，然后再添加混合物质量10.5%的不饱和脂肪酸和混合物质量的0.22%的催化剂；
（2）以1500r/min转速搅拌，并加热至218℃，反应2.5小时，然后自然冷却至室温，采用去离子水进行清洗，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
进一步的，所述不饱和脂肪酸为α-亚麻酸。
进一步的，所述多元醇为季戊四醇。
进一步的，所述交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺。
进一步的，所述聚丙烯酰胺复合麦饭石制备方法为：
（1）将盐酸羟胺按120g：400mL的比例溶于水中，调节pH值至3.5；
（2）向上述所得溶液中添加聚丙烯酰胺，盐酸羟胺与聚丙烯酰胺的摩尔比为0.5，然后加热至67℃，以300r/min转速搅拌10min，然后添加聚丙烯酰胺质量20%的麦饭石粉，继续搅拌2小时；
（3）过滤沉淀物，采用无水乙醇对沉淀物进行清洗3min，然后再采用清水清洗5min，然后烘干至恒重，粉碎，研磨，过800目筛即得。
进一步的，所述增塑剂为环氧大豆油。
实施例2
一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，按重量份计由以下成分制成：改性聚乙烯树脂99、硬脂酸钙6、氨基硅油7、聚乙烯醇5、填料20、聚丙烯酰胺复合麦饭石16、硫代二丙酸二月硅脂4、增塑剂1.3、交联剂0.6。
进一步的，所述改性聚乙烯树脂制备方法为：
将聚乙烯树脂按30:1.5质量比例与改性剂混合后，添加到双螺杆挤出机中进行熔融，温度控制在172℃，得到母粒，再将得到的母粒放入温度为90℃的质量分数为30%的丙二醇溶液中浸泡40min，然后过滤，真空烘干至恒重，即得。
进一步的，所述改性剂制备方法为：
（1）按己二酸与对苯二甲酸与多元醇的摩尔比为1:5.2:1.5均匀混合后，添加到反应釜中，加热至45℃，以500r/min转速搅拌40min，得到混合物，然后再添加混合物质量10.5%的不饱和脂肪酸和混合物质量的0.22%的催化剂；
（2）以1500r/min转速搅拌，并加热至218℃，反应2.5小时，然后自然冷却至室温，采用去离子水进行清洗，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
进一步的，所述不饱和脂肪酸为α-亚麻酸。
进一步的，所述多元醇为季戊四醇。
进一步的，所述交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺。
进一步的，所述聚丙烯酰胺复合麦饭石制备方法为：
（1）将盐酸羟胺按120g：400mL的比例溶于水中，调节pH值至3.5；
（2）向上述所得溶液中添加聚丙烯酰胺，盐酸羟胺与聚丙烯酰胺的摩尔比为0.5，然后加热至67℃，以300r/min转速搅拌10min，然后添加聚丙烯酰胺质量20%的麦饭石粉，继续搅拌2小时；
（3）过滤沉淀物，采用无水乙醇对沉淀物进行清洗3min，然后再采用清水清洗5min，然后烘干至恒重，粉碎，研磨，过800目筛即得。
进一步的，所述增塑剂为环氧大豆油。
实施例3
一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，按重量份计由以下成分制成：改性聚乙烯树脂96、硬脂酸钙5、氨基硅油5、聚乙烯醇3、填料18、聚丙烯酰胺复合麦饭石12、硫代二丙酸二月硅脂3、增塑剂1.2、交联剂0.5。
进一步的，所述改性聚乙烯树脂制备方法为：
将聚乙烯树脂按30:1.5质量比例与改性剂混合后，添加到双螺杆挤出机中进行熔融，温度控制在172℃，得到母粒，再将得到的母粒放入温度为90℃的质量分数为30%的丙二醇溶液中浸泡40min，然后过滤，真空烘干至恒重，即得。
进一步的，所述改性剂制备方法为：
（1）按己二酸与对苯二甲酸与多元醇的摩尔比为1:5.2:1.5均匀混合后，添加到反应釜中，加热至45℃，以500r/min转速搅拌40min，得到混合物，然后再添加混合物质量10.5%的不饱和脂肪酸和混合物质量的0.22%的催化剂；
（2）以1500r/min转速搅拌，并加热至218℃，反应2.5小时，然后自然冷却至室温，采用去离子水进行清洗，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
进一步的，所述不饱和脂肪酸为α-亚麻酸。
进一步的，所述多元醇为季戊四醇。
进一步的，所述交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺。
进一步的，所述聚丙烯酰胺复合麦饭石制备方法为：
（1）将盐酸羟胺按120g：400mL的比例溶于水中，调节pH值至3.5；
（2）向上述所得溶液中添加聚丙烯酰胺，盐酸羟胺与聚丙烯酰胺的摩尔比为0.5，然后加热至67℃，以300r/min转速搅拌10min，然后添加聚丙烯酰胺质量20%的麦饭石粉，继续搅拌2小时；
（3）过滤沉淀物，采用无水乙醇对沉淀物进行清洗3min，然后再采用清水清洗5min，然后烘干至恒重，粉碎，研磨，过800目筛即得。
进一步的，所述增塑剂为环氧大豆油。
对比例1：与实施例1区别仅在于将步骤（1）中衣康酸溶液替换为清水。
对比例2：与实施例1区别仅在于经过步骤（1）中喷射式大气低温等离子体表面处理机处理。
对比例3：与实施例1区别仅在于将步骤（2）中活化纳米绢云母替换为未处理的纳米绢云母。
对比例4：与实施例1区别仅在于将步骤（2）中活化纳米绢云母替换为纳米云母粉。对比例1：与实施例1区别仅在于将聚丙烯酰胺复合麦饭石替换为等量的聚丙烯酰胺。
对比例2：与实施例1区别仅在于将聚丙烯酰胺复合麦饭石替换为等量的麦饭石粉。
对比例3：与实施例1区别仅在于将聚丙烯酰胺复合麦饭石替换为聚丙烯酰胺与麦饭石粉物理混合物。
对比例4：与实施例1区别仅在于聚丙烯酰胺复合麦饭石中对麦饭石不经过改性处理。
对比例5：与实施例1区别仅在于不对聚乙烯树脂进行改性处理。
试验
薄膜力学性能测试
参考标准:GB /T 13022—91《塑料薄膜拉伸性能试验方法》，试样承受最大载荷、断裂伸长率、拉伸强度可从仪器上直接读出；
透湿性检测
GB/T1037-88《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法———杯式法》；
以相同的现有保鲜膜制备工艺对实施例与对比例加工成厚度为0.9丝的保鲜膜，进行性能检测：
表1
由表1可以看出，本发明制备的聚乙烯保鲜膜具有良好的拉伸强度和良好的透湿性能。
对上述聚乙烯保鲜膜进行耐老化性能检测：
按照GB/T164222-1999标准，将实施例与对比例试样在闪灯耐老化试验箱的样架上，进行氙灯光源曝露试验，老化时间为30天，然后取出进行测试，试验条件：6KW水冷式氙灯，工作温度为50±2℃；黑板温度为65±2℃；工作室相对湿度为54±2%；降雨周期18min/102min（降雨时间/不降雨时间）；光源辐射强度580±10W/m²；
表2
由表2可以看出，本发明制备的聚乙烯保鲜膜具有良好的耐老化性能。

Claims (9)

1.一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：改性聚乙烯树脂95-99、硬脂酸钙4-6、氨基硅油3-7、聚乙烯醇2-5、填料15-20、聚丙烯酰胺复合麦饭石10-16、硫代二丙酸二月硅脂1-4、增塑剂1.1-1.3、交联剂0.4-0.6。
2.根据权利要求1所述的一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，其特征在于，所述改性聚乙烯树脂制备方法为：
将聚乙烯树脂按30:1.5质量比例与改性剂混合后，添加到双螺杆挤出机中进行熔融，温度控制在172℃，得到母粒，再将得到的母粒放入温度为90℃的质量分数为30%的丙二醇溶液中浸泡40min，然后过滤，真空烘干至恒重，即得。
3.根据权利要求2所述的一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，其特征在于，所述改性剂制备方法为：
（1）按己二酸与对苯二甲酸与多元醇的摩尔比为1:5.2:1.5均匀混合后，添加到反应釜中，加热至45℃，以500r/min转速搅拌40min，得到混合物，然后再添加混合物质量10.5%的不饱和脂肪酸和混合物质量的0.22%的催化剂；
（2）以1500r/min转速搅拌，并加热至218℃，反应2.5小时，然后自然冷却至室温，采用去离子水进行清洗，烘干至恒重，即得。
4.根据权利要求3所述的一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
5.根据权利要求3所述的一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，其特征在于，所述不饱和脂肪酸为α-亚麻酸。
6.根据权利要求3所述的一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，其特征在于，所述多元醇为季戊四醇。
7.根据权利要求1所述的一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，其特征在于，所述交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺。
8.根据权利要求1所述的一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，其特征在于，所述聚丙烯酰胺复合麦饭石制备方法为：
（1）将盐酸羟胺按120g：400mL的比例溶于水中，调节pH值至3.5；
（2）向上述所得溶液中添加聚丙烯酰胺，盐酸羟胺与聚丙烯酰胺的摩尔比为0.5，然后加热至67℃，以300r/min转速搅拌10min，然后添加聚丙烯酰胺质量20%的麦饭石粉，继续搅拌2小时；
（3）过滤沉淀物，采用无水乙醇对沉淀物进行清洗3min，然后再采用清水清洗5min，然后烘干至恒重，粉碎，研磨，过800目筛即得。
9.根据权利要求1所述的一种添加麦饭石的聚乙烯保鲜膜，其特征在于，所述增塑剂为环氧大豆油。
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