CN116218161A - 一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜及其制备方法 - Google Patents
一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116218161A CN116218161A CN202310043830.1A CN202310043830A CN116218161A CN 116218161 A CN116218161 A CN 116218161A CN 202310043830 A CN202310043830 A CN 202310043830A CN 116218161 A CN116218161 A CN 116218161A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nano sio
- cellulose
- composite film
- bopbat
- nanocellulose
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 33
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 21
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 claims abstract description 50
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- UZBRNILSUGWULW-UHFFFAOYSA-N 3,8-dioxabicyclo[8.2.2]tetradeca-1(12),10,13-triene-2,9-dione;hexanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O.O=C1OCCCCOC(=O)C2=CC=C1C=C2 UZBRNILSUGWULW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 3
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 19
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 claims description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 12
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical group FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 8
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 8
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical group CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- JQYSLXZRCMVWSR-UHFFFAOYSA-N 1,6-dioxacyclododecane-7,12-dione;terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1.O=C1CCCCC(=O)OCCCCO1 JQYSLXZRCMVWSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 6
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 3
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N Phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-, phosphite (3:1) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C JKIJEFPNVSHHEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004629 polybutylene adipate terephthalate Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- -1 polybutylene adipate-terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 2
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol Chemical compound CCCC(O)O CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2401/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08J2401/08—Cellulose derivatives
- C08J2401/10—Esters of organic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种纳米SiO2‑纤维素BOPBAT复合薄膜，包括下述质量百分比的原料：酯化纳米纤维素2％‑4％、硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2 0.3％‑0.5％、扩链剂0.15％‑0.2％、抗氧剂0.1％‑0.2％、余量为聚己二酸‑对苯二甲酸丁二醇酯。本发明还公开了所述纳米SiO2‑纤维素BOPBAT复合薄膜的制备方法。本发明以酯化纳米纤维素与硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2复配形成填充体系，制得的BOPBAT复合薄膜具有优异的拉伸性能和加工性能，机械强度好、成品率高，具有更为广泛的用途。
Description
技术领域
本发明涉及可降解薄膜制备技术领域，尤其涉及一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜及其制备方法。
背景技术
近年来，随着经济的高速发展，环境污染日益严重，为了符合绿色环保的趋势，可降解材料成为备受关注的热点。聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是由己二酸、对苯二甲酸和丁二醇作为单体，通过聚合反应形成的一种新型可降解材料，具有良好的加工性能，主要应用于包装材料等领域。但是，PBAT薄膜材料的强度偏低，成为限制其在包装材料领域得到更为广泛应用的主要因素。纤维素作为一种具有很好的生物相容性的高分子材料，可以用于可降解薄膜的增韧改性中，但是由于纤维素在树脂基体中分散性和相容性较差，容易发生缠绕、团聚，在实践中很难实现良好的增韧效果，而且纤维素的增加还会导致薄膜加工性能的下降，使薄膜的成品率明显降低。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜及其制备方法。
本发明提出的一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜，包括下述质量百分比的原料：酯化纳米纤维素2％-4％、硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2 0.3％-0.5％、扩链剂0.15％-0.2％、抗氧剂0.1％-0.2％、余量为聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯；
所述酯化纳米纤维素的制备方法包括：将纳米纤维素、酯化剂与催化剂混合后，在30-60℃下球磨30-90min，然后加入去离子水沉淀，收集沉淀物洗涤、干燥，即得。
优选地，所述纳米纤维素与酯化剂的质量比为1：(2-4)；所述纳米纤维素与催化剂的质量比为1：(0.1-0.4)。
优选地，所述酯化剂为月桂酸、油酸、硬脂酸中的至少一种；所述催化剂为次亚磷酸钠、氯化锌或其组合，优选由次亚磷酸钠、氯化锌按质量比为1：(3-7)组成。
优选地，所述纳米纤维素的直径为100-1000nm，长度为20-100μm。
优选地，所述硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2是以硅烷偶联剂KH560对纳米SiO2进行表面接枝改性得到，其中硅烷偶联剂KH560与纳米SiO2的质量比为(0.1-0.3):1。
优选地，所述硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2的制备方法为：将纳米SiO2加入甲苯中分散均匀，然后加入硅烷偶联剂KH560，在50-90℃下加热反应2-6h，反应完毕后离心、干燥，即得。
优选地，所述扩链剂为巴斯夫ADR 4468扩链剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或其组合，所述聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的重均分子量为110000-130000g/mol，在2.16kg、190℃下的熔体流动速率为3.5-4.5g/10min，熔点为110-120℃。
一种所述的纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜的制备方法，包括下述步骤：
S1、按质量份称取原料混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融挤出，然后采用流延机流延，冷却后得到片材；
S2、将所述片材进行双向拉伸，然后热定型，即得。
优选地，S1中，熔融挤出的温度为180-200℃，流延的温度为180-200℃，冷却的温度为20-30℃。
优选地，S2中，双向拉伸包括：先进行纵向拉伸，再进行横向拉伸，其中纵向拉伸的温度为95-110℃，拉伸倍率为3-8，横向拉伸的温度为105-115℃，拉伸倍率为3-10，热定型的温度为110-125℃。
本发明的有益效果如下：
本发明在催化剂的作用下，采用酯化剂在球磨条件下对纳米纤维素进行酯化改性，得到酯化纳米纤维素，通过对纳米纤维素进行球磨改性的同时向纳米纤维素表面引入适量的酯基，一方面可以提高纳米纤维素的分散性，另一方面酯基的存在使纳米纤维素在PBAT树脂中的相容性得以提高，从而减轻纳米纤维素在PBAT树脂中的团聚或缠绕，使其能更好的发挥对薄膜的增强效果，同时，通过添加硅烷偶联剂KH560改性的SiO2，其表面接枝的环氧基团可以在高温下与PBAT树脂中残留的羧基发生反应，从而使纳米SiO2均匀地结合在树脂基体中，纳米SiO2颗粒及其表面接枝的KH560分子可以形成位阻，缓解纳米纤维素的缠绕效应，进一步改善纳米纤维素对薄膜拉伸强度的提升效果；因此，本发明以酯化纳米纤维素与硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2复配形成填充体系，通过这种协同效应，制得的BOPBAT复合薄膜具有优异的拉伸性能和加工性能，机械强度好、成品率高，具有更为广泛的用途。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
下述实施例和对比例中，聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的重均分子量为120000g/mol，在2.16kg、190℃下的熔体流动速率为3.9g/10min，熔点为115℃；纳米纤维素的直径为100-1000nm，长度为20-100μm。
实施例1
一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜，包括下述质量百分比的原料：酯化纳米纤维素3％、硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2 0.45％、巴斯夫ADR 4468扩链剂0.15％、抗氧剂1010 0.15％、余量为聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯；
酯化纳米纤维素的制备方法包括：将纳米纤维素、月桂酸与催化剂混合后，在45℃下球磨60min，然后加入去离子水沉淀，收集沉淀物洗涤、干燥，即得，其中纳米纤维素与月桂酸的质量比为1：3，纳米纤维素与催化剂的质量比为1：0.3，催化剂由次亚磷酸钠、氯化锌按质量比为1：4组成。
硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2的制备方法为：将纳米SiO2加入甲苯中分散均匀，然后加入硅烷偶联剂KH560，在70℃下加热反应4h，反应完毕后离心、干燥，即得，其中硅烷偶联剂KH560与纳米SiO2的质量比为0.2:1。
制备纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜：
S1、按质量份称取原料混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融挤出，然后采用流延机流延，冷却后得到片材，其中熔融挤出的温度为180-200℃，流延的温度为180-200℃，冷却的温度为25℃；
S2、将所述片材进行双向拉伸，然后热定型，即得，其中双向拉伸包括：先进行纵向拉伸，再进行横向拉伸，其中纵向拉伸的温度为105℃，拉伸倍率为4.5，横向拉伸的温度为110℃，拉伸倍率为5，热定型的温度为115℃。
实施例2
一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜，包括下述质量百分比的原料：酯化纳米纤维素2％、硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2 0.3％、巴斯夫ADR 4468扩链剂0.2％、抗氧剂1010 0.1％、余量为聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯；
酯化纳米纤维素的制备方法包括：将纳米纤维素、月桂酸与催化剂混合后，在30℃下球磨90min，然后加入去离子水沉淀，收集沉淀物洗涤、干燥，即得，其中纳米纤维素与月桂酸的质量比为1：2，纳米纤维素与催化剂的质量比为1：0.1，催化剂由次亚磷酸钠、氯化锌按质量比为1：3组成。
硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2的制备方法为：将纳米SiO2加入甲苯中分散均匀，然后加入硅烷偶联剂KH560，在50℃下加热反应6h，反应完毕后离心、干燥，即得，其中硅烷偶联剂KH560与纳米SiO2的质量比为0.1:1。
上述纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜的制备方法同实施例1。
实施例3
一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜，包括下述质量百分比的原料：酯化纳米纤维素4％、硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2 0.5％、巴斯夫ADR 4468扩链剂0.15％、抗氧剂1010 0.2％、余量为聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯；
酯化纳米纤维素的制备方法包括：将纳米纤维素、月桂酸与催化剂混合后，在60℃下球磨30min，然后加入去离子水沉淀，收集沉淀物洗涤、干燥，即得，其中纳米纤维素与月桂酸的质量比为1：4，纳米纤维素与催化剂的质量比为1：0.4，催化剂由次亚磷酸钠、氯化锌按质量比为1：7组成。
硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2的制备方法为：将纳米SiO2加入甲苯中分散均匀，然后加入硅烷偶联剂KH560，在90℃下加热反应2h，反应完毕后离心、干燥，即得，其中硅烷偶联剂KH560与纳米SiO2的质量比为0.3:1。
上述纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜的制备方法同实施例1。
对比例1
一种BOPBAT复合薄膜，包括下述质量百分比的原料：纳米纤维素1.5％、硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2 0.2％、巴斯夫ADR 4468扩链剂0.15％、抗氧剂1010 0.15％、余量为聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯；
硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2的制备方法为：将纳米SiO2加入甲苯中分散均匀，然后加入硅烷偶联剂KH560，在70℃下加热反应4h，反应完毕后离心、干燥，即得，其中硅烷偶联剂KH560与纳米SiO2的质量比为0.2:1。
上述BOPBAT复合薄膜的制备方法同实施例1。
对比例2
一种BOPBAT复合薄膜，包括下述质量百分比的原料：酯化纳米纤维素1.5％、纳米SiO2 0.2％、巴斯夫ADR 4468扩链剂0.15％、抗氧剂1010 0.15％、余量为聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯；
酯化纳米纤维素的制备方法包括：将纳米纤维素、月桂酸与催化剂混合后，在45℃下球磨60min，然后加入去离子水沉淀，收集沉淀物洗涤、干燥，即得，其中纳米纤维素与月桂酸的质量比为1：3，纳米纤维素与催化剂的质量比为1：0.3，催化剂由次亚磷酸钠、氯化锌按质量比为1：4组成。
试验例
对上述实施例1和对比例1-2制得的厚度为20μm的BOPBAT薄膜进行拉伸强度测试，测试方法参照GB/T 1040.3；测试结果如表1所示：
表1
| 测试项目 | 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 |
| 拉伸强度(MD/TD，MPa) | 82/95 | 63/78 | 68/84 |
通过上述结果可以看出，对比例1未对纳米纤维素进行酯化改性，或者对比例2未对纳米SiO2进行硅烷偶联剂KH560接枝处理，对拉伸强度的提升效果明显低于本发明以酯化纳米纤维素与硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2复配形成填充体系制备的复合薄膜。这是由于酯化处理提高了纳米纤维素的分散性和与PBAT树脂的相容性，同时，分散良好、且表面接枝KH560分子的纳米SiO2形成位阻进一步减少了纳米纤维素的缠绕，通过这种协同作用形成了更为均匀的填充体系，进一步改善了填充体系对薄膜拉伸强度的提升效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜，其特征在于，包括下述质量百分比的原料：酯化纳米纤维素2％-4％、硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO20.3％-0.5％、扩链剂0.15％-0.2％、抗氧剂0.1％-0.2％、余量为聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯；
所述酯化纳米纤维素的制备方法包括：将纳米纤维素、酯化剂与催化剂混合后，在30-60℃下球磨30-90min，然后加入去离子水沉淀，收集沉淀物洗涤、干燥，即得。
2.根据权利要求1所述的纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜，其特征在于，所述纳米纤维素与酯化剂的质量比为1：(2-4)；所述纳米纤维素与催化剂的质量比为1：(0.1-0.4)。
3.根据权利要求1所述的纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜，其特征在于，所述酯化剂为月桂酸、油酸、硬脂酸中的至少一种；所述催化剂为次亚磷酸钠、氯化锌或其组合，优选由次亚磷酸钠、氯化锌按质量比为1：(3-7)组成。
4.根据权利要求1所述的纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜，其特征在于，所述纳米纤维素的直径为100-1000nm，长度为20-100μm。
5.根据权利要求1所述的纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2是以硅烷偶联剂KH560对纳米SiO2进行表面接枝改性得到，其中硅烷偶联剂KH560与纳米SiO2的质量比为(0.1-0.3):1。
6.根据权利要求1所述的纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂KH560改性纳米SiO2的制备方法为：将纳米SiO2加入甲苯中分散均匀，然后加入硅烷偶联剂KH560，在50-90℃下加热反应2-6h，反应完毕后离心、干燥，即得。
7.根据权利要求1所述的纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜，其特征在于，所述扩链剂为巴斯夫ADR 4468扩链剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168或其组合，所述聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯的重均分子量为110000-130000g/mol，在2.16kg、190℃下的熔体流动速率为3.5-4.5g/10min，熔点为110-120℃。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、按质量份称取原料混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融挤出，然后采用流延机流延，冷却后得到片材；
S2、将所述片材进行双向拉伸，然后热定型，即得。
9.根据权利要求8所述的纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜的制备方法，其特征在于，S1中，熔融挤出的温度为180-200℃，流延的温度为180-200℃，冷却的温度为20-30℃。
10.根据权利要求8所述的纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜的制备方法，其特征在于，S2中，双向拉伸包括：先进行纵向拉伸，再进行横向拉伸，其中纵向拉伸的温度为95-110℃，拉伸倍率为3-8，横向拉伸的温度为105-115℃，拉伸倍率为3-10，热定型的温度为110-125℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310043830.1A CN116218161A (zh) | 2023-01-29 | 2023-01-29 | 一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310043830.1A CN116218161A (zh) | 2023-01-29 | 2023-01-29 | 一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116218161A true CN116218161A (zh) | 2023-06-06 |
Family
ID=86570810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310043830.1A Pending CN116218161A (zh) | 2023-01-29 | 2023-01-29 | 一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116218161A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110452507A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-15 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种高阻隔性高强度超薄全生物降解地膜及制备方法 |
| CN111019304A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-17 | 浙江大学 | 一种可生物降解纳米复合材料 |
| CN111286178A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-06-16 | 广东省生物工程研究所（广州甘蔗糖业研究所） | 一种抗菌可降解吹塑薄膜材料及其制备方法与应用 |
| CN114410077A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-29 | 上海海洋大学 | 基于酯化改性的纳米复合活性包装保鲜膜及其制备方法和应用 |
| CN115449196A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-09 | 台州益普高分子材料有限公司 | 一种可生物降解材料，花园水管 |
-
2023
- 2023-01-29 CN CN202310043830.1A patent/CN116218161A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110452507A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-15 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种高阻隔性高强度超薄全生物降解地膜及制备方法 |
| CN111019304A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-17 | 浙江大学 | 一种可生物降解纳米复合材料 |
| CN111286178A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-06-16 | 广东省生物工程研究所（广州甘蔗糖业研究所） | 一种抗菌可降解吹塑薄膜材料及其制备方法与应用 |
| CN114410077A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-29 | 上海海洋大学 | 基于酯化改性的纳米复合活性包装保鲜膜及其制备方法和应用 |
| CN115449196A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-09 | 台州益普高分子材料有限公司 | 一种可生物降解材料，花园水管 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 周承伟;张玉;吴智华;: "填充复合材料PBAT的降解性能研究", 塑料科技, no. 09, 29 September 2013 (2013-09-29), pages 63 - 66 * |
| 来蕾: "生物可降解聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯纳米复合材料及性能研究", 中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑, no. 1, 15 January 2022 (2022-01-15), pages 016 - 21 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105602011A (zh) | 一种高相容性淀粉基全生物降解树脂及其制备方法 | |
| CN114316542B (zh) | 一种高强度可生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN112280261A (zh) | 一种全生物降解高阻隔pla/pbat复合包装膜 | |
| CN114702765B (zh) | 一种改性纳米微球、pc/pet复合材料及其制备方法 | |
| CN113861636B (zh) | 一种高挺度高强韧可全降解pbat/pla树脂组合物及其制备方法 | |
| CN112812512A (zh) | 一种用于非透明可降解塑胶袋的材料及其制备方法 | |
| CN111499892A (zh) | 玻璃纤维增强的高强度耐热型氨基模塑料的制备方法 | |
| CN102850738A (zh) | 用于光纤二次套塑的pbt料及其制备工艺以及生产系统 | |
| CN112266589B (zh) | 一种抗蠕变pbat材料及其制备方法和应用 | |
| CN114031874A (zh) | 一种cpvc电缆保护管的制造方法 | |
| CN113788914A (zh) | 一种sebs/at复合增韧剂及其制备方法、及高性能pet/pa6发泡材料 | |
| CN116218161A (zh) | 一种纳米SiO2-纤维素BOPBAT复合薄膜及其制备方法 | |
| CN111704790A (zh) | 一种3d打印用聚乳酸基复合线材的制备方法 | |
| CN110643102A (zh) | 一种竹纤维增强热塑性树脂复合材料及其制备方法 | |
| CN116554490A (zh) | 一种纳米氮化硅颗粒接枝改性增强pbat的制备方法 | |
| CN116003971A (zh) | 一种高强高韧生物降解塑料及其制备方法 | |
| CN114685827A (zh) | 一种复合聚酯薄膜的制备方法 | |
| CN113956634B (zh) | 一种增韧可生物降解组合物及其应用 | |
| CN111607209B (zh) | 一种高性能聚碳酸亚丙酯组合物及其制备方法 | |
| CN112442245A (zh) | 一种抗拉强度好的pvb材料及其制备方法 | |
| Jiang et al. | Preparation of high‐performance poly (butylene adipate‐co‐terephthalate)/thermoplastic starch compounds with epoxidized soybean oil as compatibilizer | |
| CN112455043A (zh) | 一种超阻隔tpu薄膜及其制备方法 | |
| CN113429762A (zh) | 一种淀粉/聚乳酸/pbat纳米复合材料及其制备方法 | |
| CN116535826B (zh) | 一种固相增粘的高强度pbt和pet复合材料及其制备方法 | |
| CN116874996B (zh) | 一种改性聚酯的制备方法及在覆膜铁用聚酯薄膜中的应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |