[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度易降解改性聚乙烯薄膜及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810109064.3
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108456352A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧文秀;鄒路易;孫余憑;方波;何志毅;周小蘭;滕躍
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L51/06;C08L67/04;C08L3/08;C08K13/06;C08K9/10;C08K3/22;C08K7/14;C08K3/32;C08K5/092;C08J5/18
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時(shí)旭丹;張仕婷

一種高強(qiáng)度易降解改性聚乙烯薄膜及其制備方法，屬于易降解改性聚乙烯薄膜技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明配方包括聚乙烯、超高分子量聚乙烯、玻璃纖維、親水改性聚脲包覆的納米氧化銅模擬酶、磷酸八鈣、納米氧化鋅、N，N?亞甲基雙丙烯酰胺、三乙烯四胺、環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑、聚乙烯基醚、沒食子酸丙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝辛烯乙烯共聚物、馬來酸酐、聚乳酸、羧甲基淀粉、檸檬酸和增塑劑；通過對聚乙烯、納米粉體進(jìn)行綠色低能耗的相容性、親水性、增強(qiáng)增韌、光催化和熱氧化促進(jìn)改性，通過一步冷磨改性和多次熔融共擠進(jìn)一步改性的技術(shù)手段，制備改性聚乙烯，所得改性聚乙烯具有同步增強(qiáng)的力學(xué)性能和良好的降解性能，工藝簡單、成本低廉、易于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度易降解改性聚乙烯薄膜及其制備方法，屬于易降解改性聚乙烯薄膜技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

塑料包括由碳、氫、氧組成的合成和半合成的高分子，因其易得、高強(qiáng)度、輕質(zhì)、韌性而廣為使用，由此產(chǎn)生的廢棄物的量也非常巨大。塑料的隨意廢棄導(dǎo)致了嚴(yán)重的水源和土壤污染。其中聚乙烯廣泛用于制作塑料袋、牛奶容器、飲料瓶、食品包裝膜、玩具和灌溉水管等，為最常見的固體廢棄物，約占總塑料袋產(chǎn)量的60%。聚乙烯由于其分子量大、且疏水和無生物可降解的官能團(tuán)，不易降解，可在自然環(huán)境中穩(wěn)定存在相當(dāng)長的時(shí)間。因此，無限制地隨意廢棄會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染?；厥帐且环N解決塑料廢棄物污染環(huán)境的方法，目前，塑料回收中的主要問題是難以和其他可降解的固體廢棄物分離，其次是回收產(chǎn)品性能達(dá)不到要求，應(yīng)用范圍有限，導(dǎo)致回收產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不明顯；焚燒處理則會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問題。目前由天然可降解高分子材料生產(chǎn)的塑料，存在的問題為成本高、強(qiáng)度不夠，因此開發(fā)低成本、力學(xué)性能和降解性能均衡的新型塑料產(chǎn)品，是解決塑料污染的最好的辦法。

一般而言，可降解的高分子結(jié)構(gòu)中要有含氧官能團(tuán)，以利于微生物的消化降解；其次，要具有一定的親水性、熱敏感度和合理的結(jié)構(gòu)孔隙度，以利于水蒸氣、氧氣和光的進(jìn)入，從而易于引發(fā)親水降解、熱降解、光催化降解和氧化降解，使高分子結(jié)構(gòu)降解為大量含氧、親水的小分子片段，從而形成適宜微生物生長的微環(huán)境，通過微生物的消化作用，完全轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。

固相力化學(xué)反應(yīng)，是利用機(jī)械能誘發(fā)材料組織、結(jié)構(gòu)和性能的變化繼而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來制備新材料或?qū)Σ牧线M(jìn)行表面改性處理的一種技術(shù)。固相力化學(xué)反應(yīng)，無溶劑、清潔無污染、低能高效。利用固相應(yīng)力場的作用，可以誘導(dǎo)引發(fā)常規(guī)化學(xué)方法難以或無法進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，制備一般化學(xué)方法和加工手段不能得到的具有特殊性能的材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服上述不足之處，提供一種高強(qiáng)度易降解改性聚乙烯薄膜及其制備方法，其對聚乙烯、納米粉體進(jìn)行綠色低能耗的相容性、親水性、增強(qiáng)增韌、光催化和熱氧化促進(jìn)改性，通過一步冷磨改性和多次熔融共擠進(jìn)一步改性的技術(shù)手段，使得改性聚乙烯具有同步增強(qiáng)的力學(xué)性能和良好的降解性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案，一種高強(qiáng)度易降解改性聚乙烯薄膜及其制備方法，可通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：以聚乙烯為高分子基體，通過添加少量超高分子量聚乙烯和玻璃纖維，提高強(qiáng)度；添加親水改性聚脲包覆的納米氧化銅模擬酶和磷酸八鈣進(jìn)行多孔改性和提供生物酶降解活性及微生物營養(yǎng)促進(jìn)作用；納米氧化鋅填料起增強(qiáng)改性作用和可見光降解促進(jìn)作用；N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、三乙烯四胺和環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑共同起到適度的網(wǎng)狀交聯(lián)親水改性的作用，同時(shí)氨基和環(huán)氧基可提高熱氧化降解性；聚乙烯基醚和沒食子酸丙酯起反應(yīng)性光解促進(jìn)劑的作用；甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝辛烯乙烯共聚物和馬來酸酐接枝聚乳酸起交聯(lián)增韌劑和應(yīng)力釋放劑的作用；羧甲基淀粉和檸檬酸提供路易斯酸催化作用和生物降解性；乙酰檸檬酸三正丁酯和新戊基多元醇多元酯混合物作為增塑劑；通過一步冷磨改性和多次熔融共擠進(jìn)一步改性的技術(shù)手段，制得高強(qiáng)度易降解改性聚乙烯薄膜，具有同步增強(qiáng)的力學(xué)性能和良好的降解性能。