CN115449155B - 一种可降解聚丙烯无胶膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚丙烯无胶膜技术领域，具体涉及一种可降解聚丙烯无胶膜，其组成成分及重量份数为：聚丙烯20‑25份、聚乳酸20‑30份、马来酸酐6‑9份、过氧化二异丙苯0.3‑0.6份、硅酸钠1‑4份、石蜡1‑4份，采用聚乳酸和聚丙烯为原料在马来酸酐接枝物作为助剂的条件下，以过氧化二异丙苯作为引发剂，通过螺杆机实现原料熔融共混，制备出可生物降解的聚丙烯无胶膜，使得聚丙烯无胶膜整体降解时间得到较大程度上的减少，同时降解物中的低分子量的丙烯齐聚物含量大幅度减少，减轻无胶膜的使用对环境造成的压力。
Description
技术领域
本发明涉及聚丙烯无胶膜技术领域，具体领域为一种可降解聚丙烯无胶膜。
背景技术
聚丙烯无胶膜一般为多层共挤膜，是由聚丙烯颗粒共挤形成片材后再经过横纵两个方向拉伸而制得，聚丙烯无胶膜具有良好的物理性、机械性和气密性，是应用广泛的印刷薄膜，随着环保发展理念的不断提倡和深入，以聚丙烯为原料的无胶膜由于聚丙烯的分子结构是饱和的碳碳单键，分子结构相对比较稳定而难以降解，聚丙烯一般需要20到30年的时间才能降解，并且在此过程中会分解有害物质渗入土壤，因此聚丙烯无胶膜在给人们的生产生活带来便利的同时，也带来了极大的环境污染隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可降解聚丙烯无胶膜及其制备方法以解决上述背景技术中提及的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可降解聚丙烯无胶膜，其组成成分及重量份数为：聚丙烯20-25份、聚乳酸20-30份、马来酸酐6-9份、过氧化二异丙苯0.3-0.6份、硅酸钠1-4份、石蜡1-4份。
优选的，其组成成分及重量份数为：聚丙烯21-24份、聚乳酸22-28份、马来酸酐7-9份、过氧化二异丙苯0.4-0.6份、硅酸钠1-3份、石蜡1-3份。
优选的，其组成成分及重量份数为：聚丙烯22份、聚乳酸25份、马来酸酐8份、过氧化二异丙苯0.5份、硅酸钠2份、石蜡2份。
一种可降解聚丙烯无胶膜的制备方法，其制备方法包括如下步骤：
步骤1：
将聚丙烯、聚乳酸、马来酸酐、过氧化二异丙苯、硅酸钠和石蜡进行混合；
步骤2：
将步骤1中的混合料投入至螺杆挤出机中，对混合料进行熔融共混，其中螺杆挤出机温度为190-200℃，螺杆转速为30-45r/min，出料为片材；
步骤3：
将步骤2挤出的片材进行横纵两个方向拉伸制得可降解聚丙烯无胶膜。
优选的，步骤3采用同步双向拉伸法对片材进行横纵两个方向拉伸。
优选的，同步双向拉伸法是使挤出的片材在拉伸的进口处被夹具夹住，两侧的夹具同向、同步运行，使片材在预热区内预热，在拉伸段内，借助于夹具的扩幅及有规律地逐渐增大夹具间距的运动，实现薄膜同时纵向、横向拉伸取向。
优选的，同步双向拉伸过程中预热温度为70-80℃，对片材进行同步双向拉伸后，使片材经过温度缓冲段后进行自然冷却，然后收卷，其中温度缓冲段温度为40-60℃。
本发明的有益效果是：一种可降解聚丙烯无胶膜及其制备方法，采用聚乳酸和聚丙烯为原料在马来酸酐接枝物作为助剂的条件下，以过氧化二异丙苯作为引发剂，通过螺杆机实现原料熔融共混，制备出可生物降解的聚丙烯无胶膜，聚乳酸是一种生物降解材料，其使用可再生的植物资源所提出的淀粉原料制成，淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸，其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，聚乳酸良好的热稳定性与聚丙烯相适应，二者采用熔融共混的的方式合成接枝物，使得聚丙烯无胶膜整体降解时间得到较大程度上的减少，同时降解物中的低分子量的丙烯齐聚物含量大幅度减少，减轻无胶膜的使用对环境造成的压力；
原料中的硅酸钠和石蜡增加聚丙烯、聚乳酸、马来酸酐和过氧化二异丙苯之间的分散均匀性，使得原料可以得到充分的分散，从而保证聚丙烯和聚乳酸之间接枝反应更加完全。
下面将结合本发明实施例，对本发明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：
步骤1：
将聚丙烯20份、聚乳酸20份、马来酸酐6份、过氧化二异丙苯0.3份、硅酸钠1份和石蜡1份进行混合；
步骤2：
将步骤1中的混合料投入至螺杆挤出机中，对混合料进行熔融共混，其中螺杆挤出机温度为190℃，螺杆转速为45r/min，出料为片材；
步骤3：
将步骤2挤出的片材进行横纵两个方向拉伸制得可降解聚丙烯无胶膜。
步骤3采用同步双向拉伸法对片材进行横纵两个方向拉伸。
同步双向拉伸法是使挤出的片材在拉伸的进口处被夹具夹住，两侧的夹具同向、同步运行，使片材在预热区内预热，在拉伸段内，借助于夹具的扩幅及有规律地逐渐增大夹具间距的运动，实现薄膜同时纵向、横向拉伸取向。
同步双向拉伸过程中预热温度为70℃，对片材进行同步双向拉伸后，使片材经过温度缓冲段后进行自然冷却，然后收卷，其中温度缓冲段温度为50℃。
实施例2：
将聚丙烯21份、聚乳酸22份、马来酸酐7份、过氧化二异丙苯0.4份、硅酸钠1份和石蜡1份进行混合；
步骤2：
将步骤1中的混合料投入至螺杆挤出机中，对混合料进行熔融共混，其中螺杆挤出机温度为190℃，螺杆转速为40r/min，出料为片材；
步骤3：
将步骤2挤出的片材进行横纵两个方向拉伸制得可降解聚丙烯无胶膜。
步骤3采用同步双向拉伸法对片材进行横纵两个方向拉伸。
同步双向拉伸法是使挤出的片材在拉伸的进口处被夹具夹住，两侧的夹具同向、同步运行，使片材在预热区内预热，在拉伸段内，借助于夹具的扩幅及有规律地逐渐增大夹具间距的运动，实现薄膜同时纵向、横向拉伸取向。
同步双向拉伸过程中预热温度为80℃，对片材进行同步双向拉伸后，使片材经过温度缓冲段后进行自然冷却，然后收卷，其中温度缓冲段温度为60℃。
实施例3：
将聚丙烯22份、聚乳酸25份、马来酸酐8份、过氧化二异丙苯0.5份、硅酸钠2份和石蜡2份进行混合；
步骤2：
将步骤1中的混合料投入至螺杆挤出机中，对混合料进行熔融共混，其中螺杆挤出机温度为200℃，螺杆转速为40r/min，出料为片材；
步骤3：
将步骤2挤出的片材进行横纵两个方向拉伸制得可降解聚丙烯无胶膜。
步骤3采用同步双向拉伸法对片材进行横纵两个方向拉伸。
同步双向拉伸法是使挤出的片材在拉伸的进口处被夹具夹住，两侧的夹具同向、同步运行，使片材在预热区内预热，在拉伸段内，借助于夹具的扩幅及有规律地逐渐增大夹具间距的运动，实现薄膜同时纵向、横向拉伸取向。
同步双向拉伸过程中预热温度为70℃，对片材进行同步双向拉伸后，使片材经过温度缓冲段后进行自然冷却，然后收卷，其中温度缓冲段温度为50℃。
实施例4：
将聚丙烯24份、聚乳酸28份、马来酸酐9份、过氧化二异丙苯0.6份、硅酸钠3份和石蜡3份进行混合；
步骤2：
将步骤1中的混合料投入至螺杆挤出机中，对混合料进行熔融共混，其中螺杆挤出机温度为200℃，螺杆转速为35r/min，出料为片材；
步骤3：
将步骤2挤出的片材进行横纵两个方向拉伸制得可降解聚丙烯无胶膜。
步骤3采用同步双向拉伸法对片材进行横纵两个方向拉伸。
同步双向拉伸法是使挤出的片材在拉伸的进口处被夹具夹住，两侧的夹具同向、同步运行，使片材在预热区内预热，在拉伸段内，借助于夹具的扩幅及有规律地逐渐增大夹具间距的运动，实现薄膜同时纵向、横向拉伸取向。
同步双向拉伸过程中预热温度为80℃，对片材进行同步双向拉伸后，使片材经过温度缓冲段后进行自然冷却，然后收卷，其中温度缓冲段温度为60℃。
实施例5：
将聚丙烯25份、聚乳酸30份、马来酸酐9份、过氧化二异丙苯0.6份、硅酸钠4份和石蜡4份进行混合；
步骤2：
将步骤1中的混合料投入至螺杆挤出机中，对混合料进行熔融共混，其中螺杆挤出机温度为190℃，螺杆转速为45r/min，出料为片材；
步骤3：
将步骤2挤出的片材进行横纵两个方向拉伸制得可降解聚丙烯无胶膜。
步骤3采用同步双向拉伸法对片材进行横纵两个方向拉伸。
同步双向拉伸法是使挤出的片材在拉伸的进口处被夹具夹住，两侧的夹具同向、同步运行，使片材在预热区内预热，在拉伸段内，借助于夹具的扩幅及有规律地逐渐增大夹具间距的运动，实现薄膜同时纵向、横向拉伸取向。
同步双向拉伸过程中预热温度为70℃，对片材进行同步双向拉伸后，使片材经过温度缓冲段后进行自然冷却，然后收卷，其中温度缓冲段温度为50℃。
对比例1：
步骤1：
将聚丙烯20份、光引发剂184 1-羟基环己基苯基甲酮20份、马来酸酐6份、过氧化二异丙苯0.3份、硅酸钠1份和石蜡1份进行混合；
其余步骤与实施例1相同。
对比例2：
步骤1：
将聚丙烯20份、聚乳酸20份、马来酸酐6份、过氧化二异丙苯0.3份、硅酸钠1份和石蜡1份进行混合；
步骤2：
将步骤1中的混合料投入至螺杆挤出机中，对混合料进行熔融共混，其中螺杆挤出机温度为190℃，螺杆转速为45r/min，出料为片材；
步骤3：
将步骤2挤出的片材进行横纵两个方向拉伸制得可降解聚丙烯无胶膜。
步骤3采用同步双向拉伸法对片材进行横纵两个方向拉伸。
同步双向拉伸法是使挤出的片材在拉伸的进口处被夹具夹住，两侧的夹具同向、同步运行，使片材在预热区内预热，在拉伸段内，借助于夹具的扩幅及有规律地逐渐增大夹具间距的运动，实现薄膜同时纵向、横向拉伸取向。
直接经自然冷却后收卷。
将实施例1-5制备的可降解聚丙烯无胶膜及对比例1、2进行降解相关性能测试，结果如下：
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种可降解聚丙烯无胶膜，其特征在于：其组成成分及重量份数为：聚丙烯20-25份、聚乳酸20-30份、马来酸酐6-9份、过氧化二异丙苯0.3-0.6份、硅酸钠1-4份、石蜡1-4份；
其制备方法包括如下步骤：
步骤1：
将聚丙烯、聚乳酸、马来酸酐、过氧化二异丙苯、硅酸钠和石蜡进行混合；
步骤2：
将步骤1中的混合料投入至螺杆挤出机中，对混合料进行熔融共混，其中螺杆挤出机温度为190-200℃，螺杆转速为30-45r/min，出料为片材；
步骤3：
将步骤2挤出的片材进行横纵两个方向拉伸制得可降解聚丙烯无胶膜；
步骤3采用同步双向拉伸法对片材进行横纵两个方向拉伸；
同步双向拉伸法是使挤出的片材在拉伸的进口处被夹具夹住，两侧的夹具同向、同步运行，使片材在预热区内预热，在拉伸段内，借助于夹具的扩幅及有规律地逐渐增大夹具间距的运动，实现薄膜同时纵向、横向拉伸取向；
同步双向拉伸过程中预热温度为70-80℃，对片材进行同步双向拉伸后，使片材经过温度缓冲段后进行自然冷却，然后收卷，其中温度缓冲段温度为40-60℃。
2.根据权利要求1所述的一种可降解聚丙烯无胶膜，其特征在于：其组成成分及重量份数为：聚丙烯21-24份、聚乳酸22-28份、马来酸酐7-9份、过氧化二异丙苯0.4-0.6份、硅酸钠1-3份、石蜡1-3份。
3.根据权利要求2所述的一种可降解聚丙烯无胶膜，其特征在于：其组成成分及重量份数为：聚丙烯22份、聚乳酸25份、马来酸酐8份、过氧化二异丙苯0.5份、硅酸钠2份、石蜡2份。
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