该发明涉及一种可降解聚氯乙烯材料及其制备方法。
背景技术：
：聚氯乙烯是一种热塑性树脂，聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料产品之一。聚氯乙烯具有耐酸碱、难燃、对有机和无机酸、碱、盐均稳定、抗微生物、溶解性很差、价格便宜，应用应用于塑料袋、包装塑料、管道、薄板材膜等领域。目前，聚氯乙烯材料在可降解性能、防霉菌性能、力学性能等性能需要进一步提升。该发明采用聚氯乙烯、改性秸秆、改性木质素、羧甲基纤维素钠、乙酰乙酸乙酯、银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛制备了可降解聚氯乙烯材料，通过挤出、注塑、模压、吹塑等工艺制备成各种塑料制品，该方法制备的可降解聚氯乙烯材料具有优异的可降解性能、防霉菌性能、力学性能等性能。技术实现要素：该发明的目的在于提供一种可降解聚氯乙烯材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的可降解性能、防霉菌性能、力学性能等性能。为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。一种可降解聚氯乙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将乙酸银、乙酸铜、二氧化钛、碳酸氢铵、果糖、水和乙酸按照质量份数比为10：55～70：60～80：90～120：190～235：370～400：90～125加入到反应器中，搅拌速度为85～120r/min，维持体系温度35～50℃条件下反应1～2h，经过滤，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛；(2)、将木质素、乙醇钠、乙醇和环己烷按照质量份数比100：155～180：177～215：80～100加入到反应器中，搅拌速度为90～125r/min，维持体系温度70～90℃、-0.03～-0.08mpa条件下反应1～3h，经过滤、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，得到改性木质素；(3)、将秸秆、硅酸钠、水、异丙醇、锌粉和氯化铵按照质量份数比50：85～97：150～230：26～38：28～56：65～90加入到反应器中，搅拌速度为90～110r/min，维持体系温度为35～50℃反应2h，经过滤、2l水洗涤3次、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，即得到改性秸秆；(4)、将聚氯乙烯、改性秸秆、改性木质素、羧甲基纤维素钠、乙酰乙酸乙酯、银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯按照质量份数比100：74～87：27～46：15～27：28～47：26～38：5～11加入到开炼机中，用开炼机在温度148～180℃混合反应0.2～0.7h，用挤出机在温度150～185℃挤出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。该发明所述的可降解聚氯乙烯材料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将乙酸银、乙酸铜、二氧化钛、碳酸氢铵、果糖、水和乙酸按照质量份数比为10：55～70：60～80：90～120：190～235：370～400：90～125加入到反应器中，搅拌速度为85～120r/min，维持体系温度35～50℃条件下反应1～2h，经过滤，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛；所述的果糖的目的为了制备银和介孔氧化亚铜。(2)、将木质素、乙醇钠、乙醇和环己烷按照质量份数比100：155～180：177～215：80～100加入到反应器中，搅拌速度为90～125r/min，维持体系温度70～90℃、-0.03～-0.08mpa条件下反应1～3h，经过滤、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，得到改性木质素；所述的乙醇钠的目的为了溶胀木质素，提高木质素表面的化学活性。(3)、将秸秆、硅酸钠、水、异丙醇、锌粉和氯化铵按照质量份数比50：85～97：150～230：26～38：28～56：65～90加入到反应器中，搅拌速度为90～110r/min，维持体系温度为35～50℃反应2h，经过滤、2l水洗涤3次、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，即得到改性秸秆；所述的硅酸钠的目的为了制备二氧化硅，提高二氧化硅在秸秆中的分散稳定性；所述的锌粉和氯化铵的目的为了提高秸秆内部的孔隙率。(4)、将聚氯乙烯、改性秸秆、改性木质素、羧甲基纤维素钠、乙酰乙酸乙酯、银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯按照质量份数比100：74～87：27～46：15～27：28～47：26～38：5～11加入到开炼机中，用开炼机在温度148～180℃混合反应0.2～0.7h，用挤出机在温度150～185℃挤出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料；所述的羧甲基纤维素钠的目的为了提高聚氯乙烯在高湿状态下的吸水率；所述的乙酰乙酸乙酯的目的为了提高聚氯乙烯降解过程的降解速率。该发明的有益效果在于：1、在氧化亚铜制备的过程中，碳酸氢铵和乙酸反应生成的气体，作为产物氧化亚铜的造孔剂，控制碳酸氢铵和乙酸的反应速率，可以控制介孔氧化亚铜的孔隙尺寸。由于果糖具有还原作用，可以将银离子和铜离子分别还原为银和亚铜，生成的银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛具有优异的防霉菌性能，可以赋予聚氯乙烯优异的防霉菌性；2、乙醇钠具有很强的碱性和渗透性，木质素分子表面的化学基团与乙醇钠发生多种化学反应，能改善木质素的溶解性能及增加木质素分子间距离，从而制备出疏松状木质素粉体，疏松状木质素在高湿高温状态时，能加速聚氯乙烯的降解速率；3、氯化铵水溶液呈酸性，硅酸钠和锌离子在酸性体系会反应生成二氧化硅和氢气，生成的氢气作为二氧化硅的造孔剂，介孔二氧化硅在高湿高温状态时，提高了聚氯乙烯的吸水率，从而加速聚氯乙烯的降解速率；4、羧甲基纤维素钠具有优异的吸水和保水性能，提高聚氯乙烯在高湿状态下的吸水率；5、乙酰乙酸乙酯在高湿高温状态时易发生异构体转变，乙酰乙酸乙酯异构体分子结构中存在双建，分子中双键的存在，有助于加速聚氯乙烯的降解速率。具体实施方式下面结合实施例对该发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解该发明。实施例1一种可降解聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取10份乙酸银、62份乙酸铜、73份二氧化钛、115份碳酸氢铵、215份果糖、385份水和105份乙酸加入到反应器中，搅拌速度为107r/min，维持体系温度44℃条件下反应1h，经过滤，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛；(2)、称取100份木质素、172份乙醇钠、195份乙醇和94份环己烷加入到反应器中，搅拌速度为117r/min，维持体系温度86℃、-0.06mpa条件下反应1h，经过滤、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，得到改性木质素；(3)、称取50份秸秆、90份硅酸钠、180份水、31份异丙醇、41份锌粉和78份氯化铵加入到反应器中，搅拌速度为103r/min，维持体系温度为42℃反应2h，经过滤、2l水洗涤3次、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，即得到改性秸秆；(4)、称取100份聚氯乙烯、80份改性秸秆、32份改性木质素、19份羧甲基纤维素钠、33份乙酰乙酸乙酯、31份银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度158℃混合反应0.3h，用挤出机在温度165℃挤出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。实施例2一种可降解聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取10份乙酸银、55份乙酸铜、60份二氧化钛、90份碳酸氢铵、190份果糖、370份水和90份乙酸加入到反应器中，搅拌速度为85r/min，维持体系温度35℃条件下反应1h，经过滤，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛；(2)、称取100份木质素、155份乙醇钠、177份乙醇和80份环己烷加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度70℃、-0.03mpa条件下反应1h，经过滤、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，得到改性木质素；(3)、称取50份秸秆、85份硅酸钠、150份水、26份异丙醇、28份锌粉和65份氯化铵加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度为35℃反应2h，经过滤、2l水洗涤3次、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，即得到改性秸秆；(4)、称取100份聚氯乙烯、74份改性秸秆、27份改性木质素、15份羧甲基纤维素钠、28份乙酰乙酸乙酯、26份银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛、5份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度148℃混合反应0.7h，用挤出机在温度150℃挤出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。实施例3一种可降解聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取10份乙酸银、70份乙酸铜、80份二氧化钛、120份碳酸氢铵、235份果糖、400份水和125份乙酸加入到反应器中，搅拌速度为120r/min，维持体系温度50℃条件下反应2h，经过滤，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛；(2)、称取100份木质素、180份乙醇钠、215份乙醇和100份环己烷加入到反应器中，搅拌速度为125r/min，维持体系温度90℃、-0.08mpa条件下反应3h，经过滤、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，得到改性木质素；(3)、称取50份秸秆、97份硅酸钠、230份水、38份异丙醇、56份锌粉和90份氯化铵加入到反应器中，搅拌速度为110r/min，维持体系温度为50℃反应2h，经过滤、2l水洗涤3次、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，即得到改性秸秆；(4)、称取100份聚氯乙烯、87份改性秸秆、46份改性木质素、27份羧甲基纤维素钠、47份乙酰乙酸乙酯、38份银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛、11份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度180℃混合反应0.2h，用挤出机在温度185℃挤出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。实施例4一种可降解聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取10份乙酸银、60份乙酸铜、70份二氧化钛、100份碳酸氢铵、200份果糖、380份水和100份乙酸加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度40℃条件下反应1.5h，经过滤，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛；(2)、称取100份木质素、160份乙醇钠、180份乙醇和90份环己烷加入到反应器中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度80℃、-0.05mpa条件下反应2h，经过滤、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，得到改性木质素；(3)、称取50份秸秆、90份硅酸钠、160份水、30份异丙醇、30份锌粉和70份氯化铵加入到反应器中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度为40℃反应2h，经过滤、2l水洗涤3次、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，即得到改性秸秆；(4)、称取100份聚氯乙烯、80份改性秸秆、30份改性木质素、20份羧甲基纤维素钠、30份乙酰乙酸乙酯、30份银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛、10份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度150℃混合反应0.6h，用挤出机在温度160℃挤出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。实施例5一种可降解聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取10份乙酸银、65份乙酸铜、65份二氧化钛、110份碳酸氢铵、215份果糖、390份水和115份乙酸加入到反应器中，搅拌速度为110r/min，维持体系温度45℃条件下反应1.3h，经过滤，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛；(2)、称取100份木质素、170份乙醇钠、205份乙醇和93份环己烷加入到反应器中，搅拌速度为118r/min，维持体系温度86℃、-0.06mpa条件下反应1.5h，经过滤、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，得到改性木质素；(3)、称取50份秸秆、93份硅酸钠、220份水、34份异丙醇、46份锌粉和81份氯化铵加入到反应器中，搅拌速度为106r/min，维持体系温度为46℃反应2h，经过滤、2l水洗涤3次、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，即得到改性秸秆；(4)、称取100份聚氯乙烯、82份改性秸秆、41份改性木质素、23份羧甲基纤维素钠、43份乙酰乙酸乙酯、33份银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛、9份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度160℃混合反应0.5h，用挤出机在温度168℃挤出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。实施例6一种可降解聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取10份乙酸银、67份乙酸铜、68份二氧化钛、99份碳酸氢铵、209份果糖、395份水和120份乙酸加入到反应器中，搅拌速度为115r/min，维持体系温度39℃条件下反应1.7h，经过滤，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛；(2)、称取100份木质素、175份乙醇钠、205份乙醇和94份环己烷加入到反应器中，搅拌速度为112r/min，维持体系温度86℃、-0.04mpa条件下反应1.3h，经过滤、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，得到改性木质素；(3)、称取50份秸秆、94份硅酸钠、225份水、29份异丙醇、39份锌粉和82份氯化铵加入到反应器中，搅拌速度为97r/min，维持体系温度为38℃反应2h，经过滤、2l水洗涤3次、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，即得到改性秸秆；(4)、称取100份聚氯乙烯、77份改性秸秆、38份改性木质素、24份羧甲基纤维素钠、42份乙酰乙酸乙酯、28份银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛、8份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度165℃混合反应0.3h，用挤出机在温度170℃挤出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。实施例7一种可降解聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取10份乙酸银、66份乙酸铜、66份二氧化钛、119份碳酸氢铵、210份果糖、386份水和98份乙酸加入到反应器中，搅拌速度为108r/min，维持体系温度43℃条件下反应1.4h，经过滤，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛；(2)、称取100份木质素、167份乙醇钠、195份乙醇和92份环己烷加入到反应器中，搅拌速度为121r/min，维持体系温度83℃、-0.04mpa条件下反应1.6h，经过滤、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，得到改性木质素；(3)、称取50份秸秆、92份硅酸钠、178份水、35份异丙醇、36份锌粉和73份氯化铵加入到反应器中，搅拌速度为98r/min，维持体系温度为49℃反应2h，经过滤、2l水洗涤3次、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，即得到改性秸秆；(4)、称取100份聚氯乙烯、79份改性秸秆、32份改性木质素、17份羧甲基纤维素钠、33份乙酰乙酸乙酯、36份银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛、7份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度164℃混合反应0.5h，用挤出机在温度175℃挤出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。实施例8一种可降解聚氯乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取10份乙酸银、66份乙酸铜、74份二氧化钛、109份碳酸氢铵、209份果糖、387份水和116份乙酸加入到反应器中，搅拌速度为107r/min，维持体系温度43℃条件下反应1.8h，经过滤，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛；(2)、称取100份木质素、166份乙醇钠、193份乙醇和92份环己烷加入到反应器中，搅拌速度为96r/min，维持体系温度77℃、-0.07mpa条件下反应1.6h，经过滤、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，得到改性木质素；(3)、称取50份秸秆、91份硅酸钠、206份水、31份异丙醇、39份锌粉和82份氯化铵加入到反应器中，搅拌速度为103r/min，维持体系温度为38℃反应2h，经过滤、2l水洗涤3次、1l乙醇洗涤3次，105℃干燥1h，即得到改性秸秆；(4)、称取100份聚氯乙烯、81份改性秸秆、36份改性木质素、17份羧甲基纤维素钠、32份乙酰乙酸乙酯、28份银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛、11份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯加入到开炼机中，用开炼机在温度170℃混合反应0.4h，用挤出机在温度183℃挤出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。对照例1本对照例中，不添加银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例2本对照例中，不添加改性木质素，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例3本对照例中，不添加改性秸秆，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例4本对照例中，不添加羧甲基纤维素钠，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例5本对照例中，不添加乙酰乙酸乙酯，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例6本对照例中，配方中选用普通银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛替代实施例1中的银负载介孔氧化亚铜/二氧化钛，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例7本对照例中，配方中选用普通木质素替代实施例1中的改性木质素，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例8本对照例中，配方中选用普通秸秆替代实施例1中的改性秸秆，其它组分与制备方法与实施例1相同。表1实施例1和对照例1～8制得的可降解聚氯乙烯材料的性能参数实施例1对照例1对照例2对照例3对照例4对照例5对照例6对照例7对照例8防霉菌等级ⅰⅲⅰⅰⅰⅰⅱⅰⅰ降解周期/天①6064968278121647668拉伸强度/mpa525150525052515051①降解条件为：环境湿度65%；环境温度70℃；以上所述是该发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离该发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。当前第1页12