CN115612158B - 一种类玻璃纸聚丙烯薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚丙烯技术领域，且公开了一种类玻璃纸聚丙烯薄膜，利用丙烯酸对聚丙烯接枝改性，然后羧基依次氯化亚砜和巯基乙胺反应，得到巯基乙酰胺接枝聚丙烯，从而在聚丙烯分子侧链引入巯基官能团，在紫外灯下照射，是巯基乙酰胺接枝聚丙烯与丙烯酰氧基纤维素玻璃纸的烯基发生巯基‑烯点击反应，从而在纤维素玻璃纸表面化学接枝一层聚丙烯膜，增强了玻璃纸和聚丙烯之间的界面作用力，得到的类玻璃纸聚丙烯薄膜具有更高的力学强度等力学性能，同时玻璃纸表面接枝一层聚丙烯膜，降低了纤维素玻璃纸表面的水接触角，从而提高了玻璃纸的耐水性。

Description

一种类玻璃纸聚丙烯薄膜
技术领域
本发明涉及聚丙烯技术领域，具体为一种类玻璃纸聚丙烯薄膜。
背景技术
聚丙烯膜的无色透明、质地轻、无臭无毒，广泛应用在包装材料、超滤膜、农用大棚等方面，对聚丙烯改性提高其综合性能，拓展聚丙烯膜材料的应用范围具有重要的意义，主要方法有接枝改性、共聚改性、填充改性等，如申请号为201510398993.7的中国专利《一种微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜及制备方法》，公开了微晶纤维素改性聚丙烯复合薄膜包括表层为纳米级微晶纤维素改性聚丙烯层，其他层为聚丙烯层。提高了复合膜材料的杨氏模量、气体阻隔性能、耐热性等性能。
纤维素玻璃纸具有可生物降解，环保无污染，并且对空气、油脂、细菌等渗透性低，使得纤维素玻璃纸在食品包装、亚敏胶带等方面有着重要的应用，但是纤维素玻璃纸易吸水、耐水性较差，限制了纤维素玻璃纸的发展和应用，本发明通过对聚丙烯接枝改性，然后再接枝到纤维素玻璃纸表面，提高聚丙烯复合薄膜的力学性能，以及玻璃纸的耐水性。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明提供了一种力学强度高，耐水性好的类玻璃纸聚丙烯薄膜。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种类玻璃纸聚丙烯薄膜，所述类玻璃纸聚丙烯薄膜的制备方法为：
（1）将100重量份的丙烯酸接枝聚丙烯加入到2000-4000重量份的氯化亚砜中，然后滴加10-30重量份的N,N-二甲基甲酰胺，在氮气氛围中70-80 ℃回流反应3-8 h，然后减压蒸馏，丙酮洗涤，得到丙烯酰氯接枝聚丙烯。
（2）将丙烯酰氯接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加热搅拌均匀后滴加巯基乙胺和吡啶，搅拌反应后减压蒸馏，乙醇洗涤，得到巯基乙酰胺接枝聚丙烯。
（3）将100重量份的纤维素玻璃纸加入到乙醇中，滴加30-60重量份的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在60-75 ℃中搅拌反应5-10 h，反应后过滤溶剂，乙醇洗涤，得到丙烯酰氧基纤维素玻璃纸。
（4）将巯基乙酰胺接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加入搅拌均匀后将溶液加入到含有丙烯酰氧基纤维素玻璃纸的二甲苯溶液中，并滴加安息香二甲醚，在紫外灯下照射反应1-2 h，反应后将溶液减压蒸馏，乙醇洗涤，得到类玻璃纸聚丙烯薄膜。
优选的，所述（1）中丙烯酸接枝聚丙烯的制备方法为：将100重量份的聚丙烯加入到二甲苯和去离子水中，搅拌均匀后然后在氮气气氛中滴加15-30重量份的丙烯酸和6-12重量份的过氧化二苯甲酰，在80-100 ℃中回流反应2-3 h，反应后减压蒸馏，去离子水和乙醇洗涤，得到丙烯酸接枝聚丙烯。
优选的，所述丙烯酸接枝聚丙烯的制备方法为：将（2）中丙烯酰氯接枝聚丙烯、巯基乙胺、吡啶的重量比例为100:6-30:4-25。
优选的，所述丙烯酸接枝聚丙烯的制备方法为：将（2）中反应50-70 ℃中进行6-24h。
优选的，所述丙烯酸接枝聚丙烯的制备方法为：将（4）中巯基乙酰胺接枝聚丙烯、丙烯酰氧基纤维素玻璃纸、安息香二甲醚的重量比例为100:5-30:0.1-0.8。
优选的，所述丙烯酸接枝聚丙烯的制备方法为：将（4）中控制紫外灯过滤为400-800 W，紫外灯光照强度为30-60 mW/cm2。
（三）有益的技术效果
利用丙烯酸对聚丙烯接枝改性，然后羧基依次氯化亚砜和巯基乙胺反应，得到巯基乙酰胺接枝聚丙烯，从而在聚丙烯分子侧链引入巯基官能团，在紫外灯下照射，是巯基乙酰胺接枝聚丙烯与丙烯酰氧基纤维素玻璃纸的烯基发生巯基-烯点击反应，从而在纤维素玻璃纸表面化学接枝一层聚丙烯膜，增强了玻璃纸和聚丙烯之间的界面作用力，得到的类玻璃纸聚丙烯薄膜具有更高的力学强度等力学性能，同时玻璃纸表面接枝一层聚丙烯膜，降低了纤维素玻璃纸表面的水接触角，从而提高了玻璃纸的耐水性。
具体实施方式
实施例1
（1）将100重量份的聚丙烯加入到二甲苯和去离子水中，搅拌均匀后然后在氮气气氛中滴加20重量份的丙烯酸和8重量份的过氧化二苯甲酰，在80 ℃中回流反应3 h，反应后减压蒸馏，去离子水和乙醇洗涤，得到丙烯酸接枝聚丙烯。
（2）将100重量份的丙烯酸接枝聚丙烯加入到2000重量份的氯化亚砜中，然后滴加10重量份的N,N-二甲基甲酰胺，在氮气氛围中80 ℃回流反应3 h，然后减压蒸馏，丙酮洗涤，得到丙烯酰氯接枝聚丙烯。
（3）将100重量份将丙烯酰氯接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加热搅拌均匀后滴加6重量份巯基乙胺和4重量份吡啶，在70 ℃中搅拌反应进行12 h，反应后减压蒸馏，乙醇洗涤，得到巯基乙酰胺接枝聚丙烯。
（4）将100重量份的纤维素玻璃纸加入到乙醇中，滴加30重量份的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在70 ℃中搅拌反应10 h，反应后过滤溶剂，乙醇洗涤，得到丙烯酰氧基纤维素玻璃纸。
（5）将100重量份的巯基乙酰胺接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加入搅拌均匀后将溶液加入到含有5重量份丙烯酰氧基纤维素玻璃纸的二甲苯溶液中，并滴加0.1重量份的安息香二甲醚，在紫外灯下照射反应2 h，控制紫外灯过滤为400 W，紫外灯光照强度为30 mW/cm2，反应后将溶液减压蒸馏，乙醇洗涤，得到类玻璃纸聚丙烯薄膜。
实施例2
（1）将100重量份的聚丙烯加入到二甲苯和去离子水中，搅拌均匀后然后在氮气气氛中滴加30重量份的丙烯酸和12重量份的过氧化二苯甲酰，在80 ℃中回流反应3 h，反应后减压蒸馏，去离子水和乙醇洗涤，得到丙烯酸接枝聚丙烯。
（2）将100重量份的丙烯酸接枝聚丙烯加入到4000重量份的氯化亚砜中，然后滴加30重量份的N,N-二甲基甲酰胺，在氮气氛围中70 ℃回流反应8 h，然后减压蒸馏，丙酮洗涤，得到丙烯酰氯接枝聚丙烯。
（3）将100重量份将丙烯酰氯接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加热搅拌均匀后滴加15重量份巯基乙胺和10重量份吡啶，在70 ℃中搅拌反应进行18 h，反应后减压蒸馏，乙醇洗涤，得到巯基乙酰胺接枝聚丙烯。
（4）将100重量份的纤维素玻璃纸加入到乙醇中，滴加40重量份的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在75 ℃中搅拌反应5 h，反应后过滤溶剂，乙醇洗涤，得到丙烯酰氧基纤维素玻璃纸。
（5）将100重量份的巯基乙酰胺接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加入搅拌均匀后将溶液加入到含有10重量份丙烯酰氧基纤维素玻璃纸的二甲苯溶液中，并滴加0.2重量份的安息香二甲醚，在紫外灯下照射反应1 h，控制紫外灯过滤为600 W，紫外灯光照强度为45 mW/cm2，反应后将溶液减压蒸馏，乙醇洗涤，得到类玻璃纸聚丙烯薄膜。
实施例3
（1）将100重量份的聚丙烯加入到二甲苯和去离子水中，搅拌均匀后然后在氮气气氛中滴加30重量份的丙烯酸和12重量份的过氧化二苯甲酰，在80 ℃中回流反应3 h，反应后减压蒸馏，去离子水和乙醇洗涤，得到丙烯酸接枝聚丙烯。
（2）将100重量份的丙烯酸接枝聚丙烯加入到4000重量份的氯化亚砜中，然后滴加30重量份的N,N-二甲基甲酰胺，在氮气氛围中80 ℃回流反应5 h，然后减压蒸馏，丙酮洗涤，得到丙烯酰氯接枝聚丙烯。
（3）将100重量份将丙烯酰氯接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加热搅拌均匀后滴加30重量份巯基乙胺和25重量份吡啶，在70 ℃中搅拌反应进行24 h，反应后减压蒸馏，乙醇洗涤，得到巯基乙酰胺接枝聚丙烯。
（4）将100重量份的纤维素玻璃纸加入到乙醇中，滴加30重量份的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在60 ℃中搅拌反应8 h，反应后过滤溶剂，乙醇洗涤，得到丙烯酰氧基纤维素玻璃纸。
（5）将100重量份的巯基乙酰胺接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加入搅拌均匀后将溶液加入到含有20重量份丙烯酰氧基纤维素玻璃纸的二甲苯溶液中，并滴加0.5重量份的安息香二甲醚，在紫外灯下照射反应2 h，控制紫外灯过滤为600 W，紫外灯光照强度为60 mW/cm2，反应后将溶液减压蒸馏，乙醇洗涤，得到类玻璃纸聚丙烯薄膜。
实施例4
（1）将100重量份的聚丙烯加入到二甲苯和去离子水中，搅拌均匀后然后在氮气气氛中滴加20重量份的丙烯酸和10重量份的过氧化二苯甲酰，在80 ℃中回流反应3 h，反应后减压蒸馏，去离子水和乙醇洗涤，得到丙烯酸接枝聚丙烯。
（2）将100重量份的丙烯酸接枝聚丙烯加入到3000重量份的氯化亚砜中，然后滴加20重量份的N,N-二甲基甲酰胺，在氮气氛围中80 ℃回流反应3 h，然后减压蒸馏，丙酮洗涤，得到丙烯酰氯接枝聚丙烯。
（3）将100重量份将丙烯酰氯接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加热搅拌均匀后滴加30重量份巯基乙胺和25重量份吡啶，在70 ℃中搅拌反应进行18 h，反应后减压蒸馏，乙醇洗涤，得到巯基乙酰胺接枝聚丙烯。
（4）将100重量份的纤维素玻璃纸加入到乙醇中，滴加40重量份的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在75 ℃中搅拌反应10 h，反应后过滤溶剂，乙醇洗涤，得到丙烯酰氧基纤维素玻璃纸。
（5）将100重量份的巯基乙酰胺接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加入搅拌均匀后将溶液加入到含有8重量份丙烯酰氧基纤维素玻璃纸的二甲苯溶液中，并滴加0.5重量份的安息香二甲醚，在紫外灯下照射反应1h，控制紫外灯过滤为400 W，紫外灯光照强度为30 mW/cm2，反应后将溶液减压蒸馏，乙醇洗涤，得到类玻璃纸聚丙烯薄膜。
实施例5
（1）将100重量份的聚丙烯加入到二甲苯和去离子水中，搅拌均匀后然后在氮气气氛中滴加24重量份的丙烯酸和10重量份的过氧化二苯甲酰，在90 ℃中回流反应3 h，反应后减压蒸馏，去离子水和乙醇洗涤，得到丙烯酸接枝聚丙烯。
（2）将100重量份的丙烯酸接枝聚丙烯加入到2000重量份的氯化亚砜中，然后滴加10重量份的N,N-二甲基甲酰胺，在氮气氛围中70 ℃回流反应4 h，然后减压蒸馏，丙酮洗涤，得到丙烯酰氯接枝聚丙烯。
（3）将100重量份将丙烯酰氯接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加热搅拌均匀后滴加25重量份巯基乙胺和20重量份吡啶，在70 ℃中搅拌反应进行24 h，反应后减压蒸馏，乙醇洗涤，得到巯基乙酰胺接枝聚丙烯。
（4）将100重量份的纤维素玻璃纸加入到乙醇中，滴加60重量份的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在70℃中搅拌反应8 h，反应后过滤溶剂，乙醇洗涤，得到丙烯酰氧基纤维素玻璃纸。
（5）将100重量份的巯基乙酰胺接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加入搅拌均匀后将溶液加入到含有15重量份丙烯酰氧基纤维素玻璃纸的二甲苯溶液中，并滴加0.3重量份的安息香二甲醚，在紫外灯下照射反应1 h，控制紫外灯过滤为800 W，紫外灯光照强度为60 mW/cm2，反应后将溶液减压蒸馏，乙醇洗涤，得到类玻璃纸聚丙烯薄膜。
参考GB/T 1040.1-2018标准，通过拉力试验机测定类玻璃纸聚丙烯薄膜的拉伸性能，类玻璃纸聚丙烯薄膜试样为120 mm×30 mm×5 mm，拉伸速率100 mm/min。
参考GB/T 30693-2014标准，通过水接触角测量仪测定类玻璃纸聚丙烯薄膜的表面水接触角，类玻璃纸聚丙烯薄膜试样为50 mm×50 mm×3 mm
拉伸强度（MPa） 断裂伸长率（%） 水接触角（°）
实施例 1 50.7 124.1 94.6
实施例2 59.5 176.2 90.5
实施例3 73.4 106.3 89.7
实施例4 62.0 130.2 93.0
实施例5 54.1 150.7 90.7
类玻璃纸聚丙烯薄膜的拉伸强度最大70.4 MPa，断裂伸长率最大176.2%，表面水接触角最大93.0°。

Claims (5)

1.一种类玻璃纸聚丙烯薄膜，其特征在于：所述类玻璃纸聚丙烯薄膜的制备方法为：
（1）将100重量份的丙烯酸接枝聚丙烯加入到2000-4000重量份的氯化亚砜中，然后滴加10-30重量份的N,N-二甲基甲酰胺，在氮气氛围中70-80 ℃回流反应3-8 h，然后减压蒸馏，丙酮洗涤，得到丙烯酰氯接枝聚丙烯；
（2）将丙烯酰氯接枝聚丙烯加入到二甲苯中，加热搅拌均匀后加入巯基乙胺和吡啶，搅拌反应后减压蒸馏，洗涤，得到巯基乙酰胺接枝聚丙烯；
（3）将100重量份的纤维素玻璃纸加入到乙醇中，滴加30-60重量份的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在60-75 ℃中搅拌反应5-10 h，反应后过滤，洗涤，得到丙烯酰氧基纤维素玻璃纸；
（4）将巯基乙酰胺接枝聚丙烯加入到二甲苯中，搅拌均匀后将溶液加入到含有丙烯酰氧基纤维素玻璃纸的二甲苯中，并滴加安息香二甲醚，在紫外灯下照射反应1-2 h，反应后减压蒸馏，洗涤，得到类玻璃纸聚丙烯薄膜；
所述丙烯酸接枝聚丙烯的制备方法为：将100重量份的聚丙烯加入到二甲苯和去离子水中，搅拌均匀后然后在氮气气氛中加入15-30重量份的丙烯酸和6-12重量份的过氧化二苯甲酰，在80-100 ℃中回流反应2-3 h，反应后减压蒸馏，洗涤，得到丙烯酸接枝聚丙烯。
2.根据权利要求1所述的类玻璃纸聚丙烯薄膜，其特征在于：步骤（2）中丙烯酰氯接枝聚丙烯、巯基乙胺、吡啶的重量比例为100:6-30:4-25。
3.根据权利要求1所述的类玻璃纸聚丙烯薄膜，其特征在于：步骤（2）中反应在50-70℃中进行6-24 h。
4.根据权利要求1所述的类玻璃纸聚丙烯薄膜，其特征在于：步骤（4）中巯基乙酰胺接枝聚丙烯、丙烯酰氧基纤维素玻璃纸、安息香二甲醚的重量比例为100:5-30:0.1-0.8。
5.根据权利要求1所述的类玻璃纸聚丙烯薄膜，其特征在于：步骤（4）中控制紫外灯功率为400-800 W，紫外灯光照强度为30-60 mW/cm2。
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