CN110734634A - 一种纳米石墨烯薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本申请的提供一种纳米石墨烯薄膜及其制备方法。该薄膜制品采用聚β‑羟基丁酸、己二酸丁二醇酯‑对苯二甲酸丁二醇酯共聚物、氧化石墨烯、增塑剂、抗氧化剂、抗静电剂等作原材料，经合理配比以及特定制备工艺，将各个成分有机融合在一起，使成品具有可降解且机械性能优异的特点，在正常使用的前提下，达到最大限度的减轻对环境的污染的有益效果。

Description

一种纳米石墨烯薄膜及其制备方法和应用
技术领域
本申请涉及一种薄膜技术领域，具体涉及一种纳米石墨烯薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，随着经济和科学技术的不断发展，人们的生活水平得到了很大的提升，生活也越来越便捷，塑料薄膜在我们的日常生活中是非常常见的产品，例如生活中的保鲜膜，农业中的塑料大棚和地膜，快递行业中的塑料用品等。但是这些塑料制品的使用也带来了很大的“白色污染”，因此，目前越来越多的可降解的塑料薄膜产品应运而生，一定程度上缓解了前述问题。机械性能一直是薄膜制品最为重要的性质，良好的机械性能可以延长其使用寿命，通过重复利用从而在一定程度上减少薄膜制品的使用量。因此，制备机械性能优异的可降解的薄膜制品是本领域的普遍诉求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请的目的是提供一种机械性能优异的可降解的薄膜制品，其可降解、机械性能优异，在不影响其正常使用的前提下，实现绿色环保，最大限度的减轻对环境的污染。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种机械性能优异的可降解薄膜，由以下重量份的原料组成：聚β-羟基丁酸20-35份、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物20-30份、氧化石墨烯5-10份、增塑剂10-15份、抗氧化剂4-12份、抗静电剂6-14份。
氧化石墨烯是一种功能化的石墨烯，具有较高的比表面能、良好的亲水性、良好的机械性能，在水和有机溶剂中有较好的分散性，石墨烯经过一定工艺处理得到的氧化石墨烯表面具有羧基等活性基团，氧化石墨烯与聚合物的复合，可以实现组分材料性能之间的互补和增强，可有效地利用石墨烯的独特性能。石墨烯具有优良的力学性能，是理想的聚合物复合材料的增强成分，纳米氧化石墨烯通过和聚合物形成网络结构，从而提高复合材料的机械性能。本发明的纳米氧化石墨烯通过采用改进的Hummers法和超声分散剥离法制备得到。
所述增塑剂选自柠檬酸三丁酯、硬脂酸丁酯、甘油中的至少一种；
所述抗氧化剂选自抗氧剂1010和亚磷酸酯类的组合；
所述抗静电剂选自乙氧基化烷基胺或烷基磺酸钠；
所述机械性能优异的可降解薄膜的制备方法包括以下步骤：
（1）按上述重量份称取各组分，首先将聚β-羟基丁酸、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物经过研磨成粉后充分干燥；
（2）将步骤（1）中的成粉与氧化石墨烯、增塑剂、抗氧化剂、抗静电剂在高速混合机中充分混合；
（3）将步骤（2）中的混合物送入挤出机熔融塑化，然后挤出，经过压片、拉伸、卷曲等步骤，最后切割得到本发明的机械性能优异的可降解薄膜。
步骤（1）中采用磨盘式磨粉机进行破碎研磨，步骤（3）中的熔融温度为180-190℃。
本发明的有益效果为：本发明的机械性能优异的可降解薄膜，通过向薄膜中加入氧化石墨烯，利用其优异的力学性能，在实现可降解的同时，又具备优异的机械性能，绿色环保，具备更良好的应用前景。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种机械性能优异的可降解薄膜，由以下重量份的原料组成：聚β-羟基丁酸20份、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物20份、氧化石墨烯5份、增塑剂10、抗氧化剂4份、抗静电剂6份。
所述增塑剂为柠檬酸三丁酯；所述抗氧化剂选自抗氧剂1010和亚磷酸酯类的组合；所述抗静电剂为乙氧基化烷基胺。
所述机械性能优异的可降解薄膜的制备方法包括以下步骤：
（1）按上述重量份称取各组分，首先将聚β-羟基丁酸、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物经过磨盘式磨粉机研磨成粉后充分干燥；
（2）将步骤（1）中的成粉与氧化石墨烯、增塑剂、抗氧化剂、抗静电剂在高速混合机中充分混合；
（3）将步骤（2）中的混合物送入挤出机在185℃熔融塑化，然后挤出，经过压片、拉伸、卷曲等步骤，最后切割得到本发明的机械性能优异的可降解薄膜。
实施例2
一种机械性能优异的可降解薄膜，由以下重量份的原料组成：聚β-羟基丁酸28份、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物25份、氧化石墨烯7份、增塑剂12份、抗氧化剂8份、抗静电剂10份。
所述增塑剂为柠檬酸三丁酯；所述抗氧化剂选自抗氧剂1010和亚磷酸酯类的组合；所述抗静电剂为乙氧基化烷基胺。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种机械性能优异的可降解薄膜，由以下重量份的原料组成：聚β-羟基丁酸35份、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物30份、氧化石墨烯10份、增塑剂15份、抗氧化剂12份、抗静电剂14份。
所述增塑剂为柠檬酸三丁酯；所述抗氧化剂选自抗氧剂1010和亚磷酸酯类的组合；所述抗静电剂为乙氧基化烷基胺。
制备方法同实施例1。
对比例1
其组成除了不含氧化石墨烯，其余组分及含量和实施例1完全相同。制备方法也同实施例1。
对比例2
其组成除了不含氧化石墨烯，其余组分及含量和实施例2完全相同。制备方法也同实施例2。
对比例3
其组成除了不含氧化石墨烯，其余组分及含量和实施例3完全相同。制备方法也同实施例3。
利用本领域的常规测试方法将实施例1-3制备的薄膜和对比例1-3制备的薄膜进行性能测试，结果如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
综上所述，本发明具有以下优点
（1）本发明的薄膜采用可降解的材料制备，降低了对环境的污染；
（2）本发明通过添加纳米氧化石墨烯，利用了其独特的性能，在分子内部形成了三维网状结构，从而使得产品的机械性能大大增强。
需要说明的是，上述实施例仅仅是本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的构思之内所作的任何修改、等同替换等，都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种纳米石墨烯薄膜，其特征在于，由以下重量份的成分组成：聚β-羟基丁酸20-35份、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物20-30份、氧化石墨烯5-10份、增塑剂10-15份、抗氧化剂4-12份、抗静电剂6-14份。
2.如权利要求1所述的薄膜，其特征在于，由以下重量份的成分组成：聚β-羟基丁酸20份、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物20份、氧化石墨烯5份、增塑剂10份、抗氧化剂4份、抗静电剂6份。
3.如权利要求1所述的薄膜，其特征在于，由以下重量份的成分组成：聚β-羟基丁酸28份、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物25份、氧化石墨烯7份、增塑剂12份、抗氧化剂8份、抗静电剂10份。
4.如权利要求1所述的薄膜，其特征在于，由以下重量份的成分组成：聚β-羟基丁酸35份、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物30份、氧化石墨烯10份、增塑剂15份、抗氧化剂12份、抗静电剂14份。
5.如权利要求1-4任一项所述的薄膜，其特征在于，所述增塑剂选自柠檬酸三丁酯、硬脂酸丁酯、甘油中的至少一种；所述抗氧化剂选自抗氧剂1010和亚磷酸酯类的组合；所述抗静电剂选自乙氧基化烷基胺或烷基磺酸钠。
6.一种权利要求1-4任一项所述薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按上述重量份称取各组分，首先将聚β-羟基丁酸、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物经过研磨成粉后充分干燥；
（2）将步骤（1）中的成粉与氧化石墨烯、增塑剂、抗氧化剂、抗静电剂在高速混合机中充分混合；
（3）将步骤（2）中的混合物送入挤出机熔融塑化，然后挤出，经过压片、拉伸、卷曲等步骤，最后切割得到本发明的机械性能优异的可降解薄膜。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于步骤（1）中采用磨盘式磨粉机进行破碎研磨。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于步骤（3）中的熔融温度为180-190℃。
9.一种纳米石墨烯在增强薄膜材料机械性能上的用途，其特征在于，氧化石墨烯通过和聚合物形成三维网状结构，从而增强其机械性能。
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