CN116023730A - 一种可降解透气流延膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解透气流延膜及其制备方法，属于聚乙烯塑料流延膜加工技术领域，其技术方案要点是主要由以下重量份数的原料制成：聚乙烯240‑315份、聚丙烯5‑10份、碳酸钙200‑230份、颜料2‑6份、淀粉50‑80份、交联剂5‑10份、偶联剂40‑50份、聚甲基丙烯酸甲酯‑丙烯酸丁酯4‑12份、增塑剂40‑70份、油酸5‑15份、由马来酸酐改性环氧亚麻油6‑12份、其他助剂7‑13份；所述增塑剂按重量比包括山梨醇：聚乙二醇400：POE增韧剂为1：（1.6‑2.8）：（0.8‑1.2），达到在增大淀粉添加量的同时提高聚乙烯膜的韧性的效果。
Description
技术领域
本发明涉及聚乙烯塑料流延膜加工领域，尤其是涉及一种可降解透气流延膜及其制备方法。
背景技术
流延膜是通过熔体流涎骤冷生产的一种无拉伸、非定向的平挤薄膜，有单层流涎和多层共挤流涎两种方式，与吹膜相比，其特点是生产速度快，产量高，薄膜的透明性、光泽性、厚度均匀性等都极为出色。
目前常用的流延膜有聚乙烯流延膜，聚乙烯流延膜是允许水蒸气透过但阻隔液态水渗漏的一种微孔膜，目前主要用于制造卫生防护品等制品中，在医疗卫生、个人护理等领域有广泛应用。而聚乙烯分子相对稳定，不易自然降解，且聚乙烯膜多为一次性制品，用完后会随普通垃圾一起丢弃，造成大量环境污染，为了减轻环境负担，改善聚乙烯膜的降解性，现有将淀粉加入聚乙烯中来提高聚乙烯膜的降解性，如现有中国专利CN114437413A公开的一种可降解环保购物袋，该可降解环保购物袋原料成分包括淀粉、大豆油、甘油、硬脂酸钙、重质碳酸钙、液体石蜡、低密度聚乙烯、线性聚乙烯、聚乳酸、羧甲基纤维素聚环内脂和纳米二氧化钛，该塑料袋的降解率可达到80-90%，但是大量淀粉颗粒以及聚乳酸的加入，使得聚乙烯膜的抗冲击强度和断裂伸长率严重降低，主要原因是淀粉的加入使得聚乙烯薄膜内部产生了气泡、银纹、生料等缺陷导致的聚乙烯的韧性降低，影响了聚乙烯膜的正常使用。
发明内容
如何提高可降解聚乙烯膜的韧性，本发明提供一种可降解透气流延膜及其制备方法。
本发明的第一方面是提供一种可降解透气流延膜，采用如下的技术方案：
一种可降解透气流延膜，主要由以下重量份数的原料制成：聚乙烯240-315份、聚丙烯5-10份、碳酸钙200-230份、颜料2-6份、淀粉50-80份、交联剂5-10份、偶联剂40-50份、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯4-12份、增塑剂40-70份、油酸5-15份、由马来酸酐改性环氧亚麻油6-12份、其他助剂7-13份；
所述增塑剂按重量比包括山梨醇：聚乙二醇400：POE增韧剂为1：（1.6-2.8）：（0.8-1.2）。
通过采用上述技术方案，淀粉存在的条件下，光照后产生自由基，这些自由基作用于聚乙烯的主链上，使长链发生断裂，产生新的更多的自由基，聚乙烯链进一步的发生光降解，在此反应的同时，空气中的氧气能够进入到共混物的空隙中，氧气和聚乙烯链段发生反应，产生过氧化自由基，这些过氧化自由基发生裂解后生成羰基、乙烯基等基团。当淀粉含量越高时，对聚乙烯的促降解作用越大，但是淀粉含量的增加会导致混合物空隙增大，氧气更容易进入混合物当中，从而产生的过氧化自由基也相应的增加，可能会使得聚乙烯流延膜在生产的过程中聚乙烯流延膜表面出现条纹等质量问题，除此之外，淀粉含量的增加也会导致聚乙烯流延膜的韧性会大大降低。而本发明中淀粉的含量在50-80份的范围内时，淀粉与增塑剂、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯的配合使用，在高温和剪切力的作用下，淀粉颗粒会遭到破坏，聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯与改性环氧亚麻油的配合提供淀粉与增塑剂之间的相容性，使得山梨醇和聚乙二醇400小分子渗入到淀粉分子之间，起到稀释的作用，从而降低了淀粉分子间的相互作用力，使淀粉的断裂强度下降，提高淀粉与聚乙烯的相容性，同时也提高了淀粉的链段乃至整个大分子的运动，从而使得聚乙烯流延膜的断裂伸长率提高，进而提高了聚乙烯流延膜的韧性。
在聚乙烯中加入少量的聚丙烯，除了能够提高聚乙烯流延膜的韧性外，同时通过实验发现，少量的聚丙烯也有助于聚乙烯流延膜的降解。
增塑剂由山梨醇、聚乙二醇400、POE增韧剂组成后，不仅可以保证聚乙烯流延膜在生产过程中的流变性能，同时还可以提高淀粉与聚乙烯的亲和性，同时还能够有效保证聚乙烯流延膜的韧性，从而使得聚乙烯流延膜在可降解的同时还具有优良的韧性。
优选的，所述改性环氧亚麻油由以下制备方法获得：在温度为50-56℃的条件下，加入环氧亚麻油预热5min，再加入马来酸酐在温度为100-160℃，反应时间为1-10h的条件下搅拌反应获得改性环氧亚麻油，其中马来酸酐的加入量为环氧亚麻油重量的5-10%。
优选的，所述山梨醇：聚乙二醇400：POE增韧剂的重量比为1：（2.2-2.5）：（0.8-1.2）。
通过采用上述技术方案，将山梨醇、聚乙二醇、POE增韧剂的比例在此范围内时，能够聚乙烯流延膜的断裂伸长率呈逐渐上升趋势，有效提高了聚乙烯流延膜的韧性，但是当聚乙二醇的的含量超出本发明限定的范围内时，聚乙烯流延膜的断裂伸长率会降低，可能是聚乙二醇分子链长，空间位阻大，所以聚乙二醇含量增多后，会抑制大分子链的移动。
优选的，所述淀粉与增塑剂的重量比为（6.5-7）：（5.5-6）。
优选的，所述碳酸钙与淀粉的重量比为（21-22）：（6.5-7）。
优选的，所述淀粉粒径为5-10μm。
通过采用上述技术方案，本发明中选择淀粉的粒径在5-10μm的范围内时，淀粉在增塑剂的作用下能够有效增加淀粉与聚乙烯之间的结合力，提高两相之间的润湿作用，降低聚乙烯流延膜中的空洞的量，当淀粉的粒径大于10μm后，淀粉颗粒越大，界面之间空洞尺寸就越大，导致聚乙烯流延膜的断裂伸长率和拉伸强度均下降。
优选的，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
优选的，所述其他助剂按重量份包括开口剂0.1-0.3份、抗氧化剂0.9-1.7份、消泡剂6-11份。
优选的，所述聚乙烯按重量比低密度聚乙烯：高密度聚乙烯：线性低密度聚乙烯：再生聚乙烯为（1.5-3）：（11-13）：（3-6）：（8.5-9.5）。
本发明的第二方面是：提供一种可降解透气流延膜的制备方法，包括如下制备步骤：先将重量份的淀粉、偶联剂、增塑剂在100-105℃、转速为45-50r/min的条件下混炼10-15min，再加入剩余原料混合均匀后，进行熔融共混挤出造粒，再进行吹膜得流延膜。
通过采用上述技术方案，先将淀粉与偶联剂、山梨醇、聚乙二醇400、POE增韧剂共混炼后，能够在淀粉颗粒表面均匀的包覆一层由山梨醇、聚乙二醇400、偶联剂混合而成的混合物，能够提高淀粉在聚乙烯中的分散性能，除此之外，将淀粉预先与偶联剂、山梨醇、聚乙二醇400、POE增韧剂在100-105℃共混后，能够减弱淀粉分子链间的作用力，形成不同原淀粉分子的结构，提高了淀粉与聚乙烯间的粘结力，从而有效提升了聚乙烯流延膜的断裂伸长率。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明中淀粉与山梨醇、聚乙二醇、POE增韧剂、油酸、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯、马来酸酐改性环氧亚麻油的配合使用，不仅保证了聚乙烯流延膜的可降解性能，使得聚乙烯流延膜在六个月的时间内降解率可达70%以上，同时增塑剂的添加提高了淀粉与聚乙烯之间的相容性，进而使得聚乙烯流延膜的断裂伸长率和冲击强度提高，同时通过大量的实验发现，增塑剂的添加还有助于进一步提高聚乙烯流延膜的透气性能，使得聚乙烯流延膜可在纸尿裤中应用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明所用原料均为市售，具体为：
山梨醇购自河南思远生物科技有限公司，规格分析纯；
聚乙二醇400购自天津是百世化工有限公司，规格为分析纯；
低密度聚乙烯购自上海阿拉丁生化科技有限公司，熔体流动速率为3.98g/10min；
高密度聚乙烯购自北欧化工，牌号为6081，熔体流动速率为0.50g/10min；
线性低密度聚乙烯购自天津联合化学有限公司，牌号为9020，熔体流动速率为2.0g/10min；
POE增韧剂购自上海阿拉丁生化科技；
碳酸钙购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，纯度为99.99%。
本发明实施例和对比例中，颜料均采用钛白粉，交联剂采用戊二醛。
制备例1
一种改性环氧亚麻油的制备方法，在温度为50℃的条件下，加入环氧亚麻油预热5min，再加入马来酸酐，然后在温度为160℃，反应时间为1h的条件下搅拌反应获得改性环氧亚麻油，其中马来酸酐的加入量为环氧亚麻油重量的5%。
制备例2
一种改性环氧亚麻油的制备方法，在温度为56℃的条件下，加入环氧亚麻油预热5min，再加入马来酸酐，然后在温度为130℃，反应时间为5h的条件下搅拌反应获得改性环氧亚麻油，其中马来酸酐的加入量为环氧亚麻油重量的8%。
制备例3
一种改性环氧亚麻油的制备方法，在温度为50℃的条件下，加入环氧亚麻油预热5min，再加入马来酸酐，然后在温度为100℃，反应时间为10h的条件下搅拌反应获得改性环氧亚麻油，其中马来酸酐的加入量为环氧亚麻油重量的10%。
实施例1.1-1.3
一种可降解透气流延膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）先将淀粉、钛酸酯偶联剂、增塑剂在温度为100-105℃、转速为45-50r/min的条件下混炼10-15min；
（2）向步骤（1）所得物中加入所有剩余原料搅拌混合均匀，各原料具体含量如表1所示，然后将混合物从双螺杆挤出机的进料口进行喂料，经160-195℃熔融挤出造粒，后冷却干燥到透气流延膜专用料，再将所得透气流延膜专用料经流延机处理后得流延膜，再将流延膜拉伸、热定型处理后得可降解透气聚乙烯流延膜；
其中，（1）实施例1.1-1.3中，聚乙烯按重量比包括低密度聚乙烯：高密度聚乙烯：线性低密度聚乙烯：再生聚乙烯为1.5:11:3:8.5，具体含量为：
实施例1.1中低密度聚乙烯15kg，高密度聚乙烯110kg，线性低密度聚乙烯30kg，再生聚乙烯85kg；
实施例1.2中低密度聚乙烯17.5kg，高密度聚乙烯128.3kg，线性低密度聚乙烯35kg，再生聚乙烯99.2kg；
实施例1.3中低密度聚乙烯19.7kg，高密度聚乙烯144.4kg，线性低密度聚乙烯39.4kg，再生聚乙烯111.5kg；
（2）实施例1.1-1.3中，增塑剂按重量比包括山梨醇：聚乙二醇400：POE增韧剂为1:1.6:0.8，具体含量为：
实施例1.1中山梨醇11.8kg，聚乙二醇400为18.8kg，POE增韧剂为9.4kg；
实施例1.2中山梨醇14.7kg，聚乙二醇400为23.5kg，POE增韧剂为11.8kg；
实施例1.3中山梨醇20.6kg，聚乙二醇400为32.9kg，POE增韧剂为16.5kg；
（3）实施例1.1中，其他助剂包括油酸酰胺（开口剂）0.1kg、抗氧化剂168 0.9kg、有机硅消泡剂6kg；
实施例1.2中，其他助剂包括油酸酰胺（开口剂）0.2kg、抗氧化剂168 1.4kg、有机硅消泡剂8.4kg；
实施例1.3中，其他助剂包括油酸酰胺（开口剂）0.3kg、抗氧化剂168 1.7kg、有机硅消泡剂11kg；
（4）淀粉粒径为5-10微米；
（5）改性环氧亚麻油采用制备例1得到的改性环氧亚麻油。
表1 实施例1.1-1.3各原料用量表 单位：kg
| 项目 | 实施例1.1 | 实施例1.2 | 实施例1.3 |
| 聚乙烯 | 240 | 280 | 315 |
| 聚丙烯 | 5 | 8 | 10 |
| 碳酸钙 | 200 | 220 | 230 |
| 钛白粉 | 2 | 5 | 6 |
| 淀粉 | 50 | 60 | 80 |
| 交联剂 | 5 | 7 | 10 |
| 钛酸酯偶联剂 | 40 | 45 | 50 |
| 聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯 | 4 | 8 | 12 |
| 增塑剂 | 40 | 50 | 70 |
| 油酸 | 5 | 10 | 15 |
| 改性环氧亚麻油 | 6 | 8 | 12 |
| 其他助剂 | 7 | 10 | 13 |
实施例2.1-2.3
与实施例1的不同之处在于，山梨醇：聚乙二醇400：POE增韧剂的重量比为1:2.8:1.2，山梨醇、聚乙二醇400和POE增韧剂的具体含量如表2所示。
表2 实施例2.1-2.3增塑剂中各原料具体含量表 单位：kg
| 项目 | 实施例2.1增塑剂40kg | 实施例2.2增塑剂50kg | 实施例2.3增塑剂70kg |
| 山梨醇 | 8.0 | 10.0 | 14.0 |
| 聚乙二醇400 | 22.4 | 28.0 | 39.2 |
| POE增韧剂 | 9.6 | 12.0 | 16.8 |
实施例3.1-3.3
与实施例1的不同之处在于，山梨醇：聚乙二醇400：POE增韧剂的重量比为1:2.2:0.8，山梨醇、聚乙二醇400和POE增韧剂的具体含量如表3所示。
表3 实施例3.1-3.3增塑剂中各原料具体含量表 单位：kg
| 项目 | 实施例3.1增塑剂40kg | 实施例3.2增塑剂50kg | 实施例3.3增塑剂70kg |
| 山梨醇 | 10.0 | 12.5 | 17.5 |
| 聚乙二醇400 | 22.0 | 27.5 | 38.5 |
| POE增韧剂 | 8.0 | 10.0 | 14.0 |
实施例4.1-4.3
与实施例1的不同之处在于，山梨醇：聚乙二醇400：POE增韧剂的重量比为1:2.5:1.2，山梨醇、聚乙二醇400和POE增韧剂的具体含量如表4所示。
表4 实施例4.1-4.3增塑剂中各原料具体含量表 单位：kg
| 项目 | 实施例4.1增塑剂40kg | 实施例4.2增塑剂50kg | 实施例4.3增塑剂70kg |
| 山梨醇 | 8.5 | 10.6 | 14.9 |
| 聚乙二醇400 | 21.3 | 26.6 | 37.2 |
| POE增韧剂 | 10.2 | 12.8 | 17.9 |
实施例5.1-5.3
与实施例3的不同之处在于，淀粉与增塑剂的重量比为（6.5-7）：（5.5-6），其他均与实施例3相同，淀粉与增塑剂具体含量如表5所示。
表5 实施例5.1-5.3淀粉和增塑剂原料表 单位：kg
| 项目 | 实施例5.1 | 实施例5.2 | 实施例5.3 |
| 淀粉 | 65 | 68 | 70 |
| 山梨醇 | 13.8 | 14.5 | 15.0 |
| 聚乙二醇400 | 30.3 | 31.9 | 33.0 |
| POE增韧剂 | 10.9 | 11.6 | 12.0 |
| 增塑剂总量 | 55 | 58 | 60 |
实施例6.1-6.3
与实施例5的不同之处在于，碳酸钙与淀粉的重量比为（21-22）：（6.5-7），具体含量为实施例6.1中碳酸钙的含量为210kg，淀粉的含量为65kg；实施例6.2中碳酸钙的含量为215kg，淀粉的含量为68kg；实施例6.3中碳酸钙的含量为220kg，淀粉的含量为70kg。
实施例7.1-7.3
与实施例6的不同之处在于，钛酸酯偶联剂用等量的硅烷偶联剂KH550替换。
实施例8.1-8.3
与实施例6的不同之处在于，钛酸酯偶联剂用等量的铝酸酯偶联剂替换。
实施例9.1-9.3
与实施例6的不同之处在于，淀粉粒径为15-25μm。
实施例10.1-10.3
与实施例6的不同之处在于，低密度聚乙烯：高密度聚乙烯：线性低密度聚乙烯：再生聚乙烯为3：13：6：9.5，聚乙烯中各原料的具体含量如下：
实施例10.1中聚乙烯总量为240kg，则低密度聚乙烯为22.9kg、高密度聚乙烯为99kg、线性低密度聚乙烯为45.7kg、再生聚乙烯为72.4kg；
实施例10.2中聚乙烯总量为280kg，则低密度聚乙烯为26.7kg、高密度聚乙烯为115.6kg、线性低密度聚乙烯为53.3kg、再生聚乙烯为84.4kg；
实施例10.3中聚乙烯总量为315kg，则低密度聚乙烯为30kg、高密度聚乙烯为130kg、线性低密度聚乙烯为60kg、再生聚乙烯为95kg。
实施例11.1-11.3
与实施例6的不同之处在于，低密度聚乙烯：高密度聚乙烯：线性低密度聚乙烯：再生聚乙烯为2：12：5：9，聚乙烯中各原料的具体含量如下：
实施例11.1中聚乙烯总量为240kg，则低密度聚乙烯为17.1kg、高密度聚乙烯为102.9kg、线性低密度聚乙烯为42.9kg、再生聚乙烯为77.1kg；
实施例11.2中聚乙烯总量为280kg，则低密度聚乙烯为20kg、高密度聚乙烯为120kg、线性低密度聚乙烯为50kg、再生聚乙烯为90kg；
实施例11.3中聚乙烯总量为315kg，则低密度聚乙烯为22.5kg、高密度聚乙烯为135kg、线性低密度聚乙烯为56.3kg、再生聚乙烯为101.2kg。
实施例12.1-12.3
与实施例11的不同之处在于，用等量的线性低密度聚乙烯替换低密度聚乙烯，即：
实施例12.1中聚乙烯总量为240kg，则高密度聚乙烯为102.9kg、线性低密度聚乙烯为60kg、再生聚乙烯为77.1kg；
实施例12.2中聚乙烯总量为280kg，则高密度聚乙烯为120kg、线性低密度聚乙烯为70kg、再生聚乙烯为90kg；
实施例12.3中聚乙烯总量为315kg，则高密度聚乙烯为135kg、线性低密度聚乙烯为78.8kg、再生聚乙烯为101.2kg。
实施例13.1-13.3
与实施例11的不同之处在于，用等量的线性低密度聚乙烯代替再生聚乙烯，即：
实施例13.1中聚乙烯总量为240kg，则低密度聚乙烯为17.1kg、高密度聚乙烯为102.9kg、线性低密度聚乙烯为120kg；
实施例13.2中聚乙烯总量为280kg，则低密度聚乙烯为20kg、高密度聚乙烯为120kg、线性低密度聚乙烯为140kg；
实施例13.3中聚乙烯总量为315kg，则低密度聚乙烯为22.5kg、高密度聚乙烯为135kg、线性低密度聚乙烯为157.5kg。
实施例14.1-14.3
与实施例11的不同之处在于，改性环氧亚麻油采用制备例2得到的环氧亚麻油。
实施例15.1-15.3
与实施例11的不同之处在于，改性环氧亚麻油采用制备例3得到的环氧亚麻油。
对比例1
采取中国专利CN114437413A的实施例1的制备方法得到的可降解环保购物袋。
对比例2.1-2.3
与实施例11的不同之处在于，原料中不添加增塑剂。
对比例3.1-3.3
与实施例11的不同之处在于，用等量的乙二醇代替山梨醇。
对比例4.1-4.3
与实施例11的不同之处在于，用等量的甘油代替山梨醇。
对比例5.1-5.3
与实施例11的不同之处在于，用等量的EVA树脂代替POE增韧剂。
对比例6.1-6.3
与实施例11的不同之处在于，用等量的聚乙二醇800代替聚乙二醇400。
对比例7.1-7.3
与实施例11的不同之处在于，增塑剂只有POE增韧剂。
对比例8.1-8.3
与实施例11的不同之处在于，增塑剂中只有山梨醇。
对比例9.1-9.3
与实施例11的不同之处在于，增塑剂中只有聚乙二醇400。
对比例10.1-10.3
与实施例11的不同之处在于，增塑剂只有POE增韧剂和山梨醇构成，其具体含量为：
对比例10.1中山梨醇的含量为22.2kg，POE增韧剂的含量为17.8kg；
对比例10.2中山梨醇的含量为27.8kg，POE增韧剂的含量为22.2kg；
对比例10.3中山梨醇的含量为38.9kg，POE增韧剂的含量为31.1kg。
对比例11.1-11.3
与实施例11的不同之处在于，增塑剂只有POE增韧剂和聚乙二醇400构成，其具体含量为：
对比例11.1中聚乙二醇400的含量为26.7kg，POE增韧剂的含量为13.3kg；
对比例11.2中聚乙二醇400的含量为33.3kg，POE增韧剂的含量为16.7kg；
对比例11.3中聚乙二醇400的含量为46.7kg，POE增韧剂的含量为23.3kg。
对比例12.1-12.3
与实施例11的不同之处在于，增塑剂只有山梨醇和聚乙二醇400构成，其具体含量为：
对比例12.1中山梨醇的含量为15.4kg，聚乙二醇400的含量为24.6kg；
对比例12.2中山梨醇的含量为19.2kg，聚乙二醇400的含量为30.8kg；
对比例12.3中山梨醇的含量为26.9kg，聚乙二醇400的含量为43.1kg。
对比例13.1-13.3
与实施例11的不同之处在于，对比例13.1中增塑剂的含量为25kg，对比例13.2中增塑剂的含量为30kg，对比例13.3中增塑剂的含量为36kg。
对比例14.1-14.3
与实施例11的不同之处在于，对比例14.1中增塑剂的含量为75kg，对比例14.2中增塑剂的含量为80kg，对比例14.3中增塑剂的含量为85kg。
对比例15.1-15.3
与实施例11的不同之处在于，对比例15.1-15.3中山梨醇：聚乙二醇400：POE增韧剂的重量比为1：1.4：0.5，具体为：
对比例15.1中增塑剂为40kg，山梨醇为13.8kg、聚乙二醇400为19.3kg、POE增韧剂为6.9kg；
对比例15.2中增塑剂为50kg，山梨醇为17.2kg、聚乙二醇400为24.1kg、POE增韧剂为8.7kg；
对比例15.3中增塑剂为70kg，山梨醇为24.1kg、聚乙二醇400为33.7kg、POE增韧剂为12.2kg。
对比例16.1-16.3
与实施例11的不同之处在于，对比例16.1-16.3中山梨醇：聚乙二醇400：POE增韧剂的重量比为1：3.0：1.5，具体为：
对比例16.1中增塑剂为40kg，山梨醇为7.3kg、聚乙二醇400为21.9kg、POE增韧剂为10.8kg；
对比例16.2中增塑剂为50kg，山梨醇为9.1kg、聚乙二醇400为27.3kg、POE增韧剂为13.6kg；
对比例16.3中增塑剂为70kg，山梨醇为12.7kg、聚乙二醇400为38.1kg、POE增韧剂为19.2kg。
对比例17.1-17.3
与实施例11的不同之处在于，原料中无聚丙烯。
对比例18.1-18.3
与实施例11的不同之处在于，原料中无油酸。
对比例19.1-19.3
与实施例11的不同之处在于，用等量的硬脂酸代替油酸。
对比例20.1-20.3
与实施例11的不同之处在于，用等量的环氧亚麻油代替改性环氧亚麻油。
对比例21.1-21.3
与实施例11的不同之处在于，原料中无改性环氧亚麻油。
对比例22.1-22.3
与实施例11的不同之处在于，原料中无聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯。
对比例23.1-23.3
与实施例11的不同之处在于，一种可降解透气流延膜的制备方法，包括如下步骤：将所有原料在室温下搅拌混合均匀，然后将混合物从双螺杆挤出机的进料口进行喂料，经160-195℃熔融挤出造粒，后冷却干燥到透气流延膜专用料，再将所得透气流延膜专用料经流延机处理后得流延膜，再将流延膜拉伸、热定型处理后得可降解透气聚乙烯流延膜，各原料用量与实施例11相同。
性能检测
检测上述实施例和对比例得到的可降解透气流延膜的拉伸强度、冲击强度、透气性，检测结果如表6所示具体为拉伸强度以及断裂伸长率依据GB/T 1040.3-2006中规定的方法进行；冲击强度按照GB/T8809-2015中规定的方法进行；透气性按照GB/T1037-2021《塑料薄膜与薄片水蒸气透过性能测定》中的规定进行。
生物降解性能参照GB/T19277.1-2011，对材料进行堆肥降解测试，将试样材料与堆肥接种物混合后放入堆肥化容器中，通入空气，在温度（58±2℃）、湿度（50-55%）条件的下进行充分的堆肥试验，本实验设定材料降解6个月二氧化碳的释放量与理论值的比值，计算出生物降解率。
本发明实施例和对比例中的检测结果是测量3次后的平均值。
表6可降解透气流延膜的性能检测结果表
| 项目 | 拉伸强度（Mpa） | 断裂伸长率（%） | <![CDATA[冲击强度（J/mm<sup>2</sup>）]]> | <![CDATA[WVTR，g/m<sup>2</sup>*24h]]> | 降解率/% |
| 实施例1 | 31.1 | 405 | 21.4 | 7426 | 79 |
| 实施例2 | 31.5 | 410 | 21.5 | 7320 | 78 |
| 实施例3 | 33.6 | 435 | 22.2 | 7954 | 80 |
| 实施例4 | 33.9 | 425 | 22.1 | 7831 | 79 |
| 实施例5 | 37.1 | 452 | 23.4 | 8164 | 83 |
| 实施例6 | 38.3 | 468 | 23.9 | 8088 | 83 |
| 实施例7 | 34.2 | 422 | 22.1 | 7865 | 75 |
| 实施例8 | 33.6 | 426 | 22.3 | 7925 | 70 |
| 实施例9 | 37.5 | 420 | 21.9 | 7872 | 82 |
| 实施例10 | 37.6 | 458 | 23.9 | 8056 | 83 |
| 实施例11 | 38.5 | 479 | 24.5 | 8124 | 85 |
| 实施例12 | 35.6 | 442 | 23.1 | 7968 | 76 |
| 实施例13 | 36.1 | 445 | 22.9 | 8047 | 76 |
| 实施例14 | 38.4 | 480 | 24.5 | 8137 | 85 |
| 实施例15 | 38.5 | 476 | 24.4 | 8130 | 85 |
| 对比例1 | 35.2 | 122 | 7.1 | 5620 | 85 |
| 对比例2 | 34.6 | 212 | 11.2 | 6254 | 72 |
| 对比例3 | 31.3 | 388 | 15.9 | 7162 | 76 |
| 对比例4 | 32.1 | 392 | 15.0 | 7205 | 75 |
| 对比例5 | 30.5 | 370 | 14.7 | 7026 | 74 |
| 对比例6 | 35.2 | 410 | 16.3 | 7268 | 76 |
| 对比例7 | 35.6 | 290 | 13.5 | 6847 | 75 |
| 对比例8 | 34.4 | 240 | 12.4 | 6689 | 75 |
| 对比例9 | 34.8 | 250 | 12.5 | 6521 | 76 |
| 对比例10 | 35.2 | 306 | 13.8 | 6964 | 76 |
| 对比例11 | 34.9 | 314 | 13.8 | 6921 | 78 |
| 对比例12 | 35.3 | 295 | 13.5 | 6897 | 76 |
| 对比例13 | 35.6 | 284 | 13.2 | 6854 | 75 |
| 对比例14 | 28.8 | 222 | 12.0 | 7289 | 77 |
| 对比例15 | 35.4 | 386 | 15.5 | 7364 | 74 |
| 对比例16 | 35.8 | 353 | 14.6 | 7415 | 73 |
| 对比例17 | 30.2 | 455 | 23.2 | 8098 | 84 |
| 对比例18 | 37.6 | 452 | 23.5 | 8098 | 68 |
| 对比例19 | 36.8 | 458 | 21.6 | 8021 | 73 |
| 对比例20 | 37.2 | 448 | 20.2 | 7894 | 76 |
| 对比例21 | 35.6 | 412 | 18.1 | 7920 | 77 |
| 对比例22 | 32.3 | 441 | 19.6 | 8023 | 79 |
| 对比例23 | 32.2 | 430 | 20.5 | 7036 | 81 |
从上表中可以看出：
本发明实施例1-15得到的可降解透气流延膜的断裂伸长率和冲击强度均优于对比例1、对比例2中的断裂伸长率和冲击强度，由此可见，本发明在原料中加入增塑剂后，增塑剂与淀粉、碳酸钙等其他原料的配合使用，有效提高了可降解聚乙烯流延膜的韧性，同时还有效提高了聚乙烯流延膜的拉伸强度以及透气性能，可见增塑剂的加入不仅能够增加聚乙烯流延膜的力学性能，还有助于提高聚乙烯的透气性能。
实施例3-4与实施例1相比，当山梨醇、聚乙二醇400和POE增韧剂的比例限定在1：（2.2-2.5）：（0.8-1.2）范围内后，聚乙烯流延膜的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、透气性均提升，且断裂伸长率、冲击强度和透气性的提升性能非常明显，也由此可以说明，山梨醇、聚乙二醇400和POE增韧剂的比例限定在此范围内后，使得聚乙烯流延膜的韧性有非常显著的提升。
从实施例5-6中可以看出，当淀粉和增塑剂、淀粉与碳酸钙的比例发生变化后，不仅可以有效保证聚乙烯流延膜的透气性能，同时还能够进一步改善聚乙烯流延膜的力学性能，其原因可能是淀粉和增塑剂、淀粉与碳酸钙的比例在此范围内时，淀粉集聚体的整体粒径比较固定，淀粉与聚乙烯之间的粘附力也比较固定，从而使得聚乙烯流延膜表现出优异的力学性能。
实施例7-8与实施例6相比，当用硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂来代替钛酸酯偶联剂后，聚乙烯流延膜拉伸强度下降较少，但聚乙烯流延膜的韧性有非常明显的下降，可见钛酸酯偶联剂的加入更加有助于提高淀粉、碳酸钙颗粒在聚乙烯中的分散性能，使得淀粉、碳酸钙与聚乙烯的粘结性能增强，进而有效提高了聚乙烯流延膜的韧性，除此之外，钛酸酯偶联剂相比于硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂还能有效提高聚乙烯流延膜的透气性能。
实施例9与实施例6相比，淀粉粒径为15-25μm后，聚乙烯流延膜的断裂伸长率、冲击强度、透气性能均大大降低，其原因可能是淀粉的粒径增大后，淀粉与聚乙烯相界面间的粘结力比较差，导致聚乙烯流延膜的韧性降低，而当淀粉的颗粒过小时，会导致淀粉颗粒容易在聚乙烯中出现严重的团聚现象，分散性能比较差，进而也会导致聚乙烯流延膜的力学性能降低。
实施例10-11与实施例6相比、实施例12-13与实施例11相比，当聚乙烯采用低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和再生聚乙烯的配合使用后，能够有效保证聚乙烯流延膜的韧性；虽然线性低密度聚乙烯相比于低密度聚乙烯强度大、韧性好，但是从实施例12中可以看出，当用线性低密度聚乙烯代替低密度聚乙烯后，聚乙烯流延膜的韧性明显降低，也由此可以说明低密度聚乙烯与高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和再生聚乙烯配合使用后，能够有效提高聚乙烯流延膜的韧性；当用线性低密度聚乙烯代替再生聚乙烯后，实施例13中的聚乙烯流延膜的韧性也明显降低，进一步证明了四种聚乙烯原料配合使用后可有效保证聚乙烯流延膜的韧性和透气性。
对比例3-6与实施例11相比，当用乙二醇、甘油、EVA树脂、聚乙二醇800分别代替山梨醇、POE增韧剂和聚乙二醇400后，发现对比例3-6中聚乙烯流延膜的断裂伸长率和冲击强度相比于实施例11明显降低，同时聚乙烯流延膜的透气性也随之降低，由此可以说明，本发明中选择山梨醇、聚乙二醇400和POE增韧剂组合后的增塑剂能够有效提高淀粉与聚乙烯之间的粘结性能，从而使得聚乙烯流延膜的韧性以及拉伸性能均得到提升，降低聚乙烯流延膜用在纸尿裤底层时出现破裂的概率，同时也还能够保证纸尿裤的透气性能。
对比例2、对比例7-9、对比例10-12与实施例11相比，当不添加增塑剂时，对比例2得到的聚乙烯流延膜的断裂伸长率为212%，当增塑剂只采用山梨醇、聚乙二醇400、POE增韧剂后，对比例7-9中的聚乙烯流延膜的断裂伸长率分别为290%、240%、250%，相比于不添加增塑剂，只添加POE增韧剂、山梨醇、聚乙二醇400中的任意一种后，聚乙烯流延膜的断裂伸长率有所提高，分别提高了78%、28%、38%；
当增塑剂采用山梨醇、聚乙二醇400、POE增韧剂中的任意两种后，对比例10-12中得到的聚乙烯流延膜的断裂伸长率分别为306%、314%、295%，相比于对比例2不添加增塑剂，对比例10-12中得到的聚乙烯流延膜的断裂伸长率分别提高了94%、102%、83%，若通过理论预测，将对比例7-9与对比例10-12中的增塑剂组合一起后，得到的聚乙烯流延膜的断裂伸长率相比于不添加增塑剂应该提高130-161%之间，但本发明实施例11得到的聚乙烯流延膜的断裂伸长率相比于对比例2提高了267%，远远超出了预测的效果，由此可见，当增塑剂由山梨醇、聚乙二醇400和POE增韧剂共同组成后其带来了预料不到的技术效果，使得聚乙烯流延膜的韧性大大提高。
从对比例13-16中可以看出，当增塑剂的含量超出本发明限定的范围，以及增塑剂中山梨醇、聚乙二醇400、POE增韧剂的比例超出本发明的限定后，其得到的聚乙烯流延膜的拉伸性能以及韧性会存在不同程度的降低，说明本发明中山梨醇、聚乙二醇400和POE增韧剂并不是以任意比例添加就可使得聚乙烯流延膜的拉伸性能和韧性提高，而是需要在特定的范围内才可保证聚乙烯流延膜的拉伸性能、韧性和透气性能均提高。
对比例17与实施例11相比，当原料中不添加聚丙烯时，聚乙烯流延膜的拉伸性能相比于实施例11明显降低，可见将聚丙烯与聚乙烯配合使用，可有效保证本发明得到的聚乙烯流延膜具有良好的拉伸性能。
对比例18-19与实施例11相比，当原料中无油酸或用硬脂酸代替油酸后，对比例18和对比例19中的可降解性能明显降低，且对比例18中的可降解性能降低更多，除此之外，对比例18-19得到的聚乙烯流延膜的拉伸性能与实施例11差距较小，而断裂伸长率相比于实施例11有比较明显的降低，可见油酸的添加不仅可提高聚乙烯流延膜的降解性能，同时也还间接的提高了聚乙烯流延膜的韧性。
对比例21-22与实施例11相比，原料中无改性环氧亚麻油与聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯后，聚乙烯流延膜的断裂伸长率和冲击强度都下降比较明显，可见，改性环氧亚麻油、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯与增塑剂的配合使用，能够有效提高聚乙烯流延膜的韧性。
对比例23与实施例11相比，当直接将所有原料一起混合后，聚乙烯流延膜的断裂伸长率明显降低，其原因是淀粉颗粒与聚乙烯之间存在空穴，导致淀粉颗粒与聚乙烯之间的粘结力不强，使得吹膜后得到的聚乙烯流延膜的韧性也大大降低。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可降解透气流延膜，其特征在于，主要由以下重量份数的原料制成：聚乙烯240-315份、聚丙烯5-10份、碳酸钙200-230份、颜料2-6份、淀粉50-80份、交联剂5-10份、偶联剂40-50份、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯4-12份、增塑剂40-70份、油酸5-15份、由马来酸酐改性环氧亚麻油6-12份、其他助剂7-13份；
所述增塑剂按重量比包括山梨醇：聚乙二醇400：POE增韧剂为1：（1.6-2.8）：（0.8-1.2）。
2.根据权利要求1所述的一种可降解透气流延膜，其特征在于：所述改性环氧亚麻油由以下制备方法获得：在温度为50-56℃的条件下，加入环氧亚麻油预热5min，再加入马来酸酐在温度为100-160℃，反应时间为1-10h的条件下搅拌反应获得改性环氧亚麻油，其中马来酸酐的加入量为环氧亚麻油重量的5-10%。
3.根据权利要求1所述的一种可降解透气流延膜，其特征在于：所述山梨醇：聚乙二醇400：POE增韧剂的重量比为1：（2.2-2.5）：（0.8-1.2）。
4.根据权利要求1所述的一种可降解透气流延膜，其特征在于：所述淀粉与增塑剂的重量比为（6.5-7）：（5.5-6）。
5.根据权利要求1或4所述的一种可降解透气流延膜，其特征在于：所述碳酸钙与淀粉的重量比为（21-22）：（6.5-7）。
6.根据权利要求1所述的一种可降解透气流延膜，其特征在于：所述淀粉粒径为5-10μm。
7.根据权利要求1所述的一种可降解透气流延膜，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
8.根据权利要求1所述的一种可降解透气流延膜，其特征在于：所述其他助剂按重量份包括开口剂0.1-0.3份、抗氧化剂0.9-1.7份、消泡剂6-11份。
9.根据权利要求1所述的一种可降解透气流延膜，其特征在于：所述聚乙烯按重量比低密度聚乙烯：高密度聚乙烯：线性低密度聚乙烯：再生聚乙烯为（1.5-3）：（11-13）：（3-6）：（8.5-9.5）。
10.一种可降解透气流延膜的制备方法，应用于权利要求1-9任一所述的一种可降解透气流延膜，其特征在于：包括如下步骤：按重量份计，先淀粉50-80份、偶联剂40-50份、增塑剂40-70份在100-105℃、转速为45-50r/min的条件下混炼10-15min，再加入聚乙烯240-315份、聚丙烯5-10份、碳酸钙200-230份、颜料2-6份、交联剂5-10份、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯4-12份、油酸5-15份、由马来酸酐改性环氧亚麻油6-12份、其他助剂7-13份混合均匀后，进行熔融共混挤出造粒，再进行吹膜得流延膜。
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| CN111349273A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-06-30 | 北京一撕得物流技术有限公司 | 一种高淀粉填充的hdpe吹膜专用料及其制备方法 |
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