一种耐热环保塑料编织袋及其制备工艺.pdf
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1、2023 年 第 33 卷 第 3 期 塑料包装 53 一、概述 编织袋,又称蛇皮袋。目前广泛应用于肥料、化工产品等物品的一种包装材料。在包装水泥、热碱、沥青等化工产品时,由于水泥、热碱以及沥青等化工产品的出库温度较高,因此用于包装的编织袋需要具有较佳的耐热效果。并且在运输过程中,编织袋之间相互摩擦,导致编织袋较易损坏,不易被二次利用后。目前的塑料编织袋,在包装化工产品时,存在耐热不佳以及耐磨效果不佳的问题,较易发生破损进而被丢掉,既浪费资源又污染环境。为了改善塑料编织袋既浪费资源又污染环境的缺陷,本文介绍了一种耐热环保塑料编织袋及其制备工艺。二、技术方案 一种耐热环保塑料编织袋,包括基材层和
2、涂膜层,所述基材层含量物质包括:聚丙烯 70-90%;荧光增白剂 0.5-1%;群青 0.5-1%;改性填料 3-5%;碳酸钙填充母料余量。所述改性填料包括氧化铝或滑石粉,所述氧化铝为经硅烷偶联剂改性处理的氧化铝,所述硅烷偶联剂选自 KH550、KH560 或 KH590 中的任意一种;所述滑石粉为经 OTES 偶联剂处理的滑石粉,所述滑石粉的粒径为 3000-3500 目。首先,本技术方案中优选采用氧化铝作为改性填料,氧化铝添加至聚丙烯中,由于自身优良的力学效果以及热稳定性,不仅改善聚丙烯的力学强度,还可改善聚丙烯的耐热效果,协同提高编织袋的使用寿命以及使用次数。本技术方案中优选采用硅烷偶联
3、剂 KH550、KH560 或 KH590 对氧化铝进行改性处理,在氧化铝基体上形成了 Si-O-Al 键,使得氧化铝获得了较佳的疏水效果,阻碍了氧化铝颗粒之间团聚,使得氧化铝可均匀分散于基材层中。同时,接枝于氧化铝表面的烷基片段,可增强氧化铝与聚丙烯之间的相互作用,改善了聚丙烯的力学强度,并且聚丙烯内可进行均匀的热扩散和热传导,进一步改善了编织袋的耐热效果。其次,本技术方案中优选采用滑石粉作为改性填料,适宜粒径的滑石粉为片状结构,并且对塑料大分子具有取向,因此能够有效提高聚丙烯 塑编专栏 一种耐热环保塑料编织袋及其制备工艺 王仁龙 整理 摘 要:本文介绍了一种耐热环保塑料编织袋及其制备工艺。
4、一种耐热环保塑料编织袋,包括基材层和涂膜层,所述基材层包括以下含量物质:聚丙烯 70-90%;荧光增白剂 0.5-1%;群青 0.5-1%;改性填料 3-5%;碳酸钙填充母料余量;所述改性填料包括氧化铝或滑石粉,所述氧化铝为经硅烷偶联剂改性处理的氧化铝,所述硅烷偶联剂选自 KH550、KH560 或 KH590 中的任意一种;所述滑石粉为经 OTES 偶联剂处理的滑石粉,所述滑石粉的粒径为 3000-3500 目;本技术的塑料编织袋该组合物可用于水泥、沥青等化工产品的包装,其具有高耐热、可降解、耐磨的优点。关键词:编织袋 耐热 环保 可降解 54 塑料包装 2023 年 第 33 卷 第 3
5、期 的力学强度。通过 OTES 偶联剂对滑石粉进行改性处理,通过在滑石粉上接枝有长链硅烷基团,在改善滑石粉团聚的同时,改善滑石粉与聚丙烯之间的结合效果,滑石粉可均匀分散于聚丙烯中形成片层连续结构,不仅改善聚丙烯的耐热效果,还能提高聚丙烯的力学强度。所述改性填料还包括茶粉,所述茶粉由废弃茶叶干燥研磨后制得,所述茶粉为经界面剂界面改性的茶粉,所述界面改性剂包括马来酸酐和异氰酸苯酯。本技术方案中采用在聚丙烯中添加茶粉,对废弃茶叶进行二次利用,茶叶中含有较多的木质素、半纤维素、纤维素等,并且具有活性较佳的茶多酚的等物质,并且能够适当提高聚丙烯的抗紫外效果以及抗菌性,延缓了编织袋的老化速度,即便在废弃后
6、,聚丙烯中的茶粉也较易被分解,能够在一定程度上提高聚丙烯的降解速度。采用界面改性剂对茶粉进行改性,通过羟基反应或氢键形成,在茶粉上接枝极性马来酸酐基团,有效提高了茶粉的分散效果以及茶粉与聚丙烯之间的相容性以及结合强度,因此茶粉的加入稳定改善了聚丙烯的力学强度。所述茶粉为耐热茶粉,所述耐热茶粉的制备方法包括以下步骤:取茶粉进行干燥至绝干,加入氢氧化钠溶液,搅拌混合,加入液溴和过氧化氢溶液,持续反应,异丙醇中沉淀,洗涤,干燥,粉碎,得到耐热茶粉。本技术方案中优选采用液溴对茶粉进行改性,茶粉中含有较多的木质素,木质素为含有苯环的三维网络状多酚化合物,含有醚键、双键等多种化学连接键以及活性基团,因此液
7、溴对茶粉改性后,茶粉中的木质素发生苯环的溴化反应,侧链的亲电置换反应,在木质素苯环的 1、5、6位引入溴,形成末端活性基团。溴基团的引入,能够提高茶粉的热稳定性,进而改善编织袋的耐热效果,也就是说,赋予编织袋优良的耐热效果以及力学性能。所述改性填料还包括降解材料,所述降解材料包括壳核材料,所述壳核材料包括内核材料和外壳材料,所述内核材料选自鞘氨醇杆菌或铜绿假单胞菌。本技术方案中优选采用在聚丙烯中添加壳核材料,并采用鞘氨醇杆菌或铜绿假单胞菌作为内核材料,鞘氨醇杆菌或铜绿假单胞菌均为好氧菌,将其包覆于外壳材料内,使得鞘氨醇杆菌或铜绿假单胞菌处于休眠状态,当编织袋发生破碎时,外壳材料发生破裂,促使鞘
8、氨醇杆菌或铜绿假单胞菌暴露在空气中并复苏,进而能够对聚丙烯进行降解,缩短聚丙烯在环境中的残留时间,改善了编织袋的环保效果。所述外壳材料包括海藻酸钠或明胶,所述外壳材料还包括响应粒子,所述响应粒子选自PMMS 乳胶粒或聚丙烯酰胺。本技术方案中优选采用明胶或海藻酸钠作为外壳材料,能够将内核材料稳定包裹在外壳内,隔绝氧气,使得编织袋在使用过程中能够维持较佳的力学效果以及耐热性能。在外壳材料中增加响应粒子,聚丙烯酰胺能够与海藻酸钠配合发生交联反应,形成互穿的网络结构,对 pH 具有良好的响应性,也就是说,在处理废弃的编织袋时,能够通过酸碱溶液促使外壳材料发生溶胀并破裂,释放内核材料,使内核材料对聚丙烯
9、进行降解,降低废弃聚丙烯对环境的污染。PMMS 乳胶粒具有较佳的 pH 响应性,添加至外壳材料后,能够与明胶相复合,形成交联的网络结构,在编织袋破损后,不仅能够释放内核材料,还可吸收部分空气中的水分,为内核材料提供复苏材料,加速聚丙烯的降解速度,降低聚丙烯对环境的污染。所述降解材料还包括聚乳酸和秸秆纤维。本技术方案中在聚丙烯中添加聚乳酸和秸秆纤维,秸秆纤维的线性结构,能够在聚丙烯中形成缠结的牵拉结构,以提高聚丙烯的力学强度。聚乳酸不仅能够对秸秆纤维进行浸润包裹,还能够通过团聚颗粒的颗粒增强作用,提高聚丙烯的力学强度。并且,聚乳酸和秸秆纤维均为可降解2023 年 第 33 卷 第 3 期 塑料包
10、装 55 材料,有利于编织袋进行降解。其次,聚乳酸和秸秆纤维也可为内核材料提供碳源,加速废弃编织袋的降解速度。所述涂膜层的原料包括硅烷偶联剂、仲丁醇铝和正硅酸乙酯;且所述基材层为经高锰酸钾预处理的基材层。仲丁醇铝和正硅酸乙酯经水解缩合后可形成纳米二氧化硅和氧化铝,硅烷偶联剂的加入,可作为连接桥梁,在涂膜层中形成相互交联的网络结构,使得涂膜层能够在基材层上形成致密且耐磨的层结构;氧化铝粒子的加入可进一步提高编织袋的耐热效果。并且交联的网络中存在氨基以及未脱水的羟基,能够与基材层之间相互连接,使得基材层与涂膜层之间的结合较为稳定,因此编织袋获得了长效且持久的耐磨效果。并且涂膜层的设置,能够覆盖基材
11、层上的微凸体,通过氧化铝粒子以及二氧化硅粒子的配合,不仅提高编织袋的表面平整度,还能有效降低基体层上的微凸起的掉落,即降低磨粒磨损,稳定提高编织袋的耐磨效果。并且,本技术方案中对基材层进行预处理,预处理后在基材层表面引入了 COO-、CO-、-OH等官能团,提高了基材层的表面极性,提高了基材层的润湿性能,也就是说,提高了基材层与涂膜层之间的结合牢固性,涂膜层稳定起到耐磨、耐热的作用。所述涂膜层的原料还包括 PMMS 乳胶粒。本技术方案中在涂膜层中添加 PMMS 乳胶粒,PMMS 乳胶粒具有较佳的 pH 响应性,添加至涂膜层中后,能够与基材层中的改性填料相结合,进一步提高涂膜层与基材层之间结合效
12、果的同时,还能赋予涂膜层较佳的 pH 响应效果,对废弃编织袋进行处理时,可通过酸碱溶液进行处理,使得涂膜层和基材层共同发生响应,加速编织袋的降解速率,降低编织袋对环境的污染。所述基材层为经电晕处理的基材层。本技术方案中采用对基材层进行电晕处理,高压电场作用下,电子流对基材层进行冲击,提高了薄膜表面的粗糙度,并且部分高分子链断裂,产生自由基以及不饱和中心,提高基材层表面含氧量以及润湿效果,提高基材层与涂膜层之间的结合牢固性,并且能够改善编织袋上标识印刷的清晰度。本技术还介绍了一种耐热环保塑料编织袋的制备工艺,包括以下步骤:取聚丙烯、荧光增白剂、群青、填充母料和改性填料,搅拌,烘干,在 260-3
13、00下进行塑化,进行拉膜处理,定型,收卷,圆织,涂覆涂膜层,干燥,制得编织袋。三、有益效果 1.由于本技术采用氧化铝作为改性填料,通过自身高强度以及热稳定性,以改善基材层的力学强度以及耐热效果;通过硅烷偶联剂对氧化铝进行改性处理,在氧化铝基体上形成了 Si-O-Al键,阻碍了氧化铝颗粒之间团聚,氧化铝可均匀分散于基材层中。同时,接枝于氧化铝表面的烷基片段,能够增强氧化铝与聚丙烯之间的相互作用,改善了聚丙烯的力学强度,使聚丙烯内进行均匀的热扩散和热传导,进一步改善了编织袋的耐热效果。滑石粉作为改性填料,适宜粒径的滑石粉为片状结构,并且对塑料大分子具有取向,因此能够有效提高聚丙烯的力学强度。而通过
14、OTES 偶联剂对滑石粉进行改性处理,通过在滑石粉上接枝有长链硅烷基团,在改善滑石粉团聚的同时,改善滑石粉与聚丙烯之间的结合效果,滑石粉可均匀分散于聚丙烯中形成片层连续结构,不仅改善聚丙烯的耐热效果,还能提高聚丙烯的力学强度。2.本技术中优选采用在聚丙烯中添加茶粉,对废弃茶叶进行二次利用,可提高聚丙烯的抗紫外效果以及抗菌性,延缓了编织袋的老化速度。在编织袋废弃后,聚丙烯中的茶粉也较易被分解,能够在一定程度上提高聚丙烯的降解速度。通过羟基反应或氢键形成,在茶粉上接枝极性马来酸酐基团,有效提高了茶粉的分散效果以及茶粉与聚丙烯之间的相容性以及结合强度,因此茶粉的加入稳定改善了聚丙烯的力学强度。3.本
15、技术中优选采用在聚丙烯中添加壳核56 塑料包装 2023 年 第 33 卷 第 3 期 材料,并采用鞘氨醇杆菌或铜绿假单胞菌作为内核材料,鞘氨醇杆菌或铜绿假单胞菌均为好氧菌,将其包覆于外壳材料内,使得鞘氨醇杆菌或铜绿假单胞菌处于休眠状态,当编织袋发生破碎时,外壳材料发生破裂,促使鞘氨醇杆菌或铜绿假单胞菌暴露在空气中并复苏,进而能够对聚丙烯进行降解,缩短聚丙烯在环境中的残留时间,改善了编织袋的环保效果。4.本技术中优选采用在基材层上负载涂膜层,仲丁醇铝和正硅酸乙酯经水解缩合后形成纳米二氧化硅和氧化铝,硅烷偶联剂的加入,作为连接桥梁,进而在涂膜层中形成相互交联的网络结构,使得涂膜层能够在基材层上形
16、成致密且耐磨的层结构,并且氧化铝粒子的加入可进一步提高编织袋的耐热效果。交联网络中存在氨基以及未脱水的羟基,能够与基材层之间相互连接,使得基材层与涂膜层之间的结合较为稳定,因此编织袋获得了长效且持久的耐磨效果。并且涂膜层的设置,能够覆盖基材层上的微凸体,通过氧化铝粒子以及二氧化硅粒子的配合,不仅提高编织袋的表面平整度,还能有效降低基体层上的微凸起的掉落,即降低磨粒磨损,稳定提高编织袋的耐磨效果。四、具体实施方式 1.制备例 1.1 改性氧化铝制备例 制备例 1 取 1kg 氧化铝置于 120干燥 2h,取出,加入 3kg 无水乙醇,超声分散 10min,乙酸调节 pH至 5,加入 0.03kg
17、 硅烷偶联剂 KH590,超声分散30min,80下水浴搅拌 6h,经离心、保留固体物、洗涤、烘干,制得改性氧化铝。制备例 2 取粒径为 3000 目的滑石粉,作为滑石粉 1。制备例 3 取 1kg 滑石粉 1,于 150下烘干 2h,得到干燥滑石粉,将 0.03kg 偶联剂 OTES 置于 3kg 无水乙醇中,超声分散,得到混合液,将混合液和干燥滑石粉共同置于高速混合机中,高速混合,离心,保留固体物,洗涤,干燥,得到滑石粉 2。1.2 茶粉制备例 制备例 4 取废茶叶,去离子水洗去杂质,风干,研磨,过筛,保留 120 m 的茶粉。将异氰酸酯溶剂于丙酮中,配置得到 1%的界面溶液,将 0.1k
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- 一种 耐热 环保 塑料 编织袋 及其 制备 工艺
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