CN112552576A - 一种可改善pe塑料包装袋力学强度性能的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺,包括以下步骤：步骤一，界面改性剂的制备，步骤二，马来酸酐改性锂基蒙脱土，步骤三，原料的称取。本发明PE塑料包装袋制备采用PE树脂、界面改性剂、马来酸酐改性锂基蒙脱土、氧化乙烯、双酚A二缩水甘油醚等原料加工而成，界面改性剂以3‑氨丙基三乙氧基硅烷、乙酰氨基酚等活性有机原料组成，目的促进产品原料之间的混配组合效果，加入的改性纤维素纳米纤维采用纤维素纳米纤维经过有机化处理，目的提高其亲有机性，通过接枝单体丙烯酸、活性基团助剂，进一步的促进改性纤维素纳米纤维与产品原料的混配组合效果。

Description

一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺
技术领域
本发明涉及PE塑料包装袋技术领域，具体涉及一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺。
背景技术
PE塑料即聚乙烯塑料，具有耐腐蚀性，电绝缘性(尤其高频绝缘性)，低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件，高压聚乙烯适于制作薄膜等，超高分子量聚乙烯适于制作减震，耐磨及传动零件；聚乙烯具有耐腐蚀性、电绝缘性优良、可以氯化、辐照改性、可用玻璃纤维增强；聚乙烯合成主要有高压管式法和釜式法两种，从目前发展状况看，为降低反应温度和压力，管式法工艺普遍采用低温高活性引剂引发聚合体系，以高纯度乙烯为主要原料，以丙烯/丙烷等为密度调整剂，使用高活性引发剂在约200-330℃、150-300MPa条件下进行聚合反应。
PE塑料是现有塑料中用量较大的一种，但是存在力学强度性能较差的问题，现有改善方法是通过加入无机填料如膨润土、石墨烯等原料来完善其性能，无机原料与PE塑料中的有机原料相容性差，反应降低了PE塑料的力学性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，包括以下步骤：
步骤一，界面改性剂的制备：将10-20份3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到50-60份丙酮中，随后再加入2-10份改性纤维素纳米纤维，搅拌温度为70-90℃，先以100-200r/min的转速搅拌20-30min，然后再加入2-5份聚乙烯醇、1-2份聚乙二醇、1-2份对乙酰氨基酚，最后将转速升至500-1000r/min，搅拌65-75min，得到界面改性剂；
步骤二，马来酸酐改性锂基蒙脱土：将10-20份锂基蒙脱土先进行煅烧活化，活化温度为450-550℃，活化时间为10-20min，然后送入到50-100份乙醇溶剂中，随后再加入锂基蒙脱土总量20-30％的马来酸酐，随后再加入2-8份钛酸酯偶联剂，搅拌转速升至300-500r/min，搅拌时间为25-35min，最后水洗、干燥得到马来酸酐改性锂基蒙脱土；
步骤三，原料的称取：PE树脂40-50份、界面改性剂2-6份、马来酸酐改性锂基蒙脱土5-10份、氧化乙烯1-5份、双酚A二缩水甘油醚1-2份、改性木质素1-5份；
步骤四，熔融料的制备：将PE树脂、界面改性剂、马来酸酐改性锂基蒙脱土、氧化乙烯、双酚A二缩水甘油醚、改性木质素依次加入到高速混合机内进行混合，混合转速为500-1000r/min，混合时间为45-55min，最后于反应釜内进行熔融处理，熔融温度为250-350℃，得到熔融料；
步骤五，PE塑料包装袋的制备；将熔融料送入到模具中进行冷却处理，冷却结束，揭膜得到PE塑料包装袋。
优选地，所述改性纤维素纳米纤维的改性方法为：
S1：有机化改性：将纤维素纳米纤维送入到有机化改性剂中进行有机化处理，有机化温度为95-105℃，有机化时间为30-40min，有机化转速为500-1000r/min，随后水洗、干燥；
S1：接枝改性：将有机化改性的纤维素纳米纤维送入到单体丙烯酸和二苯甲酮中，然后再加入活性基团助剂，随后采用紫外光照处理，光照时间为10-20min，光照功率为100-500W，最后水洗、离心，干燥，得到改性纤维素纳米纤维。
优选地，所述有机化改性剂为硅烷偶联剂KH560、甲苯按照重量比1:(5-10)混合配制而成。
优选地，所述有机化改性剂为硅烷偶联剂KH560、甲苯按照重量比1:7.5混合配制而成。
优选地，所述活性基团助剂为氨基酸、吡啶单体、聚丙烯胺中的一种或多种的组合物。
优选地，所述改性木质素的改性方法为：将木质素先送入到氢氧化钠溶液中进行碱化，得到碱化木质素，然后与改性助剂共同送入到反应釜中进行高温搅拌，高温搅拌的温度为95-105℃，搅拌时间为20-30min，搅拌转速为200-500r/min，搅拌结束，水洗、离心，得到改性木质素。
优选地，所述改性助剂的制备方法为：将稀土氯化镧先采用质子辐照处理，然后送入到硝酸溶液中进行低速搅拌10-20min，搅拌转速为50-100r/min，最后、水洗、干燥得到改性助剂。
优选地，质子辐照处理的辐照功率为200-500W，辐照时间为20-30min。
优选地，质子辐照处理的辐照功率为350W，辐照时间为25min。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明PE塑料包装袋制备采用PE树脂、界面改性剂、马来酸酐改性锂基蒙脱土、氧化乙烯、双酚A二缩水甘油醚等原料加工而成，界面改性剂以3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙酰氨基酚等活性有机原料组成，目的促进产品原料之间的混配组合效果，加入的改性纤维素纳米纤维采用纤维素纳米纤维经过有机化处理，目的提高其亲有机性，通过接枝单体丙烯酸、活性基团助剂，进一步的促进改性纤维素纳米纤维与产品原料的混配组合效果，而纤维素纳米纤维由于能够穿插在原料中，起到均列排布，从而提高原料之间的连接效果，同时本身性能强度高，进一步的提高了产品的强度、韧性等性能；加入的马来酸酐改性锂基蒙脱土通过对锂基蒙脱土进行亲有机接枝，促进锂基蒙脱土与原料之间的结合效果，而锂基蒙脱土具有很好的流动性，同时具有片层结构，能起到填补产品之间的空隙，进一步的提高了产品的力学强度，改性木质素本身亲无机性强度，通过将其转化成亲有机性，在熔融过程中，能够动态流动，进一步的起到加强原料之间的连接效果；同时原料的选择具有独特性，这是由于锂基蒙脱土具有片层结构，通过改性木质素的流动，填充片层内部结构，同时流动的木质素携带纤维素纳米纤维，能够将原料进一步的互配互助，起到协同的效果，进一步增强了产品的强度性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例的一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，包括以下步骤：
步骤一，界面改性剂的制备：将10份3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到50份丙酮中，随后再加入2份改性纤维素纳米纤维，搅拌温度为70℃，先以100r/min的转速搅拌20min，然后再加入2份聚乙烯醇、1份聚乙二醇、1份对乙酰氨基酚，最后将转速升至500r/min，搅拌65min，得到界面改性剂；
步骤二，马来酸酐改性锂基蒙脱土：将10份锂基蒙脱土先进行煅烧活化，活化温度为450℃，活化时间为10min，然后送入到50份乙醇溶剂中，随后再加入锂基蒙脱土总量20％的马来酸酐，随后再加入2份钛酸酯偶联剂，搅拌转速升至300r/min，搅拌时间为25min，最后水洗、干燥得到马来酸酐改性锂基蒙脱土；
步骤三，原料的称取：PE树脂40份、界面改性剂2份、马来酸酐改性锂基蒙脱土5份、氧化乙烯1份、双酚A二缩水甘油醚1份、改性木质素1份；
步骤四，熔融料的制备：将PE树脂、界面改性剂、马来酸酐改性锂基蒙脱土、氧化乙烯、双酚A二缩水甘油醚、改性木质素依次加入到高速混合机内进行混合，混合转速为500r/min，混合时间为45min，最后于反应釜内进行熔融处理，熔融温度为250℃，得到熔融料；
步骤五，PE塑料包装袋的制备；将熔融料送入到模具中进行冷却处理，冷却结束，揭膜得到PE塑料包装袋。
优选地，所述改性纤维素纳米纤维的改性方法为：
S1：有机化改性：将纤维素纳米纤维送入到有机化改性剂中进行有机化处理，有机化温度为95℃，有机化时间为30min，有机化转速为500r/min，随后水洗、干燥；
S1：接枝改性：将有机化改性的纤维素纳米纤维送入到单体丙烯酸和二苯甲酮中，然后再加入活性基团助剂，随后采用紫外光照处理，光照时间为10min，光照功率为100W，最后水洗、离心，干燥，得到改性纤维素纳米纤维。
本实施例的有机化改性剂为硅烷偶联剂KH560、甲苯按照重量比1:5混合配制而成。
本实施例的活性基团助剂为氨基酸。
本实施例的改性木质素的改性方法为：将木质素先送入到氢氧化钠溶液中进行碱化，得到碱化木质素，然后与改性助剂共同送入到反应釜中进行高温搅拌，高温搅拌的温度为95℃，搅拌时间为20min，搅拌转速为200r/min，搅拌结束，水洗、离心，得到改性木质素。
本实施例改性助剂的制备方法为：将稀土氯化镧先采用质子辐照处理，然后送入到硝酸溶液中进行低速搅拌10min，搅拌转速为500r/min，最后、水洗、干燥得到改性助剂。
本实施例的质子辐照处理的辐照功率为200W，辐照时间为20min。
实施例2：
本实施例的一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，包括以下步骤：
步骤一，界面改性剂的制备：将20份3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到60份丙酮中，随后再加入10份改性纤维素纳米纤维，搅拌温度为90℃，先以200r/min的转速搅拌30min，然后再加入5份聚乙烯醇、2份聚乙二醇、2份对乙酰氨基酚，最后将转速升至1000r/min，搅拌75min，得到界面改性剂；
步骤二，马来酸酐改性锂基蒙脱土：将20份锂基蒙脱土先进行煅烧活化，活化温度为550℃，活化时间为20min，然后送入到100份乙醇溶剂中，随后再加入锂基蒙脱土总量30％的马来酸酐，随后再加入8份钛酸酯偶联剂，搅拌转速升至500r/min，搅拌时间为35min，最后水洗、干燥得到马来酸酐改性锂基蒙脱土；
步骤三，原料的称取：PE树脂50份、界面改性剂6份、马来酸酐改性锂基蒙脱土10份、氧化乙烯5份、双酚A二缩水甘油醚2份、改性木质素5份；
步骤四，熔融料的制备：将PE树脂、界面改性剂、马来酸酐改性锂基蒙脱土、氧化乙烯、双酚A二缩水甘油醚、改性木质素依次加入到高速混合机内进行混合，混合转速为1000r/min，混合时间55min，最后于反应釜内进行熔融处理，熔融温度为350℃，得到熔融料；
步骤五，PE塑料包装袋的制备；将熔融料送入到模具中进行冷却处理，冷却结束，揭膜得到PE塑料包装袋。
优选地，所述改性纤维素纳米纤维的改性方法为：
S1：有机化改性：将纤维素纳米纤维送入到有机化改性剂中进行有机化处理，有机化温度为105℃，有机化时间为40min，有机化转速为1000r/min，随后水洗、干燥；
S1：接枝改性：将有机化改性的纤维素纳米纤维送入到单体丙烯酸和二苯甲酮中，然后再加入活性基团助剂，随后采用紫外光照处理，光照时间为20min，光照功率为500W，最后水洗、离心，干燥，得到改性纤维素纳米纤维。
本实施例的有机化改性剂为硅烷偶联剂KH560、甲苯按照重量比1:10混合配制而成。
本实施例的活性基团助剂为吡啶单体。
本实施例的改性木质素的改性方法为：将木质素先送入到氢氧化钠溶液中进行碱化，得到碱化木质素，然后与改性助剂共同送入到反应釜中进行高温搅拌，高温搅拌的温度为105℃，搅拌时间为30min，搅拌转速为500r/min，搅拌结束，水洗、离心，得到改性木质素。
本实施例改性助剂的制备方法为：将稀土氯化镧先采用质子辐照处理，然后送入到硝酸溶液中进行低速搅拌20min，搅拌转速为100r/min，最后、水洗、干燥得到改性助剂。
本实施例的质子辐照处理的辐照功率为500W，辐照时间为30min。
实施例3：
本实施例的一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，包括以下步骤：
步骤一，界面改性剂的制备：将15份3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到55份丙酮中，随后再加入6份改性纤维素纳米纤维，搅拌温度为80℃，先以150r/min的转速搅拌25min，然后再加入3.5份聚乙烯醇、1.5份聚乙二醇、1.5份对乙酰氨基酚，最后将转速升至750r/min，搅拌70min，得到界面改性剂；
步骤二，马来酸酐改性锂基蒙脱土：将15份锂基蒙脱土先进行煅烧活化，活化温度为500℃，活化时间为15min，然后送入到75份乙醇溶剂中，随后再加入锂基蒙脱土总量25％的马来酸酐，随后再加入5份钛酸酯偶联剂，搅拌转速升至400r/min，搅拌时间为30min，最后水洗、干燥得到马来酸酐改性锂基蒙脱土；
步骤三，原料的称取：PE树脂45份、界面改性剂4份、马来酸酐改性锂基蒙脱土7.5份、氧化乙烯3份、双酚A二缩水甘油醚1.5份、改性木质素3份；
步骤四，熔融料的制备：将PE树脂、界面改性剂、马来酸酐改性锂基蒙脱土、氧化乙烯、双酚A二缩水甘油醚、改性木质素依次加入到高速混合机内进行混合，混合转速为750r/min，混合时间为50min，最后于反应釜内进行熔融处理，熔融温度为300℃，得到熔融料；
步骤五，PE塑料包装袋的制备；将熔融料送入到模具中进行冷却处理，冷却结束，揭膜得到PE塑料包装袋。
优选地，所述改性纤维素纳米纤维的改性方法为：
S1：有机化改性：将纤维素纳米纤维送入到有机化改性剂中进行有机化处理，有机化温度为100℃，有机化时间为35min，有机化转速为750r/min，随后水洗、干燥；
S1：接枝改性：将有机化改性的纤维素纳米纤维送入到单体丙烯酸和二苯甲酮中，然后再加入活性基团助剂，随后采用紫外光照处理，光照时间为15min，光照功率为100-500W，最后水洗、离心，干燥，得到改性纤维素纳米纤维。
本实施例的有机化改性剂为硅烷偶联剂KH560、甲苯按照重量比1:7.5混合配制而成。
本实施例的活性基团助剂为氨基酸、吡啶单体、聚丙烯胺中的一种或多种的组合物。
本实施例的改性木质素的改性方法为：将木质素先送入到氢氧化钠溶液中进行碱化，得到碱化木质素，然后与改性助剂共同送入到反应釜中进行高温搅拌，高温搅拌的温度为100℃，搅拌时间为25min，搅拌转速为350r/min，搅拌结束，水洗、离心，得到改性木质素。
本实施例改性助剂的制备方法为：将稀土氯化镧先采用质子辐照处理，然后送入到硝酸溶液中进行低速搅拌15min，搅拌转速为75r/min，最后、水洗、干燥得到改性助剂。
本实施例的质子辐照处理的辐照功率为350W，辐照时间为25min。
对比例1：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加改性纤维素纳米纤维。
对比例2：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是采用常规的PE塑料包装袋。
实施例1-3及对比例1-2产品的性能测试
组别 拉伸强度(MPa)
实施例1 23.7
实施例2 23.8
实施例3 24.5
对比例1 18.2
对比例2 9.1
实施例1-3中的拉伸强度可达到20MPa以上，而对比例2的拉伸强度为9.1MPa，本发明的塑料包装袋具有优异的力学强度性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，界面改性剂的制备：将10-20份3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到50-60份丙酮中，随后再加入2-10份改性纤维素纳米纤维，搅拌温度为70-90℃，先以100-200r/min的转速搅拌20-30min，然后再加入2-5份聚乙烯醇、1-2份聚乙二醇、1-2份对乙酰氨基酚，最后将转速升至500-1000r/min，搅拌65-75min，得到界面改性剂；
步骤二，马来酸酐改性锂基蒙脱土：将10-20份锂基蒙脱土先进行煅烧活化，活化温度为450-550℃，活化时间为10-20min，然后送入到50-100份乙醇溶剂中，随后再加入锂基蒙脱土总量20-30%的马来酸酐，随后再加入2-8份钛酸酯偶联剂，搅拌转速升至300-500r/min，搅拌时间为25-35min，最后水洗、干燥得到马来酸酐改性锂基蒙脱土；
步骤三，原料的称取：PE树脂40-50份、界面改性剂2-6份、马来酸酐改性锂基蒙脱土5-10份、氧化乙烯1-5份、双酚A二缩水甘油醚1-2份、改性木质素1-5份；
步骤四，熔融料的制备：将PE树脂、界面改性剂、马来酸酐改性锂基蒙脱土、氧化乙烯、双酚A二缩水甘油醚、改性木质素依次加入到高速混合机内进行混合，混合转速为500-1000r/min，混合时间为45-55min，最后于反应釜内进行熔融处理，熔融温度为250-350℃，得到熔融料；
步骤五，PE塑料包装袋的制备；将熔融料送入到模具中进行冷却处理，冷却结束，揭膜得到PE塑料包装袋。
2.根据权利要求1所述的一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，其特征在于，所述改性纤维素纳米纤维的改性方法为：
S1：有机化改性：将纤维素纳米纤维送入到有机化改性剂中进行有机化处理，有机化温度为95-105℃，有机化时间为30-40min，有机化转速为500-1000r/min，随后水洗、干燥；
S1：接枝改性：将有机化改性的纤维素纳米纤维送入到单体丙烯酸和二苯甲酮中，然后再加入活性基团助剂，随后采用紫外光照处理，光照时间为10-20min，光照功率为100-500W，最后水洗、离心，干燥，得到改性纤维素纳米纤维。
3.根据权利要求2所述的一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，其特征在于，所述有机化改性剂为硅烷偶联剂KH560、甲苯按照重量比1:（5-10）混合配制而成。
4.根据权利要求3所述的一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，其特征在于，所述有机化改性剂为硅烷偶联剂KH560、甲苯按照重量比1:7.5混合配制而成。
5.根据权利要求1所述的一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，其特征在于，所述活性基团助剂为氨基酸、吡啶单体、聚丙烯胺中的一种或多种的组合物。
6.根据权利要求1所述的一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，其特征在于，所述改性木质素的改性方法为：将木质素先送入到氢氧化钠溶液中进行碱化，得到碱化木质素，然后与改性助剂共同送入到反应釜中进行高温搅拌，高温搅拌的温度为95-105℃，搅拌时间为20-30min，搅拌转速为200-500r/min，搅拌结束，水洗、离心，得到改性木质素。
7.根据权利要求6所述的一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，其特征在于，所述改性助剂的制备方法为：将稀土氯化镧先采用质子辐照处理，然后送入到硝酸溶液中进行低速搅拌10-20min，搅拌转速为50-100r/min，最后、水洗、干燥得到改性助剂。
8.根据权利要求7所述的一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，其特征在于，所述质子辐照处理的辐照功率为200-500W，辐照时间为20-30min。
9.根据权利要求8所述的一种可改善PE塑料包装袋力学强度性能的加工工艺，其特征在于，所述质子辐照处理的辐照功率为350W，辐照时间为25min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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