CN112646253A - 聚乙烯包装材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯包装材料。该聚乙烯包装材料由以下原料组成：40‑100重量份低密度聚乙烯、25‑45重量份填料、2‑8重量份麦芽糖醇、1‑5重量份铝酸酯偶联剂、5‑15重量份降解促进剂、10‑20重量份助剂。本发明的聚乙烯包装材料，生产工艺简单，填料及功能添加剂均采用的是可降解物质，而且与聚乙烯树脂的相容性好，不仅具有聚乙烯包装材料本身的优势，而且能够改善聚乙烯包装材料的降解性能，整体性能优异，对聚乙烯包装材料的应用和推广，具有十分重要的社会经济价值。

Description

聚乙烯包装材料
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，具体涉及一种聚乙烯包装材料。
背景技术
包装材料，即满足产品包装要求所用的材料，主要以纸、塑料、金属、玻璃四大材料为主，在整个包装产业中起到举足轻重的作用。塑料由于具有性能较好且加工成本低等特点，可以满足不同需要，已经被广泛用作大多数产品的包装材料。
聚乙烯(polyethylene，简称PE)，是以乙烯为单体，经多种工艺方法生产的一类具有多重结构和性能的通用热塑性树脂。以聚乙烯为原料制备的包装材料具有良好的韧性、耐低温、低透水性、加工性，以及质轻且无味无毒等特点，成为目前生产生活中应用最广泛的塑料包装材料之一。但是这些日常使用的聚乙烯包装材料的主要原料聚乙烯来自于石油资源，人们无限制的开采使其越来越匮乏；另外，聚乙烯降解时间很长，容易产生“白色污染”。
随着经济社会的发展和人们环保意识的提高，人们不仅要求包装材料的性能好以及外观新颖美观，还要求包装材料对环境污染小、易分解。
因此，研究可降解的聚乙烯包装材料具有十分重要的社会经济价值。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种聚乙烯包装材料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种聚乙烯包装材料，由以下原料组成：低密度聚乙烯、填料、麦芽糖醇、铝酸酯偶联剂、降解促进剂。
优选的，一种聚乙烯包装材料，由以下重量份原料组成：40-100重量份低密度聚乙烯、25-45重量份填料、2-8重量份麦芽糖醇、1-5重量份铝酸酯偶联剂、5-15重量份降解促进剂。
优选的，一种聚乙烯包装材料，由以下重量份原料组成：40-100重量份低密度聚乙烯、25-45重量份填料、2-8重量份麦芽糖醇、1-5重量份铝酸酯偶联剂、5-15重量份降解促进剂、10-20重量份助剂。
在本发明中，偶联剂使用无毒、气味小的铝酸酯偶联剂，由于其亲无机端与亲有机端能分别与无机填料表面和聚乙烯树脂发生化学反应或形成缠结结构，增强了填料与聚乙烯树脂的界面相容性，使填料分散均匀，提高产品质量，降低生产成本。
所述填料为玉米淀粉、木薯淀粉、改性木薯淀粉、木屑、土豆淀粉中的一种或两种以上的混合。
优选的，所述填料为改性木薯淀粉。所述改性木薯淀粉的制备方法，包括以下步骤：1)氧化反应：将30-70重量份木薯淀粉加入到60-140重量份水中，混合均匀后用0.1-0.5mol/L的氢氧化钾溶液将pH调至8-9，然后加入6-10重量份过硼酸钠反应2-6小时，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉A；2)酶解反应：将步骤1)得到的木薯淀粉A加入到80-120重量份0.02-0.1mol/L磷酸盐缓冲溶液中混合均匀，升温至95-105℃搅拌40-60min至木薯淀粉A完全糊化后停止加热，然后自然冷却至58-63℃时加入2-6重量份普鲁兰酶孵育6-10h，经过2-6℃低温重结晶得到悬浮液，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉B；3)接枝改性：将步骤2)得到的木薯淀粉B加入90-115重量份的100℃水中，搅拌加热40-60min至完全糊化后停止加热，然后冷却至25℃时加入3-8重量份六偏磷酸钠反应1-3h，离心、洗涤，冷冻干燥得到改性木薯淀粉。
在本发明中，聚乙烯包装材料的填料使用改性后的木薯淀粉，由于木薯淀粉的支链含量高达83％，经过氧化、酶解处理后，会产生较多的短链淀粉，一方面在淀粉颗粒表面会产生大量的孔洞结构，导致比表面积增大，分散性提高，另一方面，经过氧化反应后，木薯淀粉的羧基含量得到增加，再对其进行酶解处理，又增加了木薯淀粉中的羟基含量，这些羧羟基和羟基均可以与偏磷酸根结合形成磷酯键，导致淀粉的极性降低，与非极性聚合物的相容性变好，有利于加工。
所述降解促进剂为聚己内酯、聚羟基丁酸酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚羟基戊酸酯、聚羟基辛酸酯、聚羟基丁酸己酸共聚酯、聚对二环氧己酮中的一种或两种以上的混合。
优选的，所述降解促进剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮的混合物；所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮的质量比为1:1。
所述助剂为聚乙烯/聚辛烯弹性体、聚乳酸/聚氨酯弹性体、聚丙烯/聚苯乙烯弹性体中的一种或两种以上的混合。
优选的，所述助剂为聚乳酸/聚氨酯弹性体。所述聚乳酸/聚氨酯弹性体的制备方法如下：将40-50重量份聚乳酸、18-25重量份聚乙二醇-400、2-5重量份三羟甲基丙烷、4-10重量份甘油以80-150rpm的速度搅拌10-15min混合均匀，然后在120-160℃条件下搅拌反应1小时，再降温至95-105℃时，加入10-18重量份异氰酸酯，并在95-105℃继续搅拌反应5-8小时，反应完成后，反应产物倒入去离子水中沉降、抽滤，将所得产物进行冷冻干燥后，即得聚乳酸/聚氨酯弹性体。
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸甲酯双异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种以上的混合。
优选的，所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸甲酯双异氰酸酯的混合物，所述六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸甲酯双异氰酸酯的质量比为1:(1-3)。
助剂聚乳酸/聚氨酯弹性体，在制备过程中，将聚乙二醇作为软段，异氰酸酯作为硬段，然后添加三官能团单体甘油和三羟甲基丙烷促进软段的羟基与硬段的异氰酸酯基结合生成高交联密度的聚氨酯，再与聚乳酸的末端羟基发生反应，大大改善了共混物的界面相容性；该聚合物结构中含有大量氧原子，且具有良好的分散性和柔韧性，可与其它共混物很好的结合在一起形成网状结构，促进微生物分解。其中，三官能团单体的三羟甲基丙烷一方面可以与甘油一起协同作用促进软硬段结合生成高密度聚氨酯，另一方面三羟甲基丙烷的吸湿性约是甘油的50倍，适量加入三羟甲基丙烷，可以改善体系的吸水性能，进一步促进微生物分解。
由前面可知，本发明通过在主原料中添加大量淀粉基填料以实现聚乙烯包装材料易于降解的目的，但是导致了聚乙烯包装材料力学性能降低；发明人在试验过程中发现，在原料中加入助剂聚乳酸/聚氨酯弹性体，不仅可以使聚乙烯包装材料的力学性能得以维持，同时还可以提升其降解性能。
所述的聚乙烯包装材料，其特征在于，由下述方法制备而成：
(1)按重量份数称取填料、麦芽糖醇在高混机中以400-600rpm的转速混合5-15min，然后加入铝酸酯偶联剂和降解促进剂共混15-30min；
(2)向步骤(1)制备的混合物中加入低密度聚乙烯、助剂，以700-1000rpm的转速共混25-40min后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒后的母料可以进行模压制备产品，即得聚乙烯包装材料，所述挤出工艺条件为：螺杆转速为150-300rpm，挤出段工作温度为140-180℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明聚乙烯包装材料，生产工艺简单，填料及功能添加剂均采用的是可降解物质，而且与聚乙烯树脂的相容性好，不仅具有现有技术中聚乙烯包装材料本身的优势，而且重要的是能够改善聚乙烯包装材料的降解性能，整体性能优异，使聚乙烯包装材料易于降解，对聚乙烯包装材料的应用和推广，具有十分重要的社会经济价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
本申请中部分原料的介绍：
低密度聚乙烯(LDPE)，密度0.916g/cm3，牌号MB9500，由上海超旋化工科技有限公司提供。
木薯淀粉，采用市售食品级木薯淀粉，货号：612，购于厦门橙邦恺轩生物科技有限公司。
麦芽糖醇，CAS号：585-88-6，购于上海麦克林生化科技有限公司。
铝酸酯偶联剂，LD-B-1，密度0.88g/mL，热分解温度300℃，购于扬州市立达树脂有限公司。
过硼酸钠，CAS号：7632-04-4，购于北京偶合科技有限公司。
普鲁兰酶，CAS号：9075-68-7，酶活：1u/mg，购于上海源叶生物科技有限公司。
六偏磷酸钠，CAS号：10124-56-8，购于青州市科缔化工有限公司。
聚乳酸，CAS号：26100-51-6，分子量60000，购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
聚乙二醇400，CAS号：25322-68-3，分子量400，购于江西益普生药业有限公司。
聚乙烯聚辛烯弹性体，品牌西班牙陶氏，牌号DE2300，密度1.16g/cm3，购于佛山市瑞盛塑胶有限公司。
三羟甲基丙烷，CAS号：77-99-6，购于盼得(上海)国际贸易有限公司。
六亚甲基二异氰酸酯，CAS号：822-06-0，购于上海麦克林生化科技有限公司。
赖氨酸甲酯双异氰酸酯，CAS号：4460-02-0，购于北京百灵威科技有限公司。
聚对二环氧己酮，CAS号：31621-87-1，分子量：10000，购于武汉远成共创科技有限公司。
聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，密度：1.25g/cm3，牌号：C1200F，货号：11078，购于东莞市卡达尔塑胶原料有限公司。
实施例1
一种聚乙烯包装材料，由以下重量份原料组成：
65重量份低密度聚乙烯、35重量份填料、5重量份麦芽糖醇、3重量份铝酸酯偶联剂、10重量份降解促进剂。
所述填料为木薯淀粉。
所述降解促进剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮按质量比1:1混合而成的混合物。
一种聚乙烯包装材料，由下述方法制备而成：
(1)按重量份数称取填料、麦芽糖醇在高混机中以500rpm的转速混合10min，然后加入铝酸酯偶联剂和降解促进剂共混20min，得到混合物；
(2)向步骤(1)制备的混合物中加入低密度聚乙烯，以800rpm的转速共混30min后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒后的母料可以进行模压制备产品，即得聚乙烯包装材料，所述挤出工艺条件为：螺杆转速为200rpm，挤出段工作温度为160℃。
对比例1
一种聚乙烯包装材料，由以下重量份原料组成：
100重量份低密度聚乙烯、5重量份麦芽糖醇、3重量份铝酸酯偶联剂、10重量份降解促进剂。
所述降解促进剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮按质量比1:1混合而成的混合物。
一种聚乙烯包装材料，由下述方法制备而成：
(1)按重量份数称取麦芽糖醇、铝酸酯偶联剂和降解促进剂在高混机中以500rpm的转速共混20min，得到混合物；
(2)向步骤(1)制备的混合物中加入低密度聚乙烯，以800rpm的转速共混30min后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒后的母料可以进行模压制备产品，即得聚乙烯包装材料，所述挤出工艺条件为：螺杆转速为200rpm，挤出段工作温度为160℃。
实施例2
一种聚乙烯包装材料，由以下重量份原料组成：
65重量份低密度聚乙烯、35重量份填料、5重量份麦芽糖醇、3重量份铝酸酯偶联剂、10重量份降解促进剂。
所述填料为改性木薯淀粉。
所述改性木薯淀粉的制备方法，包括以下步骤：
1)氧化反应：将50重量份木薯淀粉加入到100重量份水中，混合均匀后用0.1mol/L的氢氧化钾溶液将pH调至8，然后加入8重量份过硼酸钠反应3小时，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉A；
2)酶解反应：将步骤1)得到的木薯淀粉A加入到100重量份0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中混合均匀，升温至100℃搅拌50min至木薯淀粉A完全糊化后停止加热，然后自然冷却至60℃时加入4重量份普鲁兰酶孵育8h，再经过4℃低温重结晶得到悬浮液，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉B；
3)接枝改性：将步骤2)得到的木薯淀粉B加入100重量份的100℃水中，搅拌加热50min至完全糊化后停止加热，然后冷却至25℃时加入5重量份六偏磷酸钠反应2h，离心、洗涤，冷冻干燥得到改性木薯淀粉。
所述降解促进剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮按质量比1:1混合而成的混合物。
一种聚乙烯包装材料，由下述方法制备而成：
(1)按重量份数称取填料、麦芽糖醇在高混机中以500rpm的转速混合10min，然后加入铝酸酯偶联剂和降解促进剂共混20min，得到混合物；
(2)向步骤(1)制备的混合物中加入低密度聚乙烯，以800rpm的转速共混30min后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒后的母料可以进行模压制备产品，即得聚乙烯包装材料，所述挤出工艺条件为：螺杆转速为200rpm，挤出段工作温度为160℃。
实施例3
一种聚乙烯包装材料，由以下重量份原料组成：
65重量份低密度聚乙烯、35重量份填料、5重量份麦芽糖醇、3重量份铝酸酯偶联剂、10重量份降解促进剂。
所述填料为改性木薯淀粉。
所述改性木薯淀粉的制备方法，包括以下步骤：
1)酶解反应：将50重量份木薯淀粉加入到100重量份0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中混合均匀，升温至100℃搅拌50min至木薯淀粉A完全糊化后停止加热，然后自然冷却至60℃时加入4重量份普鲁兰酶孵育8h，再经过4℃低温重结晶得到悬浮液，离心、洗涤，冷冻干燥后得到预处理木薯淀粉；
2)接枝改性：将步骤2)得到的预处理木薯淀粉加入100重量份的100℃水中，搅拌加热50min至完全糊化后停止加热，然后冷却至25℃时加入5重量份六偏磷酸钠反应2h，离心、洗涤，冷冻干燥得到改性木薯淀粉。
所述降解促进剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮按质量比1:1混合而成的混合物。
一种聚乙烯包装材料，由下述方法制备而成：
(1)按重量份数称取填料、麦芽糖醇在高混机中以500rpm的转速混合10min，然后加入铝酸酯偶联剂和降解促进剂共混20min，得到混合物；
(2)向步骤(1)制备的混合物中加入低密度聚乙烯，以800rpm的转速共混30min后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒后的母料可以进行模压制备产品，即得聚乙烯包装材料，所述挤出工艺条件为：螺杆转速为200rpm，挤出段工作温度为160℃。
实施例4
一种聚乙烯包装材料，由以下重量份原料组成：
50重量份低密度聚乙烯、35重量份填料、5重量份麦芽糖醇、3重量份铝酸酯偶联剂、10重量份降解促进剂、15重量份助剂。
所述填料为改性木薯淀粉。
所述改性木薯淀粉的制备方法，包括以下步骤：
1)氧化反应：将50重量份木薯淀粉加入到100重量份水中，混合均匀后用0.1mol/L的氢氧化钾溶液将pH调至8，然后加入8重量份过硼酸钠反应3小时，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉A；
2)酶解反应：将步骤1)得到的木薯淀粉A加入到100重量份0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中混合均匀，升温至100℃搅拌50min至木薯淀粉A完全糊化后停止加热，然后自然冷却至60℃时加入4重量份普鲁兰酶孵育8h，再经过4℃低温重结晶得到悬浮液，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉B；
3)接枝改性：将步骤2)得到的木薯淀粉B加入100重量份的100℃水中，搅拌加热50min至完全糊化后停止加热，然后冷却至25℃时加入5重量份六偏磷酸钠反应2h，离心、洗涤，冷冻干燥得到改性木薯淀粉。
所述降解促进剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮按质量比1:1混合而成的混合物。
所述助剂为聚乳酸/聚氨酯弹性体。
所述聚乳酸/聚氨酯弹性体由以下方法制备而成：将48重量份聚乳酸、23重量份聚乙二醇-400、4重量份三羟甲基丙烷、6重量份甘油以100rpm的速度搅拌12min混合均匀，然后在150℃条件下搅拌反应1小时，再降温至100℃，加入13重量份异氰酸酯，并在100℃继续搅拌反应6小时，反应完成后，反应产物倒入去离子水中沉降、抽滤，将所得产物进行冷冻干燥后，即得聚乳酸/聚氨酯弹性体。
所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。
一种聚乙烯包装材料，由下述方法制备而成：
(1)按重量份数称取填料、麦芽糖醇在高混机中以500rpm的转速混合10min，然后加入铝酸酯偶联剂和降解促进剂共混20min，得到混合物；
(2)向步骤(1)制备的混合物中加入低密度聚乙烯、助剂，以800rpm的转速共混30min后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒后的母料可以进行模压制备产品，即得聚乙烯包装材料，所述挤出工艺条件为：螺杆转速为200rpm，挤出段工作温度为160℃。
实施例5
一种聚乙烯包装材料，由以下重量份原料组成：
50重量份低密度聚乙烯、35重量份填料、5重量份麦芽糖醇、3重量份铝酸酯偶联剂、10重量份降解促进剂、15重量份助剂。
所述填料为改性木薯淀粉。
所述改性木薯淀粉的制备方法，包括以下步骤：
1)氧化反应：将50重量份木薯淀粉加入到100重量份水中，混合均匀后用0.1mol/L的氢氧化钾溶液将pH调至8，然后加入8重量份过硼酸钠反应3小时，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉A；
2)酶解反应：将步骤1)得到的木薯淀粉A加入到100重量份0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中混合均匀，升温至100℃搅拌50min至木薯淀粉A完全糊化后停止加热，然后自然冷却至60℃时加入4重量份普鲁兰酶孵育8h，再经过4℃低温重结晶得到悬浮液，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉B；
3)接枝改性：将步骤2)得到的木薯淀粉B加入100重量份的100℃水中，搅拌加热50min至完全糊化后停止加热，然后冷却至25℃时加入5重量份六偏磷酸钠反应2h，离心、洗涤，冷冻干燥得到改性木薯淀粉。
所述降解促进剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮按质量比1:1混合而成的混合物。
所述助剂为聚乳酸/聚氨酯弹性体。
所述聚乳酸/聚氨酯弹性体由以下方法制备而成：将48重量份聚乳酸、23重量份聚乙二醇-400、4重量份三羟甲基丙烷、6重量份甘油以100rpm的速度搅拌12min混合均匀，然后在150℃条件下搅拌反应1小时，再降温至100℃，加入13重量份异氰酸酯，并在100℃继续搅拌反应6小时，反应完成后，反应产物倒入去离子水中沉降、抽滤，将所得产物进行冷冻干燥后，即得聚乳酸/聚氨酯弹性体。
所述异氰酸酯为赖氨酸甲酯双异氰酸酯。
一种聚乙烯包装材料，由下述方法制备而成：
(1)按重量份数称取填料、麦芽糖醇在高混机中以500rpm的转速混合10min，然后加入铝酸酯偶联剂和降解促进剂共混20min，得到混合物；
(2)向步骤(1)制备的混合物中加入低密度聚乙烯、助剂，以800rpm的转速共混30min后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒后的母料可以进行模压制备产品，即得聚乙烯包装材料，所述挤出工艺条件为：螺杆转速为200rpm，挤出段工作温度为160℃。
实施例6
一种聚乙烯包装材料，由以下重量份原料组成：
50重量份低密度聚乙烯、35重量份填料、5重量份麦芽糖醇、3重量份铝酸酯偶联剂、10重量份降解促进剂、15重量份助剂。
所述填料为改性木薯淀粉。
所述改性木薯淀粉的制备方法，包括以下步骤：
1)氧化反应：将50重量份木薯淀粉加入到100重量份水中，混合均匀后用0.1mol/L的氢氧化钾溶液将pH调至8，然后加入8重量份过硼酸钠反应3小时，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉A；
2)酶解反应：将步骤1)得到的木薯淀粉A加入到100重量份0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中混合均匀，升温至100℃搅拌50min至木薯淀粉A完全糊化后停止加热，然后自然冷却至60℃时加入4重量份普鲁兰酶孵育8h，再经过4℃低温重结晶得到悬浮液，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉B；
3)接枝改性：将步骤2)得到的木薯淀粉B加入100重量份的100℃水中，搅拌加热50min至完全糊化后停止加热，然后冷却至25℃时加入5重量份六偏磷酸钠反应2h，离心、洗涤，冷冻干燥得到改性木薯淀粉。
所述降解促进剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮按质量比1:1混合而成的混合物。
所述助剂为聚乳酸/聚氨酯弹性体。
所述聚乳酸/聚氨酯弹性体由以下方法制备而成：将48重量份聚乳酸、23重量份聚乙二醇-400、4重量份三羟甲基丙烷、6重量份甘油以100rpm的速度搅拌12min混合均匀，然后在150℃条件下搅拌反应1小时，再降温至100℃，加入13重量份异氰酸酯，并在100℃继续搅拌反应6小时，反应完成后，反应产物倒入去离子水中沉降、抽滤，将所得产物进行冷冻干燥后，即得聚乳酸/聚氨酯弹性体。
所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸甲酯双异氰酸酯的混合物，所述六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸甲酯双异氰酸酯的质量比为1:2。
一种聚乙烯包装材料，由下述方法制备而成：
(1)按重量份数称取填料、麦芽糖醇在高混机中以500rpm的转速混合10min，然后加入铝酸酯偶联剂和降解促进剂共混20min，得到混合物；
(2)向步骤(1)制备的混合物中加入低密度聚乙烯、助剂，以800rpm的转速共混30min后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒后的母料可以进行模压制备产品，即得聚乙烯包装材料，所述挤出工艺条件为：螺杆转速为200rpm，挤出段工作温度为160℃。
对比例2
一种聚乙烯包装材料，由以下重量份原料组成：
50重量份低密度聚乙烯、35重量份填料、5重量份麦芽糖醇、3重量份铝酸酯偶联剂、10重量份降解促进剂、15重量份助剂。
所述填料为改性木薯淀粉。
所述改性木薯淀粉的制备方法，包括以下步骤：
1)氧化反应：将50重量份木薯淀粉加入到100重量份水中，混合均匀后用0.1mol/L的氢氧化钾溶液将pH调至8，然后加入8重量份过硼酸钠反应3小时，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉A；
2)酶解反应：将步骤1)得到的木薯淀粉A加入到100重量份0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中混合均匀，升温至100℃搅拌50min至木薯淀粉A完全糊化后停止加热，然后自然冷却至60℃时加入4重量份普鲁兰酶孵育8h，再经过4℃低温重结晶得到悬浮液，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉B；
3)接枝改性：将步骤2)得到的木薯淀粉B加入100重量份的100℃水中，搅拌加热50min至完全糊化后停止加热，然后冷却至25℃时加入5重量份六偏磷酸钠反应2h，离心、洗涤，冷冻干燥得到改性木薯淀粉。
所述降解促进剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮按质量比1:1混合而成的混合物。
所述助剂为聚乙烯/聚辛烯弹性体。
一种聚乙烯包装材料，由下述方法制备而成：
(1)按重量份数称取填料、麦芽糖醇在高混机中以500rpm的转速混合10min，然后加入铝酸酯偶联剂和降解促进剂共混20min，得到混合物；
(2)向步骤(1)制备的混合物中加入低密度聚乙烯、助剂，以800rpm的转速共混30min后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒后的母料可以进行模压制备产品，即得聚乙烯包装材料，所述挤出工艺条件为：螺杆转速为200rpm，挤出段工作温度为160℃。
对比例3
一种聚乙烯包装材料，由以下重量份原料组成：
50重量份低密度聚乙烯、35重量份填料、5重量份麦芽糖醇、3重量份铝酸酯偶联剂、10重量份降解促进剂、15重量份助剂。
所述填料为改性木薯淀粉。
所述改性木薯淀粉的制备方法，包括以下步骤：1)氧化反应：将50重量份木薯淀粉加入到100重量份水中，混合均匀后用0.1mol/L的氢氧化钾溶液将pH调至8，然后加入8重量份过硼酸钠反应3小时，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉A；2)酶解反应：将步骤1)得到的木薯淀粉A加入到100重量份磷酸盐缓冲溶液中混合均匀，升温至100℃搅拌50min至木薯淀粉A完全糊化后停止加热，然后自然冷却至60℃时加入4重量份普鲁兰酶孵育8h，再经过4℃低温重结晶得到悬浮液，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉B；3)接枝改性：将步骤2)得到的木薯淀粉B加入100重量份的100℃水中，搅拌加热50min至完全糊化后停止加热，然后冷却至25℃时加入5重量份六偏磷酸钠反应2h，离心、洗涤，冷冻干燥得到改性木薯淀粉。
所述降解促进剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮按质量比1:1混合而成的混合物。
所述助剂为聚乳酸/聚氨酯弹性体。
所述所述聚乳酸/聚氨酯弹性体由以下方法制备而成：将48重量份聚乳酸、23重量份聚乙二醇-400、10重量份甘油以100rpm的速度搅拌12min混合均匀，然后在150℃条件下搅拌反应1小时，再降温至100℃时，加入13重量份异氰酸酯，并在100℃继续搅拌反应6小时，反应完成后，反应产物倒入去离子水中沉降、抽滤，将所得产物进行冷冻干燥后，即得聚乳酸/聚氨酯弹性体。
所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸甲酯双异氰酸酯的混合物，所述六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸甲酯双异氰酸酯的质量比为1:2。
一种聚乙烯包装材料，由下述方法制备而成：
(1)按重量份数称取填料、麦芽糖醇在高混机中以500rpm的转速混合10min，然后加入铝酸酯偶联剂和降解促进剂共混20min，得到混合物；
(2)向步骤(1)制备的混合物中加入低密度聚乙烯、助剂，以800rpm的转速共混30min后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒后的母料可以进行模压制备产品，即得聚乙烯包装材料，所述挤出工艺条件为：螺杆转速为200rpm，挤出段工作温度为160℃。
测试例1
拉伸性能测试：采用国家标准：GB/T 1040.2-2006《塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》进行测试。
具体实验方法：制备哑铃型样品，选择类型为IV，总长度115mm，两端总宽度19mm，中间窄部分宽度6mm，窄部长度33mm，厚度1.5mm，标距25mm，拉伸速度为5mm/min；在湿度23±2℃，相对湿度50±5％条件下测试，每个配方的每组性能均测试5次取平均值。将实施例和对比例所制得的聚乙烯包装材料进行测试，具体结果见表1。
表1：聚乙烯包装材料的力学性能
拉伸强度，MPa 断裂伸长率，％
实施例1 51.3 200.1
对比例1 55.4 221.7
实施例2 53.1 214.5
实施例3 52.2 208.6
实施例4 58.6 232.9
实施例5 59.2 234.2
实施例6 62.8 245.6
对比例2 57.9 229.7
对比例3 61.5 242.8
测试例2
降解性能测试：参考GB/T 19275-2003《材料在特定微生物作用下潜在生物分解和崩解能力的评价》，使用其中的土壤填埋试验方法。
具体实验方法：将试样将实施例和对比例制备的聚乙烯包装材料裁剪成尺寸为3cm×3cm×2mm的样品，每组5个样品，称取烘干至恒重(W0)的样品，作上标记埋于土壤水保持能力为60wt％和土壤湿度为36wt％等条件相同的同一块活性土壤下10cm处，分别在填埋后的6个月、12个月取出对应的样品条，洗净后干燥称重(Wn)n为6、12，计算失重率(％)＝(W0-Wn)/W0×100。材料的降解能力以质量变化的平均失重率(％)为评价标准，数值越高，则降解能力越好。实验结果如下表所示。
表2聚乙烯包装材料的降解性能
6个月失重率，％ 12个月失重率，％
实施例1 49.8 71.3
对比例1 45.6 67.8
实施例2 62.5 83.6
实施例3 52.3 76.5
实施例4 66.7 90.4
实施例5 67.1 91.2
实施例6 70.2 94.9
对比例2 47.4 69.1
对比例3 68.9 93.5
本发明中，所用填料及功能添加剂均采用的是可降解物质，而且与聚乙烯树脂的相容性好，导致实施例中制备的聚乙烯包装材料相比于现有技术，降解性能得到提高。
实施例2和3较实施例1和对比例1相比，使用改性木薯淀粉的降解性能较好，这是因为实施例2-3采用的木薯淀粉是经过改性后的木薯淀粉，其中实施例2使用改性木薯淀粉的降解性能更好，这是因为实施例2采用的木薯淀粉是经过氧化、酶解和接枝改性后的木薯淀粉，会产生较多的短链淀粉，一方面在淀粉颗粒表面会产生大量的孔洞结构，导致比表面积增大，分散性提高，另一方面，经过氧化反应后，木薯淀粉的羧基含量得到增加，再对其进行酶解处理，又增加了木薯淀粉中的羟基含量，这些羧羟基和羟基均可以与偏磷酸根结合形成磷酯键，导致淀粉的极性降低，与非极性聚合物的相容性变好，在降解过程中，易于将大块聚乙烯分裂成小块，加快降解速率。
但是，本发明为了实现聚乙烯包装材料易于降解的目的通过在主原料中添加大量淀粉基填料，因此导致了聚乙烯包装材料力学性能降低；发明人在试验过程中发现，在原料中加入助剂-聚乳酸/聚氨酯弹性体，不仅可以使聚乙烯包装材料的力学性能得以维持，同时还可以提升其降解性能。
实施例4-6较实施例2相比，降解性能更为优异，可能是由于在聚乙烯包装材料中引入了含有大量氧原子的聚乳酸/聚氨酯弹性体，可在降解过程中释放释放氧气，为好氧生物提供良好的生存环境，增加好氧微生物的量或提高好氧微生物活力，使微生物降解速率更快；另外，该弹性体助剂也具有良好的分散性与柔韧性，可与其它共混物很好的结合在一起形成网状结构，促进微生物分解。
对比例2添加了现有技术中提高力学性能时最常用的弹性体--聚乙烯/聚辛烯弹性体，力学性能得到提高，但是由于其具有长烷基链，增加降解难度，导致降解速率变慢。
对比例3较实施例6相比，未添加三羟甲基丙烷，可见三官能团单体的三羟甲基丙烷一方面可以与甘油一起协同作用促进软硬段结合生成高密度聚氨酯，另一方面三羟甲基丙烷的吸湿性约是甘油的50倍，适量加入三羟甲基丙烷，可以改善体系的吸水性能，进一步促进微生物分解。
进一步比较实施例4-6可以看出，使用六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸甲酯双异氰酸酯的混合物作为异氰酸酯用于聚乳酸/聚氨酯弹性体制备，较单独使用六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸甲酯双异氰酸酯的效果更佳。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种聚乙烯包装材料，其特征在于，由以下原料组成：低密度聚乙烯、填料、麦芽糖醇、铝酸酯偶联剂、降解促进剂。
2.如权利要求1所述的一种聚乙烯包装材料，其特征在于，由以下重量份原料组成：40-100重量份低密度聚乙烯、25-45重量份填料、2-8重量份麦芽糖醇、1-5重量份铝酸酯偶联剂、5-15重量份降解促进剂。
3.如权利要求2所述的一种聚乙烯包装材料，其特征在于，由以下重量份原料组成：40-100重量份低密度聚乙烯、25-45重量份填料、2-8重量份麦芽糖醇、1-5重量份铝酸酯偶联剂、5-15重量份降解促进剂、10-20重量份助剂。
4.如权利要求2或3所述的一种聚乙烯包装材料，其特征在于，所述填料为玉米淀粉、木薯淀粉、改性木薯淀粉、土豆淀粉中的一种或两种以上的混合。
5.如权利要求4所述的一种聚乙烯包装材料，其特征在于，所述填料为改性木薯淀粉，所述改性木薯淀粉的制备方法，包括以下步骤：1)氧化反应：将30-70重量份木薯淀粉加入到60-140重量份水中，混合均匀后用0.1-0.5mol/L的氢氧化钾溶液将pH调至8-9，然后加入6-10重量份过硼酸钠反应2-6小时，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉A；2)酶解反应：将步骤1)得到的木薯淀粉A加入到80-120重量份0.02-0.1mol/L磷酸盐缓冲溶液中混合均匀，升温至95-105℃搅拌40-60min至木薯淀粉A完全糊化后停止加热，然后自然冷却至58-63℃时加入2-6重量份普鲁兰酶孵育6-10h，经过2-6℃低温重结晶得到悬浮液，离心、洗涤，冷冻干燥后得到木薯淀粉B；3)接枝改性：将步骤2)得到的木薯淀粉B加入90-115重量份的100℃水中，搅拌加热40-60min至完全糊化后停止加热，然后冷却至25℃时加入3-8重量份六偏磷酸钠反应1-3h，离心、洗涤，冷冻干燥得到改性木薯淀粉。
6.如权利要求2或3所述的聚乙烯包装材料，其特征在于，所述降解促进剂为聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮的混合物；所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚对二环氧己酮的质量比为1:1。
7.如权利要求2或3所述的聚乙烯包装材料，其特征在于，所述助剂为聚乳酸/聚氨酯弹性体。
8.如权利要求1-7中任一项所述的聚乙烯包装材料，其特征在于，由下述方法制备而成：
(1)按重量份数称取填料、麦芽糖醇在高混机中以400-600rpm的转速混合5-15min，然后加入铝酸酯偶联剂和降解促进剂共混15-30min；
(2)向步骤(1)制备的混合物中加入低密度聚乙烯、助剂，以700-1000rpm的转速共混25-40min后，置于双螺杆挤出机中挤出造粒，造粒后的母料可以进行模压制备产品，即得聚乙烯包装材料，所述挤出工艺条件为：螺杆转速为150-300rpm，挤出段工作温度为140-180℃。
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