一種增強塑料編織袋用材料

王仁龍 整理

一、概述

塑料編織袋，以聚乙烯或聚丙烯為主要材料，廣泛運用于水泥、農(nóng)產(chǎn)品、米面、旅游運輸和日常生活用品等的包裝。

等規(guī)聚丙烯是典型的多晶型半結(jié)晶性聚合物，其常見晶型有單斜(α)，三方(β)，三斜(γ)以及四方或雙四方(e)，其中穩(wěn)定性最好的α晶型和處于亞穩(wěn)態(tài)的β晶型工業(yè)和經(jīng)濟價值較大。等規(guī)聚丙烯中最常見也是穩(wěn)定性最好的晶型是α晶型，但α晶型聚丙烯具有抗沖擊強度低的問題。同時，在以聚丙烯為樹脂基體的編織袋的生產(chǎn)中，很多編織袋廠家為降低成本在編織袋中會加入碳酸鈣填料，常見的編織袋用扁絲的厚度為 25-30 μ m，而常用的400目碳酸鈣顆粒的粒徑比較大，達到 38 μ m，即使是 800目的超細碳酸鈣粉，粒徑也能達到15 μ m。隨著碳酸鈣粒子的增多，樹脂基體內(nèi)容易產(chǎn)生結(jié)晶缺陷，導(dǎo)致材料的拉伸強度降低。本文介紹一種增強塑料編織袋用材料，其具有拉伸強度高、韌性好的優(yōu)點。

二、技術(shù)方案

一種增強塑料編織袋用材料，包括如下重量份的原料：等規(guī)聚丙烯：100份；低密度聚乙烯：18-30份；二硫化鉬：3.2-5.4份；抗氧劑：0.8-1.2份；紫外光吸收劑：2-4份；滑石粉：6-12份；庚二酸：0.01-0.2份；硬脂酸鹽：0.4-1.2份；碳酸鈣晶須：2-10份；硬脂酸鹽包括硬脂酸鈣。

本技術(shù)的一種材料包括如下重量份的原料：等規(guī)聚丙烯 100份、低密度聚乙烯：18-24份；二硫化鉬：3.2-5.4份；抗氧劑：0.8-1.2份；紫外光吸收劑：2-4份；滑石粉：6-12份；庚二酸：0.02-0.08份；硬脂酸鹽：0.4-0.8份；碳酸鈣晶須：4-6份；硬脂酸鹽包括硬脂酸鈣。

本技術(shù)的一種材料包括如下重量份的原料：等規(guī)聚丙烯：100份；低密度聚乙烯：24份；二硫化鉬：4.5份；抗氧劑：1.0份；紫外光吸收劑：2.5份；滑石粉：10份；庚二酸：0.05份；硬脂酸鹽：0.8份；碳酸鈣晶須：6份；硬脂酸鹽包括硬脂酸鈣。

硬脂酸鹽還包括硬脂酸鎂、硬脂酸鈉和硬脂酸鋅中的一種或幾種。硬脂酸鹽為硬脂酸鈣和硬脂酸鋅的1:7復(fù)配物。

實驗證明，當硬脂酸鹽為硬脂酸鈣與硬脂酸鋅的1:7復(fù)配時，具有最好的拉伸強度，同時還具有良好的韌性。

滑石粉在使用前經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑進行活化處理，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基-三乙氧基硅氧烷、正丙烯基-三甲氧基硅氧烷、正丁烯基-三乙氧基硅氧烷中的一種。

硅烷偶聯(lián)劑為單體硅化合物，分子式結(jié)構(gòu)的一端含易水解的烷氧基，能夠與滑石粉表面的羥基鍵合。另一端的不飽和雙鍵能與同樣含有雙鍵的丙烯酸反應(yīng)。從而提高滑石粉與丙烯/丙烯酸共聚物基體的相容性?；蹫槎S層狀材料，上述硅烷偶聯(lián)劑的基團為線性集團，能夠在滑石粉的表面上上緊密排布，從而使滑石粉的表面處理均勻性更好。

碳酸鈣晶須的直徑為4-6 μ m，長度為50-65 μ m。

滑石粉的目數(shù)為2500-3000目。

隨著滑石粉目數(shù)的增加，材料韌性能夠明顯提高，同時拉伸強度也提高，表明滑石粉目數(shù)的增加有利于提高材料的力學(xué)性能，因此選用超細的2500-3000目滑石粉作為填充劑。

一種增強塑料編織袋用材料采用如下方法制備得到：

S1：取配方量的庚二酸、硬脂酸鹽和碳酸鈣晶須，首先將庚二酸溶于乙醇，將乙醇逐漸滴加至硬脂酸鹽和碳酸鈣晶須的混合固體中，邊滴加邊攪拌；在40-50℃的條件下攪拌至干燥，備用；

S2：滑石粉的表面活化：將硅烷偶聯(lián)劑配置成質(zhì)量濃度為1.2%-1.5%的乙醇溶液，滴加至滑石粉中，滴加完成后，在 40-50℃的條件下繼續(xù)攪拌6-8 h后轉(zhuǎn)入100℃的真空干燥箱干燥2h，干燥后取出，研磨備用；

S3：取配方量的等規(guī)聚丙烯、低密度聚乙烯、二硫化鉬、抗氧劑、紫外光吸收劑、經(jīng)步驟 S2處理的滑石粉、經(jīng)步驟 S1處理的庚二酸、硬脂酸鹽和碳酸鈣晶須混合物，混合均勻后，200-220℃條件下擠出成膜；

S4：拉伸取向，并將薄膜裁剪成一定寬度的胚絲，拉成扁絲備用。

將庚二酸、硬脂酸鹽和碳酸鈣晶須首先進行混合，庚二酸與硬脂酸鈣生成的庚二酸鈣可以負載在碳酸鈣晶須上，在后續(xù)的混合過程中可以隨碳酸鈣晶須進行良好地分散，有利于將庚二酸均勻分散。同時庚二酸鈣具有對碳酸鈣晶須進行表面改性的作用，有利于提高碳酸鈣晶須與樹脂基體的相容性。

三、有益效果

本技術(shù)采用等規(guī)聚丙烯作為樹脂基體，以庚二酸和硬脂酸鈣反應(yīng)生成的庚二酸鈣作為β-成核劑，使得等規(guī)聚丙烯主要以β晶型存在，具有提高強度的效果，同時本技術(shù)優(yōu)選了庚二酸的添加量以及硬脂酸鹽中硬脂酸鈣的含量，使得制備得到的材料具有優(yōu)異的拉伸強度。同時，本技術(shù)以碳酸鈣晶須替代碳酸鈣顆粒作為填充劑，具有很好的增強增韌的效果。其增韌原理是：當試樣內(nèi)部宏觀裂紋前端或微裂紋發(fā)展到含有晶須的微區(qū)時，必須將其拔出或折斷才能繼續(xù)擴展，所以基體內(nèi)的晶須有阻止裂紋擴展，加速能量逸散的作用，并因此達到增韌的目的。輕質(zhì)碳酸鈣的顆粒為紡錘形或四方體，不能在裂紋發(fā)展過程中形成類似的結(jié)構(gòu)。其增強原理是：一維的碳酸鈣晶須在拉伸過程中沿拉伸方向取向，從而有利于提高拉伸方向上的強度。因此，制備得到的材料在具有優(yōu)良的拉伸強度的同時又具有良好的韌性。

四、具體實施方式

實施例 1-5：一種增強塑料編織袋用材料，采用如下方法制備得到：

S1：取配方量的庚二酸、硬脂酸鹽和碳酸鈣晶須，首先將庚二酸溶于乙醇，將乙醇逐漸滴加至硬脂酸鹽和碳酸鈣晶須的混合固體中，邊滴加邊攪拌；在40-50℃的條件下攪拌至干燥，備用；

S2：滑石粉的表面活化：將硅烷偶聯(lián)劑配置成質(zhì)量濃度為1.2%-1.5%的乙醇溶液，滴加至滑石粉中，滴加完成后，在 40-50℃的條件下繼續(xù)攪拌6-8h后轉(zhuǎn)入100℃的真空干燥箱干燥2 h，干燥后取出，研磨備用；

S3：取配方量的等規(guī)聚丙烯、低密度聚乙烯、二硫化鉬、抗氧劑、紫外光吸收劑、經(jīng)步驟 S2處理的滑石粉、經(jīng)步驟 S1處理的庚二酸、硬脂酸鹽和碳酸鈣晶須混合物，混合均勻后，200-220℃條件下擠出成膜；

S4：拉伸取向，并將薄膜裁剪成一定寬度的胚絲，拉成扁絲備用。

其中，硬脂酸鹽為硬脂酸鈣和硬脂酸鋅的1:7復(fù)配物；滑石粉的目數(shù)為3000目；碳酸鈣晶須的直徑為 4-6 μ m，長度為 50-65 μ m；硅烷偶聯(lián)劑為正丙烯基-三甲氧基硅氧烷；抗氧劑為抗氧劑1010；紫外光吸收劑為UV-9。

表1 實施例1-5的組分和含量表

表2 實施例1、實施例6-14的組分和含量表

實施例6-14：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，其各組分的配比不同，各組分的配比參見表2。

實施例15：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，硬脂酸鹽為硬脂酸鈣與硬脂酸鋅的1:1復(fù)配物。

實施例16：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，硬脂酸鹽為硬脂酸鈣與硬脂酸鋅的1:3復(fù)配物。

實施例17：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，硬脂酸鹽為硬脂酸鈣與硬脂酸鋅的1:5復(fù)配物。

實施例18：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，硬脂酸鹽為硬脂酸鈣與硬脂酸鋅的1:9復(fù)配物。

實施例19：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，硬脂酸鹽為硬脂酸鈣。

實施例20：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，硬脂酸鹽為硬脂酸鈣與硬脂酸鎂的1:9復(fù)配物。

實施例21：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，用γ―(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷替代正丙烯基-三甲氧基硅氧烷。

實施例22：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，用乙烯基-三乙氧基硅氧烷替代正丙烯基-三甲氧基硅氧烷。

實施例23：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，用正丁烯基-三乙氧基硅氧烷替代正丙烯基-三甲氧基硅氧烷。

實施例24：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，滑石粉的目數(shù)為1000目。

實施例25：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，滑石粉的目數(shù)為2000目。

實施例28：一種增強塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，滑石粉的目數(shù)為2500目。

性能表征部分：本技術(shù)實施例的性能表征如下所述，為了表征和對比本技術(shù)實施例的性能，制備了以下對比例作為對照樣。

對比例 1：一種塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，不添加庚二酸。

對比例 2：一種塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，硬脂酸鹽為硬脂酸鋅。

對比例 3：一種塑料編織袋用材料，與實施例1的區(qū)別在于，硬脂酸鹽為硬脂酸鈉。

性能測試結(jié)果如表3所示。

試驗結(jié)果：

在河道整治過程中最重要的目的是使得人與自然和諧發(fā)展，以這個目的為前提就要求整個河道整治工作既要維護生態(tài)平衡，又要注意生態(tài)環(huán)境的發(fā)展對人類環(huán)境的影響。自然與人類和諧相處才是最合適、最實用的河道整治方案。以往的河整治工程主要是以防洪工程為主要工作，這種不考慮多方面因素的單一工程，自然會導(dǎo)致部分水域的生態(tài)環(huán)境急轉(zhuǎn)幾下，產(chǎn)生很多問題。隨著人類環(huán)境意識的提高，防洪工程措施的改進上明顯有了環(huán)境保護意識。防洪工程建設(shè)不僅要有創(chuàng)意、安全性、注意建造質(zhì)量，同時還要將治水方案考慮進去。

1） 對比實施例 1、實施例 6-9的試驗結(jié)果可知，隨著碳酸鈣晶須的添加量的增大，斷裂伸長率和拉伸強度均出現(xiàn)先增大后減小的過程，當配方為實施例1時，在均有優(yōu)良的拉伸強度的同時，還具有良好的韌性。

表3 性能測試結(jié)果

2） 對比實施例 1、實施例 10-14的試驗結(jié)果可知，隨著庚二酸添加量的增加，斷裂伸長率首先出現(xiàn)急劇減小的趨勢，當庚二酸的添加量增加到一定程度以后(0.08份)，斷裂伸長率不再明顯減??；同時，隨著庚二酸添加量的增加，拉伸強度首先出現(xiàn)急劇增大的趨勢，當庚二酸的添加量增加到一定程度以后(0.08份)，拉伸強度不再明顯減小。當配方為實施例1時，制備得到的材料具有優(yōu)異的拉伸強度，同時韌性良好，并且不至于導(dǎo)致材料的浪費。

3） 對比實施例 1、實施例 15-20以及對比例2-3的試驗結(jié)果可知，硬脂酸鈣對提高材料的拉伸強度具有關(guān)鍵性的作用，并且還伴隨一定的提高材料韌性的效果。

4） 對比實施例1和對比例1的試驗結(jié)果可知，庚二酸對提高材料的拉伸強度具有關(guān)鍵性的作用，并且還伴隨一定的提高材料韌性的效果。