王仁龍 整理

一、概述

塑料編織袋按主要材料構(gòu)成為聚丙烯袋、聚乙烯袋。其主要生產(chǎn)工藝是利用塑料原料經(jīng)擠出薄膜、切割、單向拉伸為扁絲，經(jīng)過(guò)經(jīng)緯編織得到產(chǎn)品，一般稱(chēng)為編織袋。塑料編織袋按縫制方法分為縫底袋、縫邊底袋。目前廣泛應(yīng)用于肥料、化工產(chǎn)品等物品的包裝材料。

為了響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，提高產(chǎn)品的環(huán)保能力，需要減少塑料編織袋內(nèi)的塑料成分用量，同時(shí)添加可降解的物質(zhì)，便于被丟棄到自然環(huán)境內(nèi)的塑料編織袋的降解，但是可降解材料，如木粉，添加到塑料編織袋的原材料內(nèi)后，編織袋的力學(xué)性能會(huì)發(fā)生顯著的下降，導(dǎo)致編織袋容易破裂，且耐撕扯的能力較差。

本文介紹了一種利用改性聚丙烯制備的高性能塑料編織袋，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過(guò)對(duì)聚丙烯原料進(jìn)行改性，對(duì)編織袋的生產(chǎn)原料進(jìn)行改進(jìn)，提高了添加木粉后的編織袋的力學(xué)性能。

二、技術(shù)方案

一種利用改性聚丙烯制備的高性能塑料編織袋，由以下重量份的原料制備而成：改性聚丙烯顆粒70-80份、硅烷偶聯(lián)劑3-5份、活化木粉10-20份、抗氧劑1-2份、潤(rùn)滑劑2-4份、增韌劑2-3份，制備方法包括以下步驟：將改性聚丙烯顆粒70-80份、硅烷偶聯(lián)劑3-5份、活化木粉10-20份、抗氧劑1-2份、潤(rùn)滑劑2-4份、增容劑2-3份置于離心攪拌機(jī)中100-120℃攪拌10-30 min，然后送入扁絲拉絲機(jī)，扁絲拉絲機(jī)的塑化溫度為210-240℃，塑化完畢后擠出，冷卻至35℃以下，經(jīng)刀片切割成胚絲，將胚絲加熱軟化，然后牽引拉伸成扁絲；接著將扁絲按50-60根/100mm經(jīng)緯密編織，然后以縫合針距為5-10針/mm進(jìn)行縫合，編織成高性能塑料編織袋。

所述的改性聚丙烯顆粒的制備方法包括以下步驟：首先，將聚丙烯顆粒浸入30-50℃的堿性溶液中浸泡30-40 min，撈出水洗，得到堿化聚丙烯顆粒，然后將堿化聚丙烯顆粒與氨基硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性反應(yīng)，得到改性聚丙烯顆粒。

所述的活化木粉的制備方法為：將干燥的木粉放入含有催化劑、乙二醇、碳納米管、丙烯酸的水溶液中浸漬1-3 h，然后取出加熱，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到活化木粉。

所述的催化劑、乙二醇、碳納米管、丙烯酸和水的質(zhì)量比為1:3-5:5:30-50:70。

所述的催化劑為過(guò)硫酸鉀。

所述的增韌劑使用以下重量份的原料制備而成：丙烯酸酯接枝苯乙烯30-40份、聚乙二醇8-15份、氯化銨1-3份。

所述的增韌劑的制備方法包括以下步驟：將聚乙二醇溶解于水中，形成5-8wt%的水溶液，然后加入丙烯酸酯接枝苯乙烯攪拌混合均勻，加熱至50-70℃，然后加入氯化銨，攪拌反應(yīng)8-10 h，過(guò)濾、烘干，得到增韌劑。在增韌劑的制備過(guò)程中，氯化銨起催化作用，能夠催化聚乙二醇和丙烯酸酯接枝苯乙烯中的活性雙鍵與羥基發(fā)生縮酮反應(yīng)，使聚乙二醇結(jié)合在丙烯酸酯接枝苯乙烯的表面。

三、有益效果

1.本技術(shù)通過(guò)使用堿液對(duì)聚丙烯顆粒的表面進(jìn)行處理，使聚丙烯顆粒的表面得到活化，形成大量的羥基官能團(tuán)，使聚丙烯顆粒能夠與氨基硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)，在聚丙烯顆粒的表面形成大量的羥基和氨基，使改性聚丙烯顆粒在制備塑料編織袋的過(guò)程中，聚丙烯攜帶的羥基和氨基能夠促進(jìn)其與活化木粉的相容性，使該塑料編織袋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到提高，避免了木粉與聚丙烯混合制備的材料容易出現(xiàn)裂紋和斷裂的問(wèn)題。

2.本技術(shù)通過(guò)浸漬法，使用乙二醇、碳納米管、丙烯酸對(duì)木粉進(jìn)行活化，使木粉能夠有效的吸收乙二醇和丙烯酸，使聚合反應(yīng)后的木粉內(nèi)部的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到了提升，同時(shí)木粉的表面形成大量的含氧官能團(tuán)和包覆的碳納米管，能夠與硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，提高了木粉與聚丙烯基體的結(jié)合強(qiáng)度，提高了編織袋的力學(xué)性能。

3.本技術(shù)的增韌劑通過(guò)使用聚乙二醇與丙烯酸酯接枝苯乙烯進(jìn)行反應(yīng)，在氯化銨的催化作用下，使聚乙二醇與丙烯酸酯接枝苯乙烯進(jìn)行結(jié)合，使丙烯酸酯接枝苯乙烯的表面形成了大量的含氧官能團(tuán)（醚基、酯基），使增韌劑在聚丙烯的基體內(nèi)能與木粉和聚丙烯基體產(chǎn)生強(qiáng)電子吸引作用，提高了編織袋的強(qiáng)度。

四、具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

將聚丙烯顆粒浸入40℃10wt%的氫氧化鈉堿性溶液中浸泡40 min，撈出水洗，得到堿化聚丙烯顆粒，然后將100 kg堿化聚丙烯顆粒與25 kg氨基硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性反應(yīng)，得到改性聚丙烯顆粒。

將干燥的木粉放入含有催化劑過(guò)硫酸鉀、乙二醇、碳納米管、丙烯酸的水溶液中浸漬1 h，其中，催化劑過(guò)硫酸鉀、乙二醇、碳納米管、丙烯酸和水的質(zhì)量比為1:3-5:5:30-50:70，然后取出加熱，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到活化木粉。

將聚乙二醇8 kg溶解于水中，形成5wt%的水溶液，然后加入30 kg丙烯酸酯接枝苯乙烯攪拌混合均勻，加熱至60℃，然后加入1 kg氯化銨，攪拌反應(yīng)8 h，過(guò)濾、烘干，得到增韌劑。

將改性聚丙烯顆粒70 kg、硅烷偶聯(lián)劑3 kg、活化木粉10 kg、抗氧劑1 kg、潤(rùn)滑劑2 kg、增容劑2 kg置于離心攪拌機(jī)中110℃攪拌10 min，然后送入扁絲拉絲機(jī)，扁絲拉絲機(jī)的塑化溫度為220℃，塑化完畢后擠出，冷卻至25℃，經(jīng)刀片切割成胚絲，將胚絲加熱軟化，然后牽引拉伸成扁絲，牽引拉伸成扁絲的速度為200 m/min，拉伸倍數(shù)為6倍；接著將扁絲按60根/100mm經(jīng)緯密編織，然后以縫合針距為10針/mm進(jìn)行縫合，編織成高性能塑料編織袋。

實(shí)施例2

將聚丙烯顆粒浸入50℃10wt%的氫氧化鈉堿性溶液中浸泡30 min，撈出水洗，得到堿化聚丙烯顆粒，然后將100 kg堿化聚丙烯顆粒與25 kg氨基硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性反應(yīng)，得到改性聚丙烯顆粒。

將干燥的木粉放入含有催化劑過(guò)硫酸鉀、乙二醇、碳納米管、丙烯酸的水溶液中浸漬2 h，其中，催化劑過(guò)硫酸鉀、乙二醇、碳納米管、丙烯酸和水的質(zhì)量比為1:3-5:5:30-50:70，然后取出加熱，進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到活化木粉。

將聚乙二醇12 kg溶解于水中，形成8wt%的水溶液，然后加入40 kg丙烯酸酯接枝苯乙烯攪拌混合均勻，加熱至70℃，然后加入3 kg氯化銨，攪拌反應(yīng)10 h，過(guò)濾、烘干，得到增韌劑。

將改性聚丙烯顆粒80 kg、硅烷偶聯(lián)劑4 kg、活化木粉20 kg、抗氧劑2 kg、潤(rùn)滑劑4 kg、增容劑3 kg置于離心攪拌機(jī)中120℃攪拌30 min，然后送入扁絲拉絲機(jī)，扁絲拉絲機(jī)的塑化溫度為240℃，塑化完畢后擠出，冷卻至25℃，經(jīng)刀片切割成胚絲，將胚絲加熱軟化，然后牽引拉伸成扁絲，牽引拉伸成扁絲的速度為200 m/min，拉伸倍數(shù)為5.8倍；接著將扁絲按60根/100mm經(jīng)緯密編織，然后以縫合針距為10針/mm進(jìn)行縫合，編織成高性能塑料編織袋。

對(duì)比例1

與實(shí)施例1的區(qū)別在于，將生產(chǎn)編織袋的改性聚丙烯顆粒替換為等質(zhì)量的聚丙烯顆粒。

對(duì)比例2

與實(shí)施例1的區(qū)別在于，將生產(chǎn)編織袋的活 化木粉替換為等質(zhì)量的木粉。

對(duì)比例3

與實(shí)施例1的區(qū)別在于，將生產(chǎn)編織袋的增韌劑替換為等質(zhì)量的丙烯酸酯接枝苯乙烯。

將實(shí)施例1-2和對(duì)比例1-3中的編織袋根據(jù)GB/T8946中方法，測(cè)試力學(xué)性能，結(jié)果如下表。

由以上數(shù)據(jù)可知，本技術(shù)的高性能塑料編織袋通過(guò)使用改性聚丙烯，使聚丙烯與活化木粉的結(jié)合強(qiáng)度的到了顯著的提升提高了編織袋的力學(xué)性能，而增韌劑有效的提高了編織袋的強(qiáng)度，使該編織袋避免了縫邊和縫底容易破裂的問(wèn)題。

本技術(shù)專(zhuān)利信息：

申請(qǐng)?zhí)枺篊N202110286768.X

申請(qǐng)日：2021.03.17

公開(kāi)（公告）號(hào)：CN113045835A

公開(kāi)（公告）日：2021.06.29

IPC分類(lèi)號(hào)：C08L23/36；C08L97/02；C08L87/00； C08K3/04

實(shí)施例1 實(shí)施例2 對(duì)比例1 對(duì)比例2 對(duì)比例3 經(jīng)向拉斷力N/50mm 634647435461549 緯向拉斷力N/50mm 596605418438510 縫邊向拉斷力N/50mm 348347314438510 縫底向拉斷力N/50mm 328330284263245