一种高强度抗撕裂编织集装袋及其制备方法与流程

本技术涉及高分子材料的，尤其是涉及一种高强度抗撕裂编织集装袋及其制备方法。

背景技术：

1、集装袋是一种柔性运输包装容器，广泛用于食品、粮谷、医药、化工、矿产品等粉状、颗粒、块状物品的运输包装，发达的国家普遍使用集装袋作为运输、仓储的包装产品。集装袋通常由编织丝经编织制备得到，编织丝的材质通常为聚丙烯、聚乙烯等高分子材料。

2、由于集装袋在使用过程中，需要承载较强的重量，较易发生撕裂或破裂，为了提高集装袋的强度，通常在编织丝基材直接中添加填料，通过填料增强编织丝的强度，降低集装袋撕裂或破裂的可能性。

3、针对上述相关技术，简单地在编织丝基材中添加填料，填料在编织丝基材中较易发生团聚，导致编织丝中填料分布均匀性不佳，即编织丝的强度不佳，并且，编织丝也较易发生老化而断裂，因此，集装袋存在强度以及抗撕裂强度不佳的缺陷。

技术实现思路

1、为了改善集装袋强度以及抗撕裂强度不佳的缺陷，本技术提供一种高强度抗撕裂编织集装袋及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种高强度抗撕裂编织集装袋，采用如下的技术方案：

3、一种高强度抗撕裂编织集装袋，包括编织丝，所述编织丝包括以下重量份物质：10-20份增强母粒、1-5份聚乙烯和75-89份聚丙烯，所述强化母粒包括填料，所述填料包括纳米碳酸钙、滑石粉、玻璃微粉中的至少一种，所述强化母粒还包括废弃胶粉，所述填料为经改性剂改性处理的填料，所述改性剂选自硬脂酸、硬脂酸钙、硼酸酯、氯化石蜡中的任意一种。

4、通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优选采用在聚丙烯中添加聚乙烯，聚乙烯加入后能够破坏部分聚丙烯的球状结晶，形成碎片状结构，增强聚乙烯与聚丙烯的两相界面之间的相互作用力，改善了编织丝的拉伸性能、韧性以及强度。同时，本技术技术方案中优化了聚乙烯的添加量，适宜的添加量能够维持优良的界面相互作用力，不易产生不相容或相分离的现象，稳定改善编织丝的强度。

5、其次，本技术采用纳米碳酸钙、滑石粉、玻璃微粉中的任意一种，通过细小颗粒的填充，能够在编织丝基材中形成均匀的骨架结构，对编织丝基材中各组分进行牵拉，在编织丝基材中起到弥散增强的效果，稳定提高编织丝的强度以及抗撕裂效果。采用硬脂酸、硬脂酸钙、硼酸酯或氯化石蜡对填料进行改性，能够在填料表面形成化学偶联层、疏水层或润滑层，有效提高填料与编织丝基材之间的相容性，降低填料团聚的可能性，使得编织丝基材获得均匀的强度。

6、最后，本技术采用在编织丝基材中添加废弃胶粉，由于废弃胶粉中具有交联度较高的网络结构，在编织丝基材中增加网络结构，与填料相互配合，形成填料网络以及交联网络相互配合的体系，协同提高编织丝基材的强度。并且废弃胶粉中的交联网络能够对填料进行一定的负载，进一步增强交联网络以及填料网络之间的配合效果。

7、优选的，所述废弃胶粉为纳米级废弃胶粉。

8、通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优化了废弃胶粉的粒径，纳米级的废弃胶粉在编织丝基材中的分散均匀性较佳，网络状结构可均匀增强编织丝的强度。纳米级的废弃胶粉能够起到异相成核的作用，降低了聚丙烯的过冷度，缩短了半结晶时间，增强了编织丝的强度以及抗撕裂效果。

9、优选的，所述强化母粒还包括增容剂，所述增容剂包括聚丙烯与聚乙烯的长链支化共聚物。

10、通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优选采用聚丙烯与聚乙烯的长链支化共聚物作为增容剂，聚丙烯与聚乙烯通过共支化体系形成了长链支化结构，长链支化结构在编织丝基材中能够起到连接作用，有效促进强化母粒与编织丝基材相容，并且促进编织丝各组分之间相容粘结、分散均匀，降低填料在编织丝基材中发生团聚的可能性。增容剂的加入使得编织丝基材中存在结晶相互作用以及粘结相容作用，强化母粒可均匀分散在编织丝基材中，有效改善了编织丝的强度、拉伸效果以及抗撕裂效果。

11、优选的，所述增容剂还包括马来酸酐接枝聚丙烯相容剂或接枝有甲基丙烯酸甲酯的聚乙烯蜡。

12、通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优选采用马来酸酐接枝聚丙烯相容剂作为增容剂，在编织丝基材中引入酸酐极性基团，提高填料表面湿润性，提高填料在编织丝基材中的分散均匀性；并且增容剂中的非活性链段能够与编织丝基体中的高分子链链形成结晶结合，形成较强的界面结合，使得编织丝获得了均匀的强度以及抗撕裂强度。马来酸酐接枝聚丙烯相容剂还能够与废弃胶粉中的表面活性基团连接，有效提高二者之间的界面相容性，进一步改善编织丝的强度。

13、本技术技术方案中采用接枝有甲基丙烯酸甲酯的聚乙烯蜡作为增容剂，聚乙烯蜡的极性较大，与填料之间的相互作用力较强，实现对填料的包裹，有效降低了填料之间发生团聚的可能性，使得填料能够均匀分散于编织丝基材中，因此编织丝获得均匀的强度。

14、优选的，所述强化母粒还包括玻璃纤维和高熔体聚丙烯。

15、通过采用上述技术方案，首先，本技术技术方案中优选采用在强化母粒中增加玻璃纤维，玻璃纤维的线性结构能够冲破部分团聚的填料，改善填料在编织丝基材中的分散均匀性。

16、其次，本技术中采用玻璃纤维与高熔体聚丙烯配合，高熔体聚丙烯能够对玻璃纤维进行适当的包裹，当强化母粒添加至编织丝基材中熔融混合时，高熔体聚丙烯的高流动速率能够提高玻璃纤维在编织丝基材中的分散均匀性，并且在编织丝基材成型过程中，高熔体聚丙烯较易朝向编织丝表面迁移，通过包裹以及覆盖的作用减少玻璃纤维外露的可能性，玻璃纤维能够稳定在编织丝中起到牵拉、增强的作用，稳定改善编织袋的强度。

17、最后，高熔体聚丙烯还能够对废弃胶粉进行改性，能够有效改善废弃胶粉与编织丝基材之间的界面相容性，使得废弃胶粉的网络结构均匀分散于编织丝基材中，进一步改善编织丝的强度。

18、优选的，所述高熔体聚丙烯的添加量为3-5重量份。

19、通过采用上述技术方案，本技术技术方案中优化了高熔体聚丙烯的添加量，适宜的添加量能够促进玻璃纤维在纤维丝基材之间的分散均匀性，降低了玻璃纤维在编织丝中翻滚、打转现象发生的频率，玻璃纤维能够稳定提高编织丝的强度。

20、优选的，所述填料还包括三维凹凸棒石或片层石墨烯中的至少一种。

21、通过采用上述技术方案，本技术优选采用在填料中添加三维凹凸棒石，三维凹凸棒石中的柔性碳链较易发生卷曲，在编织丝基材中增加了卷曲的碳链结构，在拉伸编织丝的过程中，卷曲的碳链结构能够发生伸展，有效提高了编织丝的拉伸性能以及抗撕裂效果。其次，卷曲的碳链结构依旧能够冲破填料之间的团聚并对填料进行适宜的负载，提高填料的分散均匀性。

22、本技术采用在填料中添加片层石墨烯，片层石墨烯在编织丝基材中的分散效果较佳，片层结构冲破填料的团聚并对填料进行负载，形成插层结构，填料可均匀分散并增强片层石墨烯与编织丝基材之间的结合强度。

23、最后，本技术采用片层石墨烯与三维凹凸棒土配合，片层结构与卷曲的柔性碳链配合，在片层结构连接有卷曲的碳链，相邻片层结构之间能够通过卷曲的碳链进行牢固的结合，形成类似鸟类羽毛的级联滑索系统，在编织丝被撕拉的过程中，卷曲的碳链结构通过形变以及相互牵拉作用，稳定改善了编织丝的抗撕裂效果。

24、优选的，所述片层石墨烯上负载有聚丙烯腈原丝。

25、通过采用上述技术方案，在片层石墨烯表面负载聚丙烯腈原丝，由于聚丙烯腈原丝的分子链或链段处于卷曲状态，因此直接在片层石墨烯表面上接枝卷曲结构，在纤维丝基材中引入相互缠结的卷曲结构，稳定形成类似于鸟类羽毛的级联滑索系统，有效改善了编织丝的抗撕裂效果。

26、优选的，所述聚丙烯腈原丝上还负载有聚酰胺。

27、通过采用上述技术方案，在聚丙烯腈原丝上进一步负载聚酰胺，使得片层石墨烯、聚丙烯腈原丝以及聚酰胺形成了分层增强的刚柔结构，提高了聚丙烯腈原丝上的锚固位点以及活性位点，增加卷曲结构之间的机械互锁，稳定改善了编织丝的抗撕裂效果。其次，刚柔结构的分层结构能够在编织丝基材中形成梯度模量中间层，起到断裂能量传递的作用，进一步提高了编织丝的强度。

28、第二方面，本技术提供一种高强度抗撕裂编织集装袋的制备方法，采用如下的技术方案：

29、一种高强度抗撕裂编织集装袋的制备方法，包括以下步骤：按配方分别取聚丙烯、聚乙烯以及强化母粒，搅拌混合，熔融挤出，得到薄膜，切割制丝，拉伸，热定型，放置、淋膜、缝合，制备得到集装袋。

30、通过采用上述技术方案，本技术技术方案中通过将编织丝经拉伸、定型、淋膜等步骤制备得到集装袋，能够有效改善集装袋的强度以及抗撕裂效果，延长集装袋的使用寿命。

31、综上所述，本技术具有以下有益效果：

32、1、由于本技术采用在聚丙烯中添加聚乙烯，聚乙烯加入后能够破坏部分聚丙烯的球状结晶，形成碎片状结构，能够增强聚乙烯与聚丙烯的两相界面之间的相互作用力，改善了编织丝的拉伸性能、韧性以及强度。

33、通过填料中细小颗粒的填充，在编织丝基材中形成均匀的骨架结构，对编织丝基材中各组分进行牵拉，在编织丝基材中起到弥散增强的效果。采用硬脂酸、硬脂酸钙、硼酸酯或氯化石蜡对填料进行改性，在填料表面形成化学偶联层、疏水层或润滑层，有效提高填料与编织丝基材之间的相容性，降低填料团聚的可能性，使得编织丝基材获得均匀的强度。

34、在编织丝基材中添加废弃胶粉，由于废弃胶粉中具有交联度较高的网络结构，在编织丝基材中增加网络结构，与填料相互配合，填料网络以及交联网络相互配合，协同提高编织丝基材的强度。并且废弃胶粉中的交联网络能够对填料进行一定的负载，进一步增强交联网络以及填料网络之间的配合效果。

35、2、本技术中优选采用玻璃纤维与高熔体聚丙烯配合，高熔体聚丙烯能够对玻璃纤维进行适当的包裹，当强化母粒添加至编织丝基材中熔融混合时，高熔体聚丙烯的高流动速率能够提高玻璃纤维在编织丝基材中的分散均匀性，并且在编织丝基材成型过程中，高熔体聚丙烯较易朝向编织丝表面迁移，通过包裹以及覆盖的作用减少玻璃纤维外露的可能性，玻璃纤维能够稳定在编织丝中起到牵拉、增强的作用。

36、高熔体聚丙烯还可对废弃胶粉进行改性，有效改善废弃胶粉与编织丝基材之间的界面相容性，使得废弃胶粉的网络结构均匀分散于编织丝基材中，进一步改善编织丝的强度。

37、3、本技术中采用片层石墨烯与三维凹凸棒土配合，片层结构与卷曲的柔性碳链配合，在片层结构连接有卷曲的碳链，相邻片层结构之间能够通过卷曲的碳链进行牢固的结合，形成类似鸟类羽毛的级联滑索系统，在编织丝被撕拉的过程中，卷曲的碳链结构通过形变以及相互牵拉作用，稳定改善了编织丝的抗撕裂效果。

38、4、本技术中通过片层石墨烯、聚丙烯腈原丝以及聚酰胺形成了分层增强的刚柔结构，提高了聚丙烯腈原丝上的锚固位点以及活性位点，增加卷曲结构之间的机械互锁，稳定改善了编织丝的抗撕裂效果。其次，刚柔结构的分层结构能够在编织丝基材中形成梯度模量中间层，起到断裂能量传递的作用，进一步提高了编织丝的强度。