一种壳聚糖/腰果酚复合改性的聚乙烯包装材料的制备方法与流程

文档序号:12299396阅读:293来源:国知局

技术领域
:本发明涉及塑料包装领域,具体的涉及一种壳聚糖/腰果酚复合改性的聚乙烯包装材料的制备方法。
背景技术
::聚乙烯是目前世界上最重要的通用塑料,也是合成树脂中产量最大、应用最广泛的高分子材料。它是通过乙烯发生加成聚合反应而成的。在工业上,聚乙烯也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法加工,无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂,且不发生溶胀,电绝缘性能优良,因而广泛应用于王业、农业及日常生活用品等领域,主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆等,其中在包装材料上的应用最为广泛。随着全球经济的发展和科技的进步,人们的生活水平不断地提高,人们对包装材料的性能有了越来越高的要求,例如包装材料的抗菌性能、耐高低温性能、可生物降解等性能。因此,为了进一步扩大聚乙烯材料在包装材料领域的应用,制备一种性能更为优异的聚乙烯包装材料是关键。技术实现要素::本发明的目的是针对现有技术的不足,提供了一种壳聚糖/腰果酚复合改性的聚乙烯包装材料的制备方法,该制备方法操作简单,制得的包装材料机械性能优异,抗菌性能好,可生物降解。为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种壳聚糖/腰果酚复合改性的聚乙烯包装材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将壳聚糖溶于醋酸溶液中,搅拌18h,得到壳聚糖溶液;向壳聚糖溶液中加入琥珀酰胺酸,并滴加三乙胺,95℃、1000r/min的搅拌下回流反应10h,反应结束后冷却至室温,110℃下干燥,得到壳聚糖-琥珀酰胺酸;(2)将腰果酚依次进行环氧化和氨基化,得到氨基化腰果酚;(3)将壳聚糖-琥珀酰胺酸溶于醋酸钠-醋酸溶液中,得到壳聚糖-琥珀酰胺酸溶液,然后加入氨基化腰果酚,混合均匀后升温至70℃,向反应体系中加入hobt,恒温下回流5h,回流结束后冷却至室温,100℃下干燥,制得壳聚糖/腰果酚复合材料;(4)将壳聚糖/腰果酚复合材料和无水乙醇混合,在300w功率下超声分散20min,得到壳聚糖/腰果酚复合材料的分散液;将n-异丙基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺溶于水,并和壳聚糖/腰果酚复合材料的分散液混合,搅拌均匀后转移至三口烧瓶中,向三后烧瓶中依次加入偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮,搅拌30min,最后升温至70℃,氮气保护下反应20h,反应结束后冷却至室温,过滤,固体分别用去离子水、无水乙醇洗涤3次,真空干燥,制得改性壳聚糖/腰果酚复合材料;(5)将制得的改性壳聚糖/腰果酚复合材料和聚乙烯在高速混匀剂中混合均匀,然后依次加入防老化剂、增塑剂、稳定剂,继续捏合5min,得到混合物;(6)将上述制得的混合物由双螺杆挤出成型机吹膜,制得聚乙烯包装材料。作为上述技术方案的优选,步骤(1)中,所述壳聚糖、醋酸、琥珀酰胺酸、三乙胺的质量比为1g:40g:(0.4-0.7)g:0.05g。作为上述技术方案的优选,步骤(3)中,壳聚糖-琥珀酰胺酸、氨基化腰果酚、hobt的质量比为0.85g:1.2g:0.03g。作为上述技术方案的优选,步骤(4)中,壳聚糖/腰果酚复合材料、n-异丙基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮的质量比为5:(2-3):(0.5-0.8):1。作为上述技术方案的优选,步骤(4)中,所述n-异丙基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺的摩尔比为1:1。作为上述技术方案的优选,步骤(5)中,改性壳聚糖/腰果酚复合材料、聚乙烯、防老化剂、增塑剂、稳定剂的用量比以重量份计分别为:改性壳聚糖/腰果酚复合材料10份、聚乙烯80-100份、防老化剂1-5份、增塑剂4份、稳定剂3-6份。作为上述技术方案的优选,步骤(5)中,所述防老化剂为6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉。作为上述技术方案的优选,步骤(5)中,所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。作为上述技术方案的优选,步骤(5)中,所述稳定剂为脂肪酸钠。本发明具有以下有益效果:本发明采用腰果酚和壳聚糖复合对聚乙烯材料进行改性,但是腰果酚、壳聚糖分子中还有大量的活性基团以及亲水基团,加入到聚乙烯包装材料中会降低包装材料阻水性,所以本发明在壳聚糖表面上接枝有琥珀酰胺酸,然后腰果酚依次经过环氧化、氨基化制得氨基化腰果酚;最后在壳聚糖表面通过酰胺键接枝腰果酚,制得壳聚糖/腰果酚复合材料,最后在n-异丙基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺聚合的过程中加入壳聚糖/腰果酚复合材料,聚合生成的聚(n-异丙基丙烯酰胺-co-亚甲基双丙烯酰胺)包覆在壳聚糖/腰果酚复合材料表面,形成核壳结构,有效改善了壳聚糖/腰果酚复合材料的疏水性能,且能很好的分散在聚乙烯基体材料中。本发明制得的包装材料机械性能好,稳定性佳,具有一定的抗菌性能。具体实施方式:为了更好的理解本发明,下面通过实施例对本发明进一步说明,实施例只用于解释本发明,不会对本发明构成任何的限定。实施例1一种壳聚糖/腰果酚复合改性的聚乙烯包装材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将壳聚糖溶于醋酸溶液中,搅拌18h,得到壳聚糖溶液;向壳聚糖溶液中加入琥珀酰胺酸,并滴加三乙胺,95℃、1000r/min的搅拌下回流反应10h,反应结束后冷却至室温,110℃下干燥,得到壳聚糖-琥珀酰胺酸;其中,壳聚糖、醋酸、琥珀酰胺酸、三乙胺的质量比为1g:40g:0.4g:0.05g;(2)将腰果酚依次进行环氧化和氨基化,得到氨基化腰果酚;(3)将壳聚糖-琥珀酰胺酸溶于醋酸钠-醋酸溶液中,得到壳聚糖-琥珀酰胺酸溶液,然后加入氨基化腰果酚,混合均匀后升温至70℃,向反应体系中加入hobt,恒温下回流5h,回流结束后冷却至室温,100℃下干燥,制得壳聚糖/腰果酚复合材料;其中,壳聚糖-琥珀酰胺酸、氨基化腰果酚、hobt的质量比为0.85g:1.2g:0.03g;(4)将壳聚糖/腰果酚复合材料和无水乙醇混合,在300w功率下超声分散20min,得到壳聚糖/腰果酚复合材料的分散液;将n-异丙基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺溶于水,并和壳聚糖/腰果酚复合材料的分散液混合,搅拌均匀后转移至三口烧瓶中,向三后烧瓶中依次加入偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮,搅拌30min,最后升温至70℃,氮气保护下反应20h,反应结束后冷却至室温,过滤,固体分别用去离子水、无水乙醇洗涤3次,真空干燥,制得改性壳聚糖/腰果酚复合材料;其中,壳聚糖/腰果酚复合材料、n-异丙基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮的质量比为5:2:0.5:1;(5)将制得的10份改性壳聚糖/腰果酚复合材料和80份聚乙烯在高速混匀剂中混合均匀,然后依次加入1份防老化剂、4份增塑剂、3份稳定剂,继续捏合5min,得到混合物;(6)将上述制得的混合物由双螺杆挤出成型机吹膜,制得聚乙烯包装材料。实施例2一种壳聚糖/腰果酚复合改性的聚乙烯包装材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将壳聚糖溶于醋酸溶液中,搅拌18h,得到壳聚糖溶液;向壳聚糖溶液中加入琥珀酰胺酸,并滴加三乙胺,95℃、1000r/min的搅拌下回流反应10h,反应结束后冷却至室温,110℃下干燥,得到壳聚糖-琥珀酰胺酸;其中,壳聚糖、醋酸、琥珀酰胺酸、三乙胺的质量比为1g:40g:0.7g:0.05g;(2)将腰果酚依次进行环氧化和氨基化,得到氨基化腰果酚;(3)将壳聚糖-琥珀酰胺酸溶于醋酸钠-醋酸溶液中,得到壳聚糖-琥珀酰胺酸溶液,然后加入氨基化腰果酚,混合均匀后升温至70℃,向反应体系中加入hobt,恒温下回流5h,回流结束后冷却至室温,100℃下干燥,制得壳聚糖/腰果酚复合材料;其中,壳聚糖-琥珀酰胺酸、氨基化腰果酚、hobt的质量比为0.85g:1.2g:0.03g;(4)将壳聚糖/腰果酚复合材料和无水乙醇混合,在300w功率下超声分散20min,得到壳聚糖/腰果酚复合材料的分散液;将n-异丙基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺溶于水,并和壳聚糖/腰果酚复合材料的分散液混合,搅拌均匀后转移至三口烧瓶中,向三后烧瓶中依次加入偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮,搅拌30min,最后升温至70℃,氮气保护下反应20h,反应结束后冷却至室温,过滤,固体分别用去离子水、无水乙醇洗涤3次,真空干燥,制得改性壳聚糖/腰果酚复合材料;其中,壳聚糖/腰果酚复合材料、n-异丙基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮的质量比为5:3:0.5:1;(5)将制得的10份改性壳聚糖/腰果酚复合材料和100份聚乙烯在高速混匀剂中混合均匀,然后依次加入5份防老化剂、4份增塑剂、6份稳定剂,继续捏合5min,得到混合物;(6)将上述制得的混合物由双螺杆挤出成型机吹膜,制得聚乙烯包装材料。实施例3一种壳聚糖/腰果酚复合改性的聚乙烯包装材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将壳聚糖溶于醋酸溶液中,搅拌18h,得到壳聚糖溶液;向壳聚糖溶液中加入琥珀酰胺酸,并滴加三乙胺,95℃、1000r/min的搅拌下回流反应10h,反应结束后冷却至室温,110℃下干燥,得到壳聚糖-琥珀酰胺酸;其中,壳聚糖、醋酸、琥珀酰胺酸、三乙胺的质量比为1g:40g:0.5g:0.05g;(2)将腰果酚依次进行环氧化和氨基化,得到氨基化腰果酚;(3)将壳聚糖-琥珀酰胺酸溶于醋酸钠-醋酸溶液中,得到壳聚糖-琥珀酰胺酸溶液,然后加入氨基化腰果酚,混合均匀后升温至70℃,向反应体系中加入hobt,恒温下回流5h,回流结束后冷却至室温,100℃下干燥,制得壳聚糖/腰果酚复合材料;其中,壳聚糖-琥珀酰胺酸、氨基化腰果酚、hobt的质量比为0.85g:1.2g:0.03g;(4)将壳聚糖/腰果酚复合材料和无水乙醇混合,在300w功率下超声分散20min,得到壳聚糖/腰果酚复合材料的分散液;将n-异丙基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺溶于水,并和壳聚糖/腰果酚复合材料的分散液混合,搅拌均匀后转移至三口烧瓶中,向三后烧瓶中依次加入偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮,搅拌30min,最后升温至70℃,氮气保护下反应20h,反应结束后冷却至室温,过滤,固体分别用去离子水、无水乙醇洗涤3次,真空干燥,制得改性壳聚糖/腰果酚复合材料;其中,壳聚糖/腰果酚复合材料、n-异丙基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮的质量比为5:2:0.6:1;(5)将制得的10份改性壳聚糖/腰果酚复合材料和85份聚乙烯在高速混匀剂中混合均匀,然后依次加入2份防老化剂、4份增塑剂、4份稳定剂,继续捏合5min,得到混合物;(6)将上述制得的混合物由双螺杆挤出成型机吹膜,制得聚乙烯包装材料。实施例4一种壳聚糖/腰果酚复合改性的聚乙烯包装材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将壳聚糖溶于醋酸溶液中,搅拌18h,得到壳聚糖溶液;向壳聚糖溶液中加入琥珀酰胺酸,并滴加三乙胺,95℃、1000r/min的搅拌下回流反应10h,反应结束后冷却至室温,110℃下干燥,得到壳聚糖-琥珀酰胺酸;其中,壳聚糖、醋酸、琥珀酰胺酸、三乙胺的质量比为1g:40g:0.6g:0.05g;(2)将腰果酚依次进行环氧化和氨基化,得到氨基化腰果酚;(3)将壳聚糖-琥珀酰胺酸溶于醋酸钠-醋酸溶液中,得到壳聚糖-琥珀酰胺酸溶液,然后加入氨基化腰果酚,混合均匀后升温至70℃,向反应体系中加入hobt,恒温下回流5h,回流结束后冷却至室温,100℃下干燥,制得壳聚糖/腰果酚复合材料;其中,壳聚糖-琥珀酰胺酸、氨基化腰果酚、hobt的质量比为0.85g:1.2g:0.03g;(4)将壳聚糖/腰果酚复合材料和无水乙醇混合,在300w功率下超声分散20min,得到壳聚糖/腰果酚复合材料的分散液;将n-异丙基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺溶于水,并和壳聚糖/腰果酚复合材料的分散液混合,搅拌均匀后转移至三口烧瓶中,向三后烧瓶中依次加入偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮,搅拌30min,最后升温至70℃,氮气保护下反应20h,反应结束后冷却至室温,过滤,固体分别用去离子水、无水乙醇洗涤3次,真空干燥,制得改性壳聚糖/腰果酚复合材料;其中,壳聚糖/腰果酚复合材料、n-异丙基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮的质量比为5:3:0.6:1;(5)将制得的10份改性壳聚糖/腰果酚复合材料和90份聚乙烯在高速混匀剂中混合均匀,然后依次加入3份防老化剂、4份增塑剂、4份稳定剂,继续捏合5min,得到混合物;(6)将上述制得的混合物由双螺杆挤出成型机吹膜,制得聚乙烯包装材料。实施例5一种壳聚糖/腰果酚复合改性的聚乙烯包装材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将壳聚糖溶于醋酸溶液中,搅拌18h,得到壳聚糖溶液;向壳聚糖溶液中加入琥珀酰胺酸,并滴加三乙胺,95℃、1000r/min的搅拌下回流反应10h,反应结束后冷却至室温,110℃下干燥,得到壳聚糖-琥珀酰胺酸;其中,壳聚糖、醋酸、琥珀酰胺酸、三乙胺的质量比为1g:40g:0.6g:0.05g;(2)将腰果酚依次进行环氧化和氨基化,得到氨基化腰果酚;(3)将壳聚糖-琥珀酰胺酸溶于醋酸钠-醋酸溶液中,得到壳聚糖-琥珀酰胺酸溶液,然后加入氨基化腰果酚,混合均匀后升温至70℃,向反应体系中加入hobt,恒温下回流5h,回流结束后冷却至室温,100℃下干燥,制得壳聚糖/腰果酚复合材料;其中,壳聚糖-琥珀酰胺酸、氨基化腰果酚、hobt的质量比为0.85g:1.2g:0.03g;(4)将壳聚糖/腰果酚复合材料和无水乙醇混合,在300w功率下超声分散20min,得到壳聚糖/腰果酚复合材料的分散液;将n-异丙基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺溶于水,并和壳聚糖/腰果酚复合材料的分散液混合,搅拌均匀后转移至三口烧瓶中,向三后烧瓶中依次加入偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮,搅拌30min,最后升温至70℃,氮气保护下反应20h,反应结束后冷却至室温,过滤,固体分别用去离子水、无水乙醇洗涤3次,真空干燥,制得改性壳聚糖/腰果酚复合材料;其中,壳聚糖/腰果酚复合材料、n-异丙基丙烯酰胺、偶氮二异丁腈、聚乙烯吡咯烷酮的质量比为5:3:0.7:1;(5)将制得的10份改性壳聚糖/腰果酚复合材料和95份聚乙烯在高速混匀剂中混合均匀,然后依次加入4份防老化剂、4份增塑剂、5份稳定剂,继续捏合5min,得到混合物;(6)将上述制得的混合物由双螺杆挤出成型机吹膜,制得聚乙烯包装材料。下面对实施例中制得的聚乙烯包装材料进行性能测试,测试结果如表1、表2、表3所示。表1机械性能测试拉伸强度,mpa弯曲性能,mpa冲击强度,kj/m2实施例138.668.5146实施例239.572.5149实施例340.271.8144实施例437.569.5145实施例540.570.5148表2阻隔性能表3抗菌性能从表1、表2、表3数据来看,本发明制得的聚乙烯包装材料机械性能优异,阻隔性能好,抗菌性能佳。当前第1页12
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