CN116536822B - 一种可降解耐磨塑料编织袋及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可降解包装技术领域，具体为一种可降解耐磨塑料编织袋及其制备方法，包括以下工艺：酚化木质素、木质素磺酸钠、5‑羟甲基糠醛升温反应，得到酚醛树脂；与二异氰酸酯反应；利用其改性淀粉，与聚丁二酸丁二醇酯混合挤出，得到可降解母粒；可降解母粒、聚乙烯、填料、加工助剂挤出成膜，切割得扁丝，编织得编织袋。本发明通过淀粉进行改性，进行疏水、极性改性，促进改性淀粉与PBS的相容；淀粉所使用的改性剂由木质素原料、生物质醛反应得到，为酚醛树脂，具备一定可降解能力，并能够改善复合材料的耐磨性和力学性能。填料经过偶联剂和氯化锌处理，在物料共混挤出阶段，促进体系交联，提高编织袋的力学性能和耐磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及可降解包装技术领域，具体为一种可降解耐磨塑料编织袋及其制备方法。
背景技术
编织袋作为塑料包装的一种，其原来一般为聚乙烯、聚丙烯等化学原料。编织袋的应用范围广泛，能够应用于农业、工业产品及日常生活中的承装、包装。例如农工业产品包装中的饲料编织袋、化工编织袋、尿素编织袋，食品包装中的大米编织袋、面粉编织袋，旅游运输中的临时帐篷、遮阳伞等的运输及储存；岩土工程中的砂石编织袋等等。在编织袋的制造工艺中，按照原料分类为聚丙烯袋和聚乙烯袋两类，用这种石油原料挤出成膜，再切割拉伸制备扁丝，最后织造成塑料织物编织袋。但，当这类编织袋使用完成需要被处理时，其稳定的化学性能使其在自然环境中长期稳定存在，带来环境污染。因此，我们提出一种可降解耐磨塑料编织袋及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可降解耐磨塑料编织袋及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，包括以下工艺：
步骤1、可降解母粒的制备：
在氢氧化钠作用下，取酚化木质素、木质素磺酸钠、5-羟甲基糠醛混合，升温反应，得到酚醛树脂；
将制得的酚醛树脂与异佛尔酮二异氰酸酯反应，得到改性剂；利用改性剂将淀粉改性，得到改性淀粉；
将聚丁二酸丁二醇酯、改性淀粉混合，挤出，切割，得到可降解母粒；
步骤2、编织袋的制备：
将上一步骤制得的可降解母粒、聚乙烯、填料、加工助剂进行混料，利用料筒加热、螺杆挤出，形成薄膜；冷却定型，切割形成坯丝；加热牵引拉伸，冷却定型，得到扁丝；
将扁丝编织，形成筒状编织物，切割，封口，得到编织袋。
进一步的，所述编织袋由以下质量组分制得：100份聚乙烯、21～34份可降解母粒、7～17份填料、15～20份加工助剂。
进一步的，所述混料工艺为：将改性填料、助剂、可降解母粒，于110～120℃搅拌混合15～20min；加入聚乙烯继续搅拌5～10min，冷却至室温。
进一步的，所述挤出的工艺条件为：从进料到出料的温度依次为210～245℃、160～190℃、200～240℃、210～230℃、180～200℃、195～230℃。
进一步的，所述薄膜冷却定型工艺中，冷却采用30～40℃水冷进行。
进一步的，所述坯丝加热牵引工艺中，加热温度为205～210℃，扁丝的牵引速度与牵引速度的比值为0.85～0.95。
进一步的，所述坯丝冷却定型工艺中，冷辊的温度为45～55℃。
进一步的，所述可降解母粒由以下工艺制得：
(a)酚醛树脂的制备：
在密封回流条件下，取酚化木质素，加热至60～70℃，加入2/3质量组分的氢氧化钠，恒温搅拌30～40min；加入2/3质量组分的5-羟甲基糠醛，升温至85～90℃，搅拌反应45～55min；加入木质素磺酸钠、剩余质量组分的氢氧化钠，升温至90～95℃，搅拌反应60～70min；加入剩余质量组分的糠醛，升温至93～98℃，继续反应55～65min，得到酚醛树脂；
(b)改性剂的制备：
取异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡混合，升温至70～75℃，缓慢加入酚醛树脂，60min内加完，加完后反应50～60min，得到改性剂；
(c)改性淀粉的制备：
取淀粉，于100～120℃温度下，干燥12～24h；加入改性剂，升温至140～150℃，以350～500r/min的搅拌转速，搅拌反应120～160min，得到改性淀粉；
(d)可降解母粒的制备：
将聚丁二酸丁二醇酯、改性淀粉混合，置于流变仪中熔融共混8～10min，熔融温度140～145℃，流变仪转速50～60r/min，挤出，切割，得到可降解母粒。
进一步的，步骤(a)中，酚化木质素、木质素磺酸钠、5-羟甲基糠醛的质量比为(97.2～145.8):(53.5～106.9):(153.6～192)；
氢氧化钠的添加量为酚化木质素、木质素磺酸钠、5-羟甲基糠醛总质量的5～7％；
氢氧化钠以水溶液的形式加入，氢氧化钠溶液的浓度为30～40％。
进一步的，步骤(b)中，酚醛树脂、异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为10:(5.5～6.1)；
二月桂酸二丁基锡的添加量为酚醛树脂、异佛尔酮二异氰酸酯总质量的0.15～0.25％。
进一步的，步骤(c)中，淀粉、改性剂的质量比为100:(5.1～5.7)。
进一步的，步骤(d)中，聚丁二酸丁二醇酯、改性淀粉的质量比为100:(42～56)。
进一步的，所述酚化木质素由以下工艺制得：
取木质素、苯酚、氢氧化钠混合，升温至115～125℃，反应85～100min；置于去离子水中，利用盐酸调节体系pH至1.8～2.2，加入乙醚萃取，离心，洗涤，38～42℃真空干燥，得到酚化木质素。
进一步的，木质素、苯酚、氢氧化钠的质量比为100:30:(15.6～23.4)；
氢氧化钠以水溶液的形式加入，氢氧化钠溶液的浓度为30～40％；
盐酸浓度为6mol/L。
木质素：工业级，来源于济南扬海化工有限公司；
淀粉为玉米淀粉，工业级，来源于吴江市汇通化工有限公司；
聚丁二酸丁二醇酯：TH803S，熔融指数(150℃，2.16kg)为14g/10min，来源于新疆蓝山屯河聚酯有限公司。
在上述技术方案中，取聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和改性淀粉作为可降解母粒中的主要树脂成分。其中聚丁二酸丁二醇酯是一种综合性能良好的可降解材料，能够替代聚乙烯、聚丙烯等不可降解的石油高分子。但其降解速率相对较为缓慢、价格较高，限制了PBS的工业化应用。而淀粉来源广泛，价格低廉，能够完全降解，再生周期短，与PBS混合能够提高所制可降解母粒的降解速率和原料成本。但淀粉颗粒内部存在着大量氢键，使其分子间相互作用力较强，在与高分子有机物直接混合时，淀粉颗粒通常以硬质分散相的形式在高分子有机物中分布。因此，若直接将淀粉与PBS共混，所得到的复合材料在受到外力作用时，淀粉颗粒与PBS基体之间的界面容易形成应力集中，淀粉颗粒难以发生形变，会造成复合材料的断裂。而在上述复合材料应用于编织袋物料中时，会给编织袋的力学性能带来负面影响。因此，本申请对淀粉进行了改性处理，利用二异氰酸酯将酚醛树脂引入淀粉(玉米淀粉)结构中。
淀粉颗粒的表面羟基与改性剂中的剩余异氰酸酯基团反应，接枝酚醛树脂，在反应后能够大幅度提高了淀粉颗粒的疏水性能；并降低了淀粉颗粒的表面极性，减少了淀粉的团聚现象，促进其在PBS中的分散均一性。改性后的淀粉能够与PBS分子链之间形成物理缠结，相互作用得到增强，提高了淀粉与PBS之间的相容性，从而改善了所制改性淀粉与PBS所制复合材料(可降解母粒)的强度、韧性等性能。淀粉的疏水改性和与PBS相容性的改善，阻碍了淀粉表面羟基与水分子间的相互作用，抑制了水分子进入淀粉颗粒内部，减缓了淀粉的吸水现象，在一定程度上影响了细菌和水分子对复合材料的作用，造成所制复合材料降解速度的降低。
酚醛树脂由酚化木质素、木质素磺酸钠、5-羟甲基糠醛反应制得。其中酚化木质素在氢氧化钠作用下与苯酚反应，通过苯酚羟基上的电子诱导作用，木质素分子侧链α位的羟基、醚键与苯酚的邻、对位完成亲核反应，醚基团裂解，使得木质素发生降解，有助于所制可降解母粒降解速率的提高。同时木质素中的活性位点得到增加，能够提高所制酚化木质素与糠醛间的反应活性，促进体系的反应进程。
在碱催化下，将酚化木质素、木质素磺酸钠作为苯酚替代物与生物质醛类化合物糠醛反应，制备酚醛树脂，使得所制酚醛树脂具有一定可降解性能，改善所制改性淀粉的降解速率。所制酚醛树脂作为多元醇，与异佛尔酮二异氰酸酯中的一个异氰酸酯基团反应，使得所制改性剂作为多异氰酸酯与淀粉中的羟基反应，实现对淀粉的改性。
在PBS与改性淀粉共混时，能够利用其分子端部的羟基和改性淀粉中羟基、剩余异氰酸酯等官能团发生共价键、氢键交联，使得所制复合材料(可降解母粒)后具有更好的强韧性，改善聚乙烯的刚性，制得的编织袋具有更高的力学性能和耐磨性。
进一步的，所述填料为滑石粉、云母、氧化硅、氧化锌、石灰石、蒙脱土中的一种或多种混合。
进一步的，所述填料选择滑石粉，并经过改性处理，具体的改性工艺为：
取滑石粉、偶联剂KH-550，于60～68℃温度下混合25～35min；加入氯化锌，继续混合10～18min，过滤，干燥，得到改性填料。
进一步的，滑石粉、偶联剂KH-550、氯化锌的质量比为100:(3.5～5.0):(2.7～3.8)；
氯化锌以溶液的形式加入，氯化锌溶液的浓度为1.5～3.0wt％。
在上述技术方案中，利用硅烷偶联剂KH-550将滑石粉进行偶联改性，使得滑石粉表面分布有硅烷偶联剂KH-550提供的氨基，在氯化锌溶液中能够与锌离子发生络合，能够改善其在编织袋物料组分中的分散性能，提高其热稳定性能和耐磨性能。
改性填料与可降解母粒、聚乙烯等物料混合，挤出制备编织袋时，能够与可降解母粒中的羟基等官能团结合，发挥亲核作用，促进填料与可降解母粒间的交联反应，进一步提高所制编织袋的强韧性，改善其耐磨性能；且在所制编织袋降解过程中，少量的锌离子还能够促进细菌的增殖，改善其可降解能力。
进一步的，所述加工助剂为增塑剂、润滑剂、热稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂中两种及两种以上的混合物。
进一步的，所述增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或两种混合物；
所述润滑剂为油酸酰胺、固体石蜡、聚乙烯蜡中的一种；
所述热稳定剂选择热稳定剂181；
所述抗氧化剂选择抗氧剂1010、抗氧剂264的混合物，质量比为2:1；
所述紫外线吸收剂选择UV-327。
进一步的，所述加工助剂包括8.6～11.9份增塑剂、2.8～3.5份润滑剂、3.0～3.5份热稳定剂、0.3～0.5份紫外线吸收剂、0.3～0.6份抗氧化剂。
进一步的，聚乙烯为高密度聚乙烯：6098，来源于中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司；
滑石粉：粒径1250目，来源于石家庄华邦矿产品有限公司。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的可降解耐磨塑料编织袋及其制备方法，通过淀粉进行改性，进行疏水、极性改性，促进所制改性淀粉与聚丁二酸丁二醇酯间的相容；淀粉所使用的改性剂由木质素原料、生物质醛反应得到，为酚醛树脂，具备一定可降解能力，并能够改善复合材料的耐磨性和力学性能。填料经过偶联剂和氯化锌处理，在物料共混挤出阶段，促进体系交联，提高编织袋的力学性能和耐磨性能。
具体实施方式
下面将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。
木质素：工业级，来源于济南扬海化工有限公司；
淀粉为玉米淀粉，工业级，来源于吴江市汇通化工有限公司；
聚丁二酸丁二醇酯：TH803S，熔融指数(150℃，2.16kg)为14g/10min，来源于新疆蓝山屯河聚酯有限公司；
聚乙烯为高密度聚乙烯：6098，粒径2～5mm，来源于中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司；
滑石粉：粒径1250目，来源于石家庄华邦矿产品有限公司。
以下1“份”数表示50g；
实施例1：一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，包括以下工艺：
步骤1、可降解母粒的制备：
(a)酚醛树脂的制备：
取200g木质素、60g苯酚、31.2g氢氧化钠(以水溶液的形式加入，氢氧化钠溶液的浓度为30％)混合，升温至115℃，反应85min；置于去离子水中，利用6mol/L的盐酸调节体系pH至2.2，加入乙醚萃取，离心，洗涤，38℃真空干燥，得到酚化木质素；
在密封回流条件下，取97.2g酚化木质素，加热至6℃，加入11.8g的氢氧化钠(以水溶液的形式加入，氢氧化钠溶液的浓度为30％)，恒温搅拌30min；加入134.4g的5-羟甲基糠醛，升温至85℃，搅拌反应45min；加入53.5g木质素磺酸钠、5.8g的氢氧化钠，升温至90℃，搅拌反应60min；加入67.2g的糠醛，升温至93℃，继续反应55min，得到酚醛树脂；
(b)改性剂的制备：
取55g异佛尔酮二异氰酸酯、0.23g二月桂酸二丁基锡混合，升温至70℃，缓慢加入100g酚醛树脂，60min内加完，加完后反应50min，得到改性剂；
(c)改性淀粉的制备：
取1000g淀粉，于100℃温度下，干燥12h；加入51g改性剂，升温至140℃，以350r/min的搅拌转速，搅拌反应120min，得到改性淀粉；
(d)可降解母粒的制备：
将1000g聚丁二酸丁二醇酯、420g改性淀粉混合，置于流变仪中熔融共混8min，熔融温度140℃，流变仪转速50r/min，挤出，切割，得到可降解母粒；
步骤2、编织袋的制备：
取100g滑石粉、3.5g偶联剂KH-550，于60℃温度下剪切混合25min；加入2.7g氯化锌(以溶液的形式加入，氯化锌溶液的浓度为1.5wt％)，继续混合10min，过滤，干燥，得到改性填料；
将上一步骤制得的100份聚乙烯、21份可降解母粒、7份改性填料、15份加工助剂(包括8.6份增塑剂、2.8份润滑剂、3.0份热稳定剂、0.3份紫外线吸收剂、0.3份抗氧化剂)进行混料，混料工艺为：将改性填料、助剂、可降解母粒，于110℃搅拌混合15min；加入聚乙烯继续搅拌5min，冷却至室温；利用料筒加热、螺杆挤出，工艺条件为：从进料到出料的温度依次为210～245℃、160～190℃、200～240℃、210～230℃、180～200℃、195～230℃，形成薄膜；采用40℃水冷进行冷却定型，切割形成坯丝；加热牵引拉伸，工艺条件为：加热温度为205℃，扁丝的牵引速度与牵引速度的比值为0.85，55℃冷辊冷却定型，得到扁丝；
将扁丝编织，形成筒状编织物，切割，封口，得到编织袋。
增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯；润滑剂为油酸酰胺；热稳定剂选择热稳定剂181；抗氧化剂选择抗氧剂1010、抗氧剂264的混合物，质量比为2:1；紫外线吸收剂选择UV-327。
实施例2：一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，包括以下工艺：
步骤1、可降解母粒的制备：
(a)酚醛树脂的制备：
取200g木质素、60g苯酚、39g氢氧化钠(以水溶液的形式加入，氢氧化钠溶液的浓度为35％)混合，升温至120℃，反应92min；置于去离子水中，利用6mol/L的盐酸调节体系pH至2.0，加入乙醚萃取，离心，洗涤，40℃真空干燥，得到酚化木质素；
在密封回流条件下，取121.5g酚化木质素，加热至65℃，加入17.1g氢氧化钠(以水溶液的形式加入，氢氧化钠溶液的浓度为35％)，恒温搅拌35min；加入151.2g的5-羟甲基糠醛，升温至88℃，搅拌反应50min；加入80.2g木质素磺酸钠、8.6g氢氧化钠，升温至92℃，搅拌反应65min；加入75.6g的糠醛，升温至95℃，继续反应60min，得到酚醛树脂；
(b)改性剂的制备：
取58g异佛尔酮二异氰酸酯、0.32g二月桂酸二丁基锡混合，升温至72℃，缓慢加入100g酚醛树脂，60min内加完，加完后反应55min，得到改性剂；
(c)改性淀粉的制备：
取1000g淀粉，于110℃温度下，干燥18h；加入54g改性剂，升温至145℃，以420r/min的搅拌转速，搅拌反应140min，得到改性淀粉；
(d)可降解母粒的制备：
将1000g聚丁二酸丁二醇酯、490g改性淀粉混合，置于流变仪中熔融共混9min，熔融温度142℃，流变仪转速55r/min，挤出，切割，得到可降解母粒；
步骤2、编织袋的制备：
取100g滑石粉、4.2g偶联剂KH-550，于65℃温度下混合30min；加入3.2g氯化锌(以溶液的形式加入，氯化锌溶液的浓度为2.2wt％)，继续混合15min，过滤，干燥，得到改性填料；
将上一步骤制得的100份聚乙烯、27份可降解母粒、12份改性填料、18.4份加工助剂(包括11.3份增塑剂、3.1份润滑剂、3.2份热稳定剂、0.4份紫外线吸收剂、0.4份抗氧化剂)进行混料，混料工艺为：将改性填料、助剂、可降解母粒，于115℃搅拌混合18min；加入聚乙烯继续搅拌8min，冷却至室温；利用料筒加热、螺杆挤出，工艺条件为：从进料到出料的温度依次为210～245℃、160～190℃、200～240℃、210～230℃、180～200℃、195～230℃，形成薄膜；采用35℃水冷进行冷却定型，切割形成坯丝；加热牵引拉伸，工艺条件为：加热温度为208℃，扁丝的牵引速度与牵引速度的比值为0.88，50℃冷辊冷却定型，得到扁丝；
将扁丝编织，形成筒状编织物，切割，封口，得到编织袋。
增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或两种混合物；润滑剂为油酸酰胺、固体石蜡、聚乙烯蜡中的一种；热稳定剂选择热稳定剂181；抗氧化剂选择抗氧剂1010、抗氧剂264的混合物，质量比为2:1；紫外线吸收剂选择UV-327。
实施例3：一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，包括以下工艺：
步骤1、可降解母粒的制备：
(a)酚醛树脂的制备：
取200g木质素、60g苯酚、46.8g氢氧化钠(以水溶液的形式加入，氢氧化钠溶液的浓度为40％)混合，升温至125℃，反应100min；置于去离子水中，利用6mol/L的盐酸调节体系pH至1.8，加入乙醚萃取，离心，洗涤，42℃真空干燥，得到酚化木质素；
在密封回流条件下，取145.8g酚化木质素，加热至70℃，加入23.5g氢氧化钠(以水溶液的形式加入，氢氧化钠溶液的浓度为40％)，恒温搅拌40min；加入168g的5-羟甲基糠醛，升温至90℃，搅拌反应55min；加入106.9木质素磺酸钠、11.8g氢氧化钠，升温至95℃，搅拌反应70min；加入84g的糠醛，升温至98℃，继续反应65min，得到酚醛树脂；
(b)改性剂的制备：
取61g异佛尔酮二异氰酸酯、0.40g二月桂酸二丁基锡混合，升温至75℃，缓慢加入100g酚醛树脂，60min内加完，加完后反应60min，得到改性剂；
(c)改性淀粉的制备：
取1000g淀粉，于120℃温度下，干燥24h；加入57g改性剂，升温至150℃，以500r/min的搅拌转速，搅拌反应160min，得到改性淀粉；
(d)可降解母粒的制备：
将1000g聚丁二酸丁二醇酯、560g改性淀粉混合，置于流变仪中熔融共混10min，熔融温度145℃，流变仪转速60r/min，挤出，切割，得到可降解母粒；
步骤2、编织袋的制备：
取100g滑石粉、5.0g偶联剂KH-550，于68℃温度下混合35min；加入3.8g氯化锌(以溶液的形式加入，氯化锌溶液的浓度为3.0wt％)，继续混合18min，过滤，干燥，得到改性填料。
将上一步骤制得的100份聚乙烯、34份可降解母粒、17份改性填料、20份加工助剂(包括11.9份增塑剂、3.5份润滑剂、3.5份热稳定剂、0.5份紫外线吸收剂、0.6份抗氧化剂)进行混料，混料工艺为：将改性填料、助剂、可降解母粒，于120℃搅拌混合20min；加入聚乙烯继续搅拌10min，冷却至室温；利用料筒加热、螺杆挤出，工艺条件为：从进料到出料的温度依次为210～245℃、160～190℃、200～240℃、210～230℃、180～200℃、195～230℃，形成薄膜；采用30℃水冷进行冷却定型，切割形成坯丝；加热牵引拉伸，工艺条件为：加热温度为210℃，扁丝的牵引速度与牵引速度的比值为0.9，45℃冷辊冷却定型，得到扁丝；
将扁丝编织，形成筒状编织物，切割，封口，得到编织袋。
增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或两种混合物；润滑剂为油酸酰胺、固体石蜡、聚乙烯蜡中的一种；热稳定剂选择热稳定剂181；抗氧化剂选择抗氧剂1010、抗氧剂264的混合物，质量比为2:1；紫外线吸收剂选择UV-327。
对比例1：一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，填料未经过改性，步骤1与实施例1相同，步骤2、编织袋的制备：
将上一步骤制得的100份聚乙烯、27份可降解母粒、12份填料、18.4份加工助剂(包括11.3份增塑剂、3.1份润滑剂、3.2份热稳定剂、0.4份紫外线吸收剂、0.4份抗氧化剂)进行混料，混料工艺为：将改性填料、助剂、可降解母粒，于115℃搅拌混合18min；加入聚乙烯继续搅拌8min，冷却至室温；利用料筒加热、螺杆挤出，工艺条件为：从进料到出料的温度依次为210～245℃、160～190℃、200～240℃、210～230℃、180～200℃、195～230℃，形成薄膜；采用35℃水冷进行冷却定型，切割形成坯丝；加热牵引拉伸，工艺条件为：加热温度为208℃，扁丝的牵引速度与牵引速度的比值为0.88，50℃冷辊冷却定型，得到扁丝；
将扁丝编织，形成筒状编织物，切割，封口，得到编织袋。
对比例2：一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，包括以下工艺：
步骤1、可降解母粒的制备：
(a)酚醛树脂的制备：
取200g木质素、60g苯酚、31.2g氢氧化钠(以水溶液的形式加入，氢氧化钠溶液的浓度为30％)混合，升温至115℃，反应85min；置于去离子水中，利用6mol/L的盐酸调节体系pH至2.2，加入乙醚萃取，离心，洗涤，38℃真空干燥，得到酚化木质素；
在密封回流条件下，取97.2g酚化木质素，加热至6℃，加入11.8g的氢氧化钠(以水溶液的形式加入，氢氧化钠溶液的浓度为30％)，恒温搅拌30min；加入134.4g的5-羟甲基糠醛，升温至85℃，搅拌反应45min；加入24.3g酚化木质素、5.8g的氢氧化钠，升温至90℃，搅拌反应60min；加入67.2g的糠醛，升温至93℃，继续反应55min，得到酚醛树脂；
(b)改性剂的制备：
取55g异佛尔酮二异氰酸酯、0.23g二月桂酸二丁基锡混合，升温至70℃，缓慢加入100g酚醛树脂，60min内加完，加完后反应50min，得到改性剂；
(c)改性淀粉的制备：
取1000g淀粉，于100℃温度下，干燥12h；加入51g改性剂，升温至140℃，以350r/min的搅拌转速，搅拌反应120min，得到改性淀粉；
(d)可降解母粒的制备：
将1000g聚丁二酸丁二醇酯、420g改性淀粉混合，置于流变仪中熔融共混8min，熔融温度140℃，流变仪转速50r/min，挤出，切割，得到可降解母粒；
步骤2与对比例1相同，得到编织袋。
对比例3：一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，包括以下工艺：
步骤1、可降解母粒的制备：
(a)改性剂的制备：
取55g异佛尔酮二异氰酸酯、0.18g二月桂酸二丁基锡混合，升温至70℃，缓慢加入67g十八醇，60min内加完，加完后反应50min，得到改性剂；
(b)改性淀粉的制备：
取1000g淀粉，于100℃温度下，干燥12h；加入51g改性剂，升温至140℃，以350r/min的搅拌转速，搅拌反应120min，得到改性淀粉；
(c)可降解母粒的制备：
将1000g聚丁二酸丁二醇酯、420g改性淀粉混合，置于流变仪中熔融共混8min，熔融温度140℃，流变仪转速50r/min，挤出，切割，得到可降解母粒；
步骤2与对比例1相同，得到编织袋。
对比例4：一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，包括以下工艺：
步骤1、可降解母粒的制备：
(a)改性淀粉的制备：
取1000g淀粉、42g偶联剂KH-550，于100℃温度下混合10min，混合转速100r/min，得到改性淀粉；
(b)可降解母粒的制备：
将1000g聚丁二酸丁二醇酯、420g改性淀粉混合，置于流变仪中熔融共混8min，熔融温度140℃，流变仪转速50r/min，挤出，切割，得到可降解母粒；
步骤2与对比例1相同，得到编织袋。
对比例5：一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，包括以下工艺：
步骤1、可降解母粒的制备：
将1000g聚丁二酸丁二醇酯、420g淀粉混合，置于流变仪中熔融共混8min，熔融温度140℃，流变仪转速50r/min，挤出，切割，得到可降解母粒；
步骤2与对比例1相同，得到编织袋。
上述实施例中，扁丝的厚度为0.03mm，宽度为2.78mm，编织袋的编织密度为36×36根/10cm。
实验：取实施例1-3、对比例1-5中得到的编织袋，制得试样，分别对其性能进行检测并记录检测结果：
力学性能：以GB/T 8946-2013为参考标准，对编织袋试样的拉伸性能进行测试，实验温度23℃；
耐磨性能：采用摩擦磨损试验机，对编织袋试样的耐磨性能进行测试，实验载荷30kg，磨盘转速185r/min，实验时间120min；
降解性能：将编织袋试样置于自然土壤中，常温降解30d，取出利用蒸馏水洗涤，干燥至恒重，记录试样在实验前后的干燥质量，计算质量损失率，记为降解率。
| 拉力值(N/50mm) | 磨损率(％) | 降解率(％) | |
| 实施例1 | 617 | 0.46 | 12.6 |
| 实施例2 | 632 | 0.41 | 16.0 |
| 实施例3 | 641 | 0.39 | 18.7 |
| 对比例1 | 592 | 0.50 | 13.4 |
| 对比例2 | 586 | 0.52 | 11.2 |
| 对比例3 | 539 | 0.86 | 9.7 |
| 对比例4 | 517 | 1.02 | 8.3 |
| 对比例5 | 494 | 1.27 | 20.2 |
根据上表中的数据，可以清楚得到以下结论：
实施例1-3中得到的编织袋与对比例1-5中得到的编织袋形成对比，检测结果可知，
与对比例相比，实施例1-3中得到的编织袋具有更高的拉力值、降解率数据和更低的磨损率数据，这充分说明了本发明实现了对所制编织袋力学性能、耐磨性能和可降解能力的提高。
与实施例1相比，对比例1中的填料未经过改性；与对比例1相比，对比例2中酚醛树脂未添加组分木质素磺酸钠；对比例3将组分酚醛树脂替换为十八醇；对比例4中组分淀粉经过偶联改性；对比例5中可降解母粒由组分聚丁二酸丁二醇酯、淀粉制备。对比例1-5中得到的编织袋，其拉力值、磨损率和降解率的综合数据劣化，可知，本发明对编织袋组分及其工艺的设置，能够促进其力学性能、耐磨性能和可降解能力综合性能的改善。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程方法物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程方法物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改等同替换改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，其特征在于：包括以下工艺：
步骤1、可降解母粒的制备：
在氢氧化钠作用下，取酚化木质素、木质素磺酸钠、5-羟甲基糠醛混合，升温反应，得到酚醛树脂；
将制得的酚醛树脂与异佛尔酮二异氰酸酯反应，得到改性剂；利用改性剂将淀粉改性，得到改性淀粉；
将聚丁二酸丁二醇酯、改性淀粉混合，挤出，切割，得到可降解母粒；
步骤2、编织袋的制备：
将上一步骤制得的可降解母粒、聚乙烯、填料、加工助剂进行混料，利用料筒加热、螺杆挤出，形成薄膜；冷却定型，切割形成坯丝；加热牵引拉伸，冷却定型，得到扁丝；
将扁丝编织，形成筒状编织物，切割，封口，得到编织袋；
所述可降解母粒由以下工艺制得：
（a）酚醛树脂的制备：
在密封回流条件下，取酚化木质素，加热至60～70℃，加入2/3质量组分的氢氧化钠，恒温搅拌30～40min；加入2/3质量组分的5-羟甲基糠醛，升温至85～90℃，搅拌反应45～55min；加入木质素磺酸钠、剩余质量组分的氢氧化钠，升温至90～95℃，搅拌反应60～70min；加入剩余质量组分的5-羟甲基糠醛，升温至93～98℃，继续反应55～65min，得到酚醛树脂；
（b）改性剂的制备：
取异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡混合，升温至70～75℃，缓慢加入酚醛树脂，60min内加完，加完后反应50～60min，得到改性剂；
（c）改性淀粉的制备：
取淀粉，于100～120℃温度下，干燥12～24h；加入改性剂，升温至140～150℃，以350～500r/min的搅拌转速，搅拌反应120～160min，得到改性淀粉；
（d）可降解母粒的制备：
将聚丁二酸丁二醇酯、改性淀粉混合，置于流变仪中熔融共混8～10min，熔融温度140～145℃，流变仪转速50～60r/min，挤出，切割，得到可降解母粒；
所述填料为滑石粉，并经过改性处理，具体的改性工艺为：
取滑石粉、偶联剂KH-550，于60～68℃温度下混合25～35min；加入氯化锌，继续混合10～18min，过滤，干燥，得到改性填料。
2.根据权利要求1所述的一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，其特征在于：所述编织袋由以下质量组分制得：100份聚乙烯、21～34份可降解母粒、7～17份填料、15～20份加工助剂。
3.根据权利要求1所述的一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，其特征在于：所述挤出的工艺条件为：从进料到出料的温度依次为210～245℃、160～190℃、200～240℃、210～230℃、180～200℃、195～230℃。
4.根据权利要求1所述的一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，其特征在于：步骤（a）中，酚化木质素、木质素磺酸钠、5-羟甲基糠醛的质量比为（97.2～145.8）:（53.5～106.9）:（153.6～192）；步骤（b）中，酚醛树脂、异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为10:（5.5～6.1）。
5.根据权利要求1所述的一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，其特征在于：步骤（c）中，淀粉、改性剂的质量比为100:（5.1～5.7）；步骤（d）中，聚丁二酸丁二醇酯、改性淀粉的质量比为100:（42～56）。
6.根据权利要求1所述的一种可降解耐磨塑料编织袋的制备方法，其特征在于：所述滑石粉、偶联剂KH-550、氯化锌的质量比为100:（3.5～5.0）:（2.7～3.8）。
7.根据权利要求1-6任一项所述制备方法制得的一种可降解耐磨塑料编织袋。
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