CN111533980A - 一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法 - Google Patents

一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法，称取如下重量份原料：35‑50份低密度聚乙烯，20‑30份聚对苯二甲酸乙二醇酯，5‑10份硬脂酸锌，3‑5份纳米二氧化硅，5‑8份抗氧剂，10‑15份改性复合纤维，1‑3份KH560；该改性复合纤维以聚乙烯醇芯层，聚丙烯腈为表层，进而该复合纤维具有优良的力学性能，而且能够保障体系的稳定性，防止出现分离、剥离情况的产生；解决了聚乙烯膜在制备过程中需要加入抗氧化剂，但是加入抗氧化剂能够减弱聚乙烯分子链的分子间作用力，所以会使得制得的聚乙烯膜的拉伸强度降低，力学性能降低的技术问题。

Description

一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法
技术领域
本发明属于聚乙烯膜制备技术领域，具体为一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法。
背景技术
高密度聚乙烯(HDPE)为白色粉末或颗粒状产品，无毒，无味，结晶度为80％-90％，软化点为125-135℃，使用温度可达100℃；硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性较好；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小，吸水性低；耐老化性能差，耐环境应力开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，所以树脂中须加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来改善这方面的不足。
中国发明专利CN104558739A公开了一种具有高耐寒性能的塑料膜，由低密度聚乙烯65份和高密度聚乙烯35份组成；其中，低密度聚乙烯由低密度聚乙烯5302 30份、低密度聚乙烯5312 20份和低密度聚乙烯FB3000 15份组成；高密度聚乙烯由F120A15份和F0095220 20份组成。该发明塑料膜的抗拉伸强度、防水蒸汽性和耐寒性有很大的提高，同时，降低了吸水渗透力和断裂伸长率。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明提供一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法。
本发明所要解决的技术问题：
聚乙烯膜在制备过程中需要加入抗氧化剂，但是加入抗氧化剂能够减弱聚乙烯分子链的分子间作用力，所以会使得制得的聚乙烯膜的拉伸强度降低，力学性能降低。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法，包括如下步骤：
第一步、称取如下重量份原料：35-50份低密度聚乙烯，20-30份聚对苯二甲酸乙二醇酯，5-10份硬脂酸锌，3-5份纳米二氧化硅，5-8份抗氧剂，10-15份改性复合纤维，1-3份KH560；
第二步、将改性复合纤维切碎，直至长度为0.4-0.5mm，之后将低密度聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯加入搅拌机中，以240-280r/min的转速搅拌，升温至210-230℃，在此温度下保温并搅拌4h，制得混合料A；
第三步、将硬脂酸锌、纳米二氧化硅、抗氧剂、KH560和切碎后的改性复合纤维切碎加入混合料A中，搅拌均匀，升温至260-280℃，在此温度下保温0.5-1h，得到混合料B；
第四步、将混合料B通过双螺杆挤出机挤出，控制双螺杆挤出机一区温度为160-170℃，二区温度为165-175℃，三区温度为175-190℃，四区温度为180-200℃，得到粗料，之后流延成膜，制得抗拉伸聚乙烯膜。
进一步地，所述改性复合纤维由如下方法制成：
第一步、将聚丙烯腈加入质量分数10％碳酸钠溶液中，35-45℃水浴加热并磁力搅拌20-30min，制得初步处理后的聚丙烯腈，之后加入连二亚硫酸钠，升温至60-65℃，继续搅拌30min，取出、研磨，过滤，制得聚丙烯腈粉末，控制聚丙烯腈、10％碳酸钠溶液和连二亚硫酸钠的重量比为1∶35-40∶0.5-1；
第二步、将聚丙烯腈粉末和石墨烯粉末加入N,N-二甲基甲酰胺中，35-45℃下超声10-12h，之后加入聚乙烯醇纺丝液中，纺丝并在150-180℃干热拉伸2-4.5倍，后经过缩醛化处理制得改性复合纤维，控制聚丙烯腈粉末、石墨烯粉末和聚乙烯醇纺丝液的重量比为5∶2∶15。
第一步中先将聚丙烯腈通过10％碳酸钠溶液和连二亚硫酸钠进行初步处理，之后第二步中将聚丙烯腈粉末和石墨烯粉末在N,N-二甲基甲酰胺中混合，加入聚乙烯醇纺丝液中进行纺丝，制得改性复合纤维，该复合纤维以聚乙烯醇芯层，聚丙烯腈为表层，进而该复合纤维具有优良的力学性能，而且能够保障体系的稳定性，防止出现分离、剥离情况的产生。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或两种。
进一步地，第二步中缩醛化处理具体步骤如下所示：
将纺丝后的纤维置于含甲醛的醛化浴中，35-55℃下反应0.5-2h后取出，洗涤、干燥制得改性复合纤维。
本发明的有益效果：
本发明一种抗拉伸聚乙烯膜，以低密度聚乙烯和改性复合纤维等作为原料，改性复合纤维能够赋予该聚乙烯膜优异的力学性能，改性复合纤维在制备过程中第一步中先将聚丙烯腈通过10％碳酸钠溶液和连二亚硫酸钠进行初步处理，之后第二步中将聚丙烯腈粉末和石墨烯粉末在N,N-二甲基甲酰胺中混合，加入聚乙烯醇纺丝液中进行纺丝，制得改性复合纤维，该改性复合纤维以聚乙烯醇芯层，聚丙烯腈为表层，进而该复合纤维具有优良的力学性能，而且能够保障体系的稳定性，防止出现分离、剥离情况的产生；解决了聚乙烯膜在制备过程中需要加入抗氧化剂，但是加入抗氧化剂能够减弱聚乙烯分子链的分子间作用力，所以会使得制得的聚乙烯膜的拉伸强度降低，力学性能降低的技术问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法，包括如下步骤：
第一步、称取如下重量份原料：35份低密度聚乙烯，20份聚对苯二甲酸乙二醇酯，5份硬脂酸锌，3份纳米二氧化硅，5份抗氧剂1010，10份改性复合纤维，1份KH560；
第二步、将改性复合纤维切碎，直至长度为0.4mm，之后将低密度聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯加入搅拌机中，以240r/min的转速搅拌，升温至210℃，在此温度下保温并搅拌4h，制得混合料A；
第三步、将硬脂酸锌、纳米二氧化硅、抗氧剂1010、KH560和切碎后的改性复合纤维切碎加入混合料A中，搅拌均匀，升温至260℃，在此温度下保温0.5h，得到混合料B；
第四步、将混合料B通过双螺杆挤出机挤出，控制双螺杆挤出机一区温度为160℃，二区温度为165℃，三区温度为175℃，四区温度为180℃，得到粗料，之后流延成膜，制得抗拉伸聚乙烯膜。
改性复合纤维由如下方法制成：
第一步、将聚丙烯腈加入质量分数10％碳酸钠溶液中，35℃水浴加热并磁力搅拌20min，制得初步处理后的聚丙烯腈，之后加入连二亚硫酸钠，升温至60℃，继续搅拌30min，取出、研磨，过滤，制得聚丙烯腈粉末，控制聚丙烯腈、10％碳酸钠溶液和连二亚硫酸钠的重量比为1∶35∶0.5；
第二步、将聚丙烯腈粉末和石墨烯粉末加入N,N-二甲基甲酰胺中，35℃下超声10h，之后加入聚乙烯醇纺丝液中，纺丝并在150℃干热拉伸2倍，后经过缩醛化处理制得改性复合纤维，控制聚丙烯腈粉末、石墨烯粉末和聚乙烯醇纺丝液的重量比为5∶2∶15。
第二步中缩醛化处理具体步骤如下所示：
将纺丝后的纤维置于含甲醛的醛化浴中，35℃下反应0.5h后取出，洗涤、干燥制得改性复合纤维。
实施例2
一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法，包括如下步骤：
第一步、称取如下重量份原料：40份低密度聚乙烯，22份聚对苯二甲酸乙二醇酯，6份硬脂酸锌，4份纳米二氧化硅，6份抗氧剂1010，12份改性复合纤维，2份KH560；
第二步、将改性复合纤维切碎，直至长度为0.4mm，之后将低密度聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯加入搅拌机中，以240r/min的转速搅拌，升温至210℃，在此温度下保温并搅拌4h，制得混合料A；
第三步、将硬脂酸锌、纳米二氧化硅、抗氧剂1010、KH560和切碎后的改性复合纤维切碎加入混合料A中，搅拌均匀，升温至260℃，在此温度下保温0.5h，得到混合料B；
第四步、将混合料B通过双螺杆挤出机挤出，控制双螺杆挤出机一区温度为160℃，二区温度为165℃，三区温度为175℃，四区温度为180℃，得到粗料，之后流延成膜，制得抗拉伸聚乙烯膜。
其余同实施例。
实施例3
一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法，包括如下步骤：
第一步、称取如下重量份原料：45份低密度聚乙烯，26份聚对苯二甲酸乙二醇酯，8份硬脂酸锌，4份纳米二氧化硅，6份抗氧剂1010，14份改性复合纤维，3份KH560；
第二步、将改性复合纤维切碎，直至长度为0.4mm，之后将低密度聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯加入搅拌机中，以240r/min的转速搅拌，升温至210℃，在此温度下保温并搅拌4h，制得混合料A；
第三步、将硬脂酸锌、纳米二氧化硅、抗氧剂1010、KH560和切碎后的改性复合纤维切碎加入混合料A中，搅拌均匀，升温至260℃，在此温度下保温0.5h，得到混合料B；
第四步、将混合料B通过双螺杆挤出机挤出，控制双螺杆挤出机一区温度为160℃，二区温度为165℃，三区温度为175℃，四区温度为180℃，得到粗料，之后流延成膜，制得抗拉伸聚乙烯膜。
其余同实施例。
实施例4
一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法，包括如下步骤：
第一步、称取如下重量份原料：50份低密度聚乙烯，30份聚对苯二甲酸乙二醇酯，10份硬脂酸锌，5份纳米二氧化硅，8份抗氧剂1010，15份改性复合纤维，3份KH560；
第二步、将改性复合纤维切碎，直至长度为0.4mm，之后将低密度聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯加入搅拌机中，以240r/min的转速搅拌，升温至210℃，在此温度下保温并搅拌4h，制得混合料A；
第三步、将硬脂酸锌、纳米二氧化硅、抗氧剂1010、KH560和切碎后的改性复合纤维切碎加入混合料A中，搅拌均匀，升温至260℃，在此温度下保温0.5h，得到混合料B；
第四步、将混合料B通过双螺杆挤出机挤出，控制双螺杆挤出机一区温度为160℃，二区温度为165℃，三区温度为175℃，四区温度为180℃，得到粗料，之后流延成膜，制得抗拉伸聚乙烯膜。
其余同实施例。
对比例1
本对比例与实施例1相比，用聚丙烯腈纤维代替改性复合纤维，制备方法如下所示：
第一步、称取如下重量份原料：50份低密度聚乙烯，30份聚对苯二甲酸乙二醇酯，10份硬脂酸锌，5份纳米二氧化硅，8份抗氧剂1010，15份聚丙烯腈纤维，3份KH560；
第二步、将聚丙烯腈纤维，直至长度为0.4mm，之后将低密度聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯加入搅拌机中，以240r/min的转速搅拌，升温至210℃，在此温度下保温并搅拌4h，制得混合料A；
第三步、将硬脂酸锌、纳米二氧化硅、抗氧剂1010、KH560和切碎后的改性复合纤维切碎加入混合料A中，搅拌均匀，升温至260℃，在此温度下保温0.5h，得到混合料B；
第四步、将混合料B通过双螺杆挤出机挤出，控制双螺杆挤出机一区温度为160℃，二区温度为165℃，三区温度为175℃，四区温度为180℃，得到粗料，之后流延成膜，制得抗拉伸聚乙烯膜。
对比例2
本对比例为市场中一种抗拉伸聚乙烯膜。
对实施例1-4和对比例1-2的力学性能和耐磨性能进行检测，结果如下表所示；
耐磨性能：对实施例1-4和对比例1-2制备的抗拉伸聚乙烯膜，进行摩擦实验，重锤质量为500g，测量摩擦500转，观察膜重量损失率。
Figure BDA0002514155670000081
从上表中能够看出实施例1-4的重量损失率为0.28-0.31％，断裂强度为3.48-3.58(cN/dtex)，断裂伸长率为13.2-13.8％，对比例1-2的重量损失率为0.45-0.46％，断裂强度为3.25-3.36(cN/dtex)，断裂伸长率为11.6-12.1％；所以该复合纤维以聚乙烯醇芯层，聚丙烯腈为表层，进而该复合纤维具有优良的力学性能，而且能够保障体系的稳定性，防止出现分离、剥离情况的产生；解决了聚乙烯膜在制备过程中需要加入抗氧化剂，但是加入抗氧化剂能够减弱聚乙烯分子链的分子间作用力，所以会使得制得的聚乙烯膜的拉伸强度降低，力学性能降低的技术问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、称取如下重量份原料：35-50份低密度聚乙烯，20-30份聚对苯二甲酸乙二醇酯，5-10份硬脂酸锌，3-5份纳米二氧化硅，5-8份抗氧剂，10-15份改性复合纤维，1-3份KH560；
第二步、将改性复合纤维切碎，直至长度为0.4-0.5mm，之后将低密度聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯加入搅拌机中，以240-280r/min的转速搅拌，升温至210-230℃，在此温度下保温并搅拌4h，制得混合料A；
第三步、将硬脂酸锌、纳米二氧化硅、抗氧剂、KH560和切碎后的改性复合纤维切碎加入混合料A中，搅拌均匀，升温至260-280℃，在此温度下保温0.5-1h，得到混合料B；
第四步、将混合料B通过双螺杆挤出机挤出，控制双螺杆挤出机一区温度为160-170℃，二区温度为165-175℃，三区温度为175-190℃，四区温度为180-200℃，得到粗料，之后流延成膜，制得抗拉伸聚乙烯膜。
2.根据权利要求1所述的一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法，其特征在于，所述改性复合纤维由如下方法制成：
第一步、将聚丙烯腈加入10％碳酸钠溶液中，35-45℃水浴加热并磁力搅拌20-30min，制得初步处理后的聚丙烯腈，之后加入连二亚硫酸钠，升温至60-65℃，继续搅拌30min，取出、研磨，过滤，制得聚丙烯腈粉末，控制聚丙烯腈、10％碳酸钠溶液和连二亚硫酸钠的重量比为1∶35-40∶0.5-1；
第二步、将聚丙烯腈粉末和石墨烯粉末加入N,N-二甲基甲酰胺中，35-45℃下超声10-12h，之后加入聚乙烯醇纺丝液中，纺丝并在150-180℃干热拉伸2-4.5倍，后经过缩醛化处理制得改性复合纤维，控制聚丙烯腈粉末、石墨烯粉末和聚乙烯醇纺丝液的重量比为5∶2∶15。
3.根据权利要求1所述的一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或两种。
4.根据权利要求2所述的一种抗拉伸聚乙烯膜的制备方法，其特征在于，第二步中缩醛化处理具体步骤如下所示：
将纺丝后的纤维置于含甲醛的醛化浴中，35-55℃下反应0.5-2h后取出，洗涤、干燥制得改性复合纤维。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112126202A (zh) * 2020-09-30 2020-12-25 梁亚正 一种高阻燃性色母粒及其制备方法
CN114086278A (zh) * 2021-11-17 2022-02-25 安徽元琛环保科技股份有限公司 一种抗氧化聚苯硫醚纤维的制备方法

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