(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 105254979 A (43)申请公布日 2016.01.20
(21)申请号 201510774398.9(22)申请日 2015.11.14
(71)申请人李康
地址610000 四川省成都市温江区同兴东路
88号丽晶港19栋1702号(72)发明人李康(51)Int.Cl.
C08L 23/06(2006.01)C08L 97/02(2006.01)C08L 3/04(2006.01)C08L 29/04(2006.01)C08L 5/08(2006.01)C08L 1/28(2006.01)C08K 3/38(2006.01)C08K 5/053(2006.01)C08K 5/21(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页
(54)发明名称
一种可降解改性聚乙烯塑料的制备方法(57)摘要
本发明公开了一种可降解改性聚乙烯塑料的制备方法，属于塑料领域，尤其涉及一种可降解改性聚乙烯塑料的制备方法。主要是通过在高压条件下，利用改性淀粉与木质纤维来制备改性聚乙烯，再将其添加至双醛淀粉、聚乙烯醇、壳聚糖和羧甲基纤维素钠的混合物中，在高温条件下制备获得可降解改性聚乙烯塑料。本发明利用高压条件下，改性淀粉与木质纤维的协同作用，提高改性聚乙烯的可降解性能；利用聚乙烯醇、壳聚糖与改性聚乙烯的协同作用提高聚乙烯塑料的可降解和耐水性能。 C N 1 0 5 2 5 4 9 7 9 A CN 105254979 A
权 利 要 求 书
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1.一种可降解改性聚乙烯塑料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
第1步、改性聚乙烯的制备：按重量份计，将聚乙烯24～36份、硼砂13～28份、尿素12～30份、甘油2～13份、木质纤维15～27份和改性淀粉12～26份加入体积分数为10%～35%的乙醇水溶液中，其中乙醇水溶液为23～48份；在温度为55℃～78℃、pH为8.5～10的条件下搅拌均匀制得糊状；将糊状混合物加入高压反应釜中，在2.7～4.3MPa条件下反应35～50分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯；
第2步、可降解改性聚乙烯塑料的制备：按重量份计，将双醛淀粉12～23份、聚乙烯醇13～21份、壳聚糖9～18份和羧甲基纤维素钠8～22份加入反应釜中，在88℃～143℃密封条件下反应30～65分钟；将改性聚乙烯23～39份加入高位槽中，高位槽的温度维持为85℃～132℃，同时将反应釜的温度维持在90℃～126℃；开始滴加高位槽中的改性聚乙烯，2.5～4小时滴完，滴加时高位槽和反应釜的温度维持不变，滴加结束后将反应釜的温度升高至157℃～176℃后保温1～2小时，即可制得可降解改性聚乙烯塑料。
2.根据权利要求1所述的一种可降解改性聚乙烯塑料的制备方法，其特征在于，所述第1步中按重量份计，将聚乙烯28～32份、硼砂16～25份、尿素17～27份、甘油7～11份、木质纤维19～23份和改性淀粉17～23份加入体积分数为18%～32%的乙醇水溶液中，其中乙醇水溶液为32～44份；在温度为67℃～76℃、pH为8.8～9.5的条件下搅拌均匀制得糊状；将糊状混合物加入高压反应釜中，在3.3～4.1MPa条件下反应40～50分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯。
3.根据权利要求1或2所述的一种可降解改性聚乙烯塑料的制备方法，其特征在于，所述第1步中按重量份计，将聚乙烯30份、硼砂21份、尿素22份、甘油9份、木质纤维22份和改性淀粉21份加入体积分数为29%的乙醇水溶液中，其中乙醇水溶液为39份；在温度为72℃、pH为9.2的条件下搅拌均匀制得糊状；将糊状混合物加入高压反应釜中，在3.9MPa条件下反应47分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种可降解改性聚乙烯塑料的制备方法，其特征在于，所述第2步中按重量份计，将双醛淀粉16～21份、聚乙烯醇17～20份、壳聚糖11～16份和羧甲基纤维素钠12～19份加入反应釜中，在105℃～132℃密封条件下反应38～60分钟；将改性聚乙烯28～34份加入高位槽中，高位槽的温度维持为108℃～125℃，同时将反应釜的温度维持在102℃～123℃；开始滴加高位槽中的改性聚乙烯，3～3.8小时滴完，滴加时高位槽和反应釜的温度维持不变，滴加结束后将反应釜的温度升高至163℃～172℃后保温1～2小时，即可制得可降解改性聚乙烯塑料。
5.根据权利要求1或4所述的一种可降解改性聚乙烯塑料的制备方法，其特征在于，所述第2步中按重量份计，将双醛淀粉19份、聚乙烯醇18份、壳聚糖14份和羧甲基纤维素钠17份加入反应釜中，在128℃密封条件下反应46分钟；将改性聚乙烯31份加入高位槽中，高位槽的温度维持为116℃，同时将反应釜的温度维持在113℃；开始滴加高位槽中的改性聚乙烯，3.1小时滴完，滴加时高位槽和反应釜的温度维持不变，滴加结束后将反应釜的温度升高至167℃后保温1.5小时，即可制得可降解改性聚乙烯塑料。
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CN 105254979 A
说 明 书
一种可降解改性聚乙烯塑料的制备方法
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[0001]
技术领域
[0002] [0003]
本发明属于塑料领域，尤其涉及一种可降解改性聚乙烯塑料的制备方法。
背景技术
随着社会经济的发展以及科学技术的进步，人们环境保护的意识越来越高，塑料废弃物所造成的白色污染问题也越来越受到重视，因此，具有生物降解能力的材料成为时代发展的需要。聚乙烯醇具有极好的透明性和和光泽性，是非带电性材料，并且具有较大的拉伸强度和撕裂强度，良好的耐油性、气体阻隔性、热合性与粘接性等优点，尤其是生物降解性受到了高度重视。但是聚乙烯醇耐水性能差，不能满足人们的需要。实验通过使用复合改性剂对聚乙烯醇进行增速改性，提高其力学性能，同时克服聚乙烯醇膜脆而硬、水溶性大的缺点，制作包装新材料，逐步替代塑料产品。
[0004] [0005]
发明内容
本发明解决的技术问题：为了获得一种易降解，耐水性好的聚乙烯塑料，本发明提供了一种可降解改性聚乙烯塑料的制备方法。[0007] 技术方案：一种可降解改性聚乙烯塑料的制备方法，包含以下步骤：
第1步、改性聚乙烯的制备：按重量份计，将聚乙烯24～36份、硼砂13～28份、尿素12～30份、甘油2～13份、木质纤维15～27份和改性淀粉12～26份加入体积分数为10%～35%的乙醇水溶液中，其中乙醇水溶液为23～48份；在温度为55℃～78℃、pH为8.5～10的条件下搅拌均匀制得糊状；将糊状混合物加入高压反应釜中，在2.7～4.3MPa条件下反应35～50分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯；
第2步、可降解改性聚乙烯塑料的制备：按重量份计，将双醛淀粉12～23份、聚乙烯醇13～21份、壳聚糖9～18份和羧甲基纤维素钠8～22份加入反应釜中，在88℃～143℃密封条件下反应30～65分钟；将改性聚乙烯23～39份加入高位槽中，高位槽的温度维持为85℃～132℃，同时将反应釜的温度维持在90℃～126℃；开始滴加高位槽中的改性聚乙烯，2.5～4小时滴完，滴加时高位槽和反应釜的温度维持不变，滴加结束后将反应釜的温度升高至157℃～176℃后保温1～2小时，即可制得可降解改性聚乙烯塑料。[0008] 优选的，所述第1步中按重量份计，将聚乙烯28～32份、硼砂16～25份、尿素17～27份、甘油7～11份、木质纤维19～23份和改性淀粉17～23份加入体积分数为18%～32%的乙醇水溶液中，其中乙醇水溶液为32～44份；在温度为67℃～76℃、pH为8.8～9.5的条件下搅拌均匀制得糊状；将糊状混合物加入高压反应釜中，在3.3～4.1MPa条件下反应40～50分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯。
[0006]
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CN 105254979 A[0009]
说 明 书
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优选的，所述第1步中按重量份计，将聚乙烯30份、硼砂21份、尿素22份、甘油9份、木质纤维22份和改性淀粉21份加入体积分数为29%的乙醇水溶液中，其中乙醇水溶液为39份；在温度为72℃、pH为9.2的条件下搅拌均匀制得糊状；将糊状混合物加入高压反应釜中，在3.9MPa条件下反应47分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯。[0010] 优选的，所述第2步中按重量份计，将双醛淀粉16～21份、聚乙烯醇17～20份、壳聚糖11～16份和羧甲基纤维素钠12～19份加入反应釜中，在105℃～132℃密封条件下反应38～60分钟；将改性聚乙烯28～34份加入高位槽中，高位槽的温度维持为108℃～125℃，同时将反应釜的温度维持在102℃～123℃；开始滴加高位槽中的改性聚乙烯，3～3.8小时滴完，滴加时高位槽和反应釜的温度维持不变，滴加结束后将反应釜的温度升高至163℃～172℃后保温1～2小时，即可制得可降解改性聚乙烯塑料。[0011] 优选的，所述第2步中按重量份计，将双醛淀粉19份、聚乙烯醇18份、壳聚糖14份和羧甲基纤维素钠17份加入反应釜中，在128℃密封条件下反应46分钟；将改性聚乙烯31份加入高位槽中，高位槽的温度维持为116℃，同时将反应釜的温度维持在113℃；开始滴加高位槽中的改性聚乙烯，3.1小时滴完，滴加时高位槽和反应釜的温度维持不变，滴加结束后将反应釜的温度升高至167℃后保温1.5小时，即可制得可降解改性聚乙烯塑料。[0012] 有益效果：（1）利用高压条件下，改性淀粉与木质纤维的协同作用，提高改性聚乙烯的可降解性能；（2）利用聚乙烯醇、壳聚糖与改性聚乙烯的协同作用提高聚乙烯塑料的可降解和耐水性能。
[0013]
具体实施方式[0014] 实施例1
第1步、改性聚乙烯的制备：按重量份计，将聚乙烯24份、硼砂13份、尿素12份、甘油2份、木质纤维15份和改性淀粉12份加入体积分数为10%的乙醇水溶液中，其中乙醇水溶液为23份；在温度为55℃、pH为8.5的条件下搅拌均匀制得糊状；将糊状混合物加入高压反应釜中，在2.7MPa条件下反应35分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯；
第2步、可降解改性聚乙烯塑料的制备：按重量份计，将双醛淀粉12份、聚乙烯醇13份、壳聚糖9份和羧甲基纤维素钠8份加入反应釜中，在88℃密封条件下反应30分钟；将改性聚乙烯23份加入高位槽中，高位槽的温度维持为85℃，同时将反应釜的温度维持在90℃；开始滴加高位槽中的改性聚乙烯，2.5小时滴完，滴加时高位槽和反应釜的温度维持不变，滴加结束后将反应釜的温度升高至157℃后保温1小时，即可制得可降解改性聚乙烯塑料。
[0015]
实施例2第1步、改性聚乙烯的制备：按重量份计，将聚乙烯30份、硼砂21份、尿素22份、甘油9份、木质纤维22份和改性淀粉21份加入体积分数为29%的乙醇水溶液中，其中乙醇水溶液为39份；在温度为72℃、pH为9.2的条件下搅拌均匀制得糊状；将糊状混合物加入高压反应釜中，在3.9MPa条件下反应47分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯。[0016] 第2步、可降解改性聚乙烯塑料的制备：按重量份计，将双醛淀粉19份、聚乙烯醇
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说 明 书
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18份、壳聚糖14份和羧甲基纤维素钠17份加入反应釜中，在128℃密封条件下反应46分钟；将改性聚乙烯31份加入高位槽中，高位槽的温度维持为116℃，同时将反应釜的温度维持在113℃；开始滴加高位槽中的改性聚乙烯，3.1小时滴完，滴加时高位槽和反应釜的温度维持不变，滴加结束后将反应釜的温度升高至167℃后保温1.5小时，即可制得可降解改性聚乙烯塑料。
[0017]
实施例3第1步、改性聚乙烯的制备：按重量份计，将聚乙烯36份、硼砂28份、尿素30份、甘油13份、木质纤维27份和改性淀粉26份加入体积分数为35%的乙醇水溶液中，其中乙醇水溶液为48份；在温度为78℃、pH为10的条件下搅拌均匀制得糊状；将糊状混合物加入高压反应釜中，在4.3MPa条件下反应50分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯；
第2步、可降解改性聚乙烯塑料的制备：按重量份计，将双醛淀粉23份、聚乙烯醇21份、壳聚糖18份和羧甲基纤维素钠22份加入反应釜中，在143℃密封条件下反应65分钟；将改性聚乙烯39份加入高位槽中，高位槽的温度维持为132℃，同时将反应釜的温度维持在126℃；开始滴加高位槽中的改性聚乙烯，4小时滴完，滴加时高位槽和反应釜的温度维持不变，滴加结束后将反应釜的温度升高至176℃后保温2小时，即可制得可降解改性聚乙烯塑料。
[0018]
对照例1
与实施例2的区别在于，在第1步中制备改性聚乙烯时，未加入木质纤维和改性淀粉。[0019] 第1步、改性聚乙烯的制备：按重量份计，将聚乙烯30份、硼砂21份、尿素22份、甘油9份加入体积分数为29%的乙醇水溶液中，其中乙醇水溶液为39份；在温度为72℃、pH为9.2的条件下搅拌均匀制得糊状；将糊状混合物加入高压反应釜中，在3.9MPa条件下反应47分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯。[0020] 第2步、可降解改性聚乙烯塑料的制备：按重量份计，将双醛淀粉19份、聚乙烯醇18份、壳聚糖14份和羧甲基纤维素钠17份加入反应釜中，在128℃密封条件下反应46分钟；将改性聚乙烯31份加入高位槽中，高位槽的温度维持为116℃，同时将反应釜的温度维持在113℃；开始滴加高位槽中的改性聚乙烯，3.1小时滴完，滴加时高位槽和反应釜的温度维持不变，滴加结束后将反应釜的温度升高至167℃后保温1.5小时，即可制得可降解改性聚乙烯塑料。
[0021]
对照例2
与实施例2的区别在于，在第2步制备可降解改性聚乙烯塑料时未加入聚乙烯醇与壳聚糖。
[0022] 第1步、改性聚乙烯的制备：按重量份计，将聚乙烯30份、硼砂21份、尿素22份、甘油9份、木质纤维22份和改性淀粉21份加入体积分数为29%的乙醇水溶液中，其中乙醇水溶液为39份；在温度为72℃、pH为9.2的条件下搅拌均匀制得糊状；将糊状混合物加入高压反应釜中，在3.9MPa条件下反应47分钟，反应结束后即可制得改性聚乙烯。[0023] 第2步、可降解改性聚乙烯塑料的制备：按重量份计，将双醛淀粉19份和羧甲基纤
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维素钠17份加入反应釜中，在128℃密封条件下反应46分钟；将改性聚乙烯31份加入高位槽中，高位槽的温度维持为116℃，同时将反应釜的温度维持在113℃；开始滴加高位槽中的改性聚乙烯，3.1小时滴完，滴加时高位槽和反应釜的温度维持不变，滴加结束后将反应釜的温度升高至167℃后保温1.5小时，即可制得可降解改性聚乙烯塑料。
[0024]
将上述实施例和对照例制备得到的可降解改性聚乙烯塑料进行检测，检测温度为80℃，其中，降解率的检测是采用堆肥法，具体结果如表1所示：
表1 实施例1～3与对照例1～2制备获得的可降解改性聚乙烯塑料性能检测
实施例1实施例2实施例3对照例1对照例2
最大伸长率/%324.7412.3376.2402.3392.5
拉伸强度/（N/mm2）断裂强度/（N/mm2）拉力强度/（N/mm2）耐水性2.43.49.1强4.14.312.4强3.83.710.2强3.74.111.3强3.93.911.1差
150天降解率/%
8897924551
从表1中可见，在改性聚乙烯的制备过程中，木质纤维和改性淀粉的加入能够大幅提高材料的可降解性能；此外，将改性聚乙烯用作制备可降解改性聚乙烯塑料的主要成分时，聚乙烯醇与壳聚糖的加入能够进一步提高塑料的可降解性能及耐水性。
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