一种增强塑料编织袋用材料

王仁龙 整理

一、概述

塑料编织袋，以聚乙烯或聚丙烯为主要材料，广泛运用于水泥、农产品、米面、旅游运输和日常生活用品等的包装。

等规聚丙烯是典型的多晶型半结晶性聚合物，其常见晶型有单斜(α)，三方(β)，三斜(γ)以及四方或双四方(e)，其中稳定性最好的α晶型和处于亚稳态的β晶型工业和经济价值较大。等规聚丙烯中最常见也是稳定性最好的晶型是α晶型，但α晶型聚丙烯具有抗冲击强度低的问题。同时，在以聚丙烯为树脂基体的编织袋的生产中，很多编织袋厂家为降低成本在编织袋中会加入碳酸钙填料，常见的编织袋用扁丝的厚度为 25-30 μ m，而常用的400目碳酸钙颗粒的粒径比较大，达到 38 μ m，即使是 800目的超细碳酸钙粉，粒径也能达到15 μ m。随着碳酸钙粒子的增多，树脂基体内容易产生结晶缺陷，导致材料的拉伸强度降低。本文介绍一种增强塑料编织袋用材料，其具有拉伸强度高、韧性好的优点。

二、技术方案

一种增强塑料编织袋用材料，包括如下重量份的原料：等规聚丙烯：100份；低密度聚乙烯：18-30份；二硫化钼：3.2-5.4份；抗氧剂：0.8-1.2份；紫外光吸收剂：2-4份；滑石粉：6-12份；庚二酸：0.01-0.2份；硬脂酸盐：0.4-1.2份；碳酸钙晶须：2-10份；硬脂酸盐包括硬脂酸钙。

本技术的一种材料包括如下重量份的原料：等规聚丙烯 100份、低密度聚乙烯：18-24份；二硫化钼：3.2-5.4份；抗氧剂：0.8-1.2份；紫外光吸收剂：2-4份；滑石粉：6-12份；庚二酸：0.02-0.08份；硬脂酸盐：0.4-0.8份；碳酸钙晶须：4-6份；硬脂酸盐包括硬脂酸钙。

本技术的一种材料包括如下重量份的原料：等规聚丙烯：100份；低密度聚乙烯：24份；二硫化钼：4.5份；抗氧剂：1.0份；紫外光吸收剂：2.5份；滑石粉：10份；庚二酸：0.05份；硬脂酸盐：0.8份；碳酸钙晶须：6份；硬脂酸盐包括硬脂酸钙。

硬脂酸盐还包括硬脂酸镁、硬脂酸钠和硬脂酸锌中的一种或几种。硬脂酸盐为硬脂酸钙和硬脂酸锌的1:7复配物。

实验证明，当硬脂酸盐为硬脂酸钙与硬脂酸锌的1:7复配时，具有最好的拉伸强度，同时还具有良好的韧性。

滑石粉在使用前经硅烷偶联剂进行活化处理，所述硅烷偶联剂为乙烯基-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种。

硅烷偶联剂为单体硅化合物，分子式结构的一端含易水解的烷氧基，能够与滑石粉表面的羟基键合。另一端的不饱和双键能与同样含有双键的丙烯酸反应。从而提高滑石粉与丙烯/丙烯酸共聚物基体的相容性。滑石粉为二维层状材料，上述硅烷偶联剂的基团为线性集团，能够在滑石粉的表面上上紧密排布，从而使滑石粉的表面处理均匀性更好。

碳酸钙晶须的直径为4-6 μ m，长度为50-65 μ m。

滑石粉的目数为2500-3000目。

随着滑石粉目数的增加，材料韧性能够明显提高，同时拉伸强度也提高，表明滑石粉目数的增加有利于提高材料的力学性能，因此选用超细的2500-3000目滑石粉作为填充剂。

一种增强塑料编织袋用材料采用如下方法制备得到：

S1：取配方量的庚二酸、硬脂酸盐和碳酸钙晶须，首先将庚二酸溶于乙醇，将乙醇逐渐滴加至硬脂酸盐和碳酸钙晶须的混合固体中，边滴加边搅拌；在40-50℃的条件下搅拌至干燥，备用；

S2：滑石粉的表面活化：将硅烷偶联剂配置成质量浓度为1.2%-1.5%的乙醇溶液，滴加至滑石粉中，滴加完成后，在 40-50℃的条件下继续搅拌6-8 h后转入100℃的真空干燥箱干燥2h，干燥后取出，研磨备用；

S3：取配方量的等规聚丙烯、低密度聚乙烯、二硫化钼、抗氧剂、紫外光吸收剂、经步骤 S2处理的滑石粉、经步骤 S1处理的庚二酸、硬脂酸盐和碳酸钙晶须混合物，混合均匀后，200-220℃条件下挤出成膜；

S4：拉伸取向，并将薄膜裁剪成一定宽度的胚丝，拉成扁丝备用。

将庚二酸、硬脂酸盐和碳酸钙晶须首先进行混合，庚二酸与硬脂酸钙生成的庚二酸钙可以负载在碳酸钙晶须上，在后续的混合过程中可以随碳酸钙晶须进行良好地分散，有利于将庚二酸均匀分散。同时庚二酸钙具有对碳酸钙晶须进行表面改性的作用，有利于提高碳酸钙晶须与树脂基体的相容性。

三、有益效果

本技术采用等规聚丙烯作为树脂基体，以庚二酸和硬脂酸钙反应生成的庚二酸钙作为β-成核剂，使得等规聚丙烯主要以β晶型存在，具有提高强度的效果，同时本技术优选了庚二酸的添加量以及硬脂酸盐中硬脂酸钙的含量，使得制备得到的材料具有优异的拉伸强度。同时，本技术以碳酸钙晶须替代碳酸钙颗粒作为填充剂，具有很好的增强增韧的效果。其增韧原理是：当试样内部宏观裂纹前端或微裂纹发展到含有晶须的微区时，必须将其拔出或折断才能继续扩展，所以基体内的晶须有阻止裂纹扩展，加速能量逸散的作用，并因此达到增韧的目的。轻质碳酸钙的颗粒为纺锤形或四方体，不能在裂纹发展过程中形成类似的结构。其增强原理是：一维的碳酸钙晶须在拉伸过程中沿拉伸方向取向，从而有利于提高拉伸方向上的强度。因此，制备得到的材料在具有优良的拉伸强度的同时又具有良好的韧性。

四、具体实施方式

实施例 1-5：一种增强塑料编织袋用材料，采用如下方法制备得到：

S1：取配方量的庚二酸、硬脂酸盐和碳酸钙晶须，首先将庚二酸溶于乙醇，将乙醇逐渐滴加至硬脂酸盐和碳酸钙晶须的混合固体中，边滴加边搅拌；在40-50℃的条件下搅拌至干燥，备用；

S2：滑石粉的表面活化：将硅烷偶联剂配置成质量浓度为1.2%-1.5%的乙醇溶液，滴加至滑石粉中，滴加完成后，在 40-50℃的条件下继续搅拌6-8h后转入100℃的真空干燥箱干燥2 h，干燥后取出，研磨备用；

S3：取配方量的等规聚丙烯、低密度聚乙烯、二硫化钼、抗氧剂、紫外光吸收剂、经步骤 S2处理的滑石粉、经步骤 S1处理的庚二酸、硬脂酸盐和碳酸钙晶须混合物，混合均匀后，200-220℃条件下挤出成膜；

S4：拉伸取向，并将薄膜裁剪成一定宽度的胚丝，拉成扁丝备用。

其中，硬脂酸盐为硬脂酸钙和硬脂酸锌的1:7复配物；滑石粉的目数为3000目；碳酸钙晶须的直径为 4-6 μ m，长度为 50-65 μ m；硅烷偶联剂为正丙烯基-三甲氧基硅氧烷；抗氧剂为抗氧剂1010；紫外光吸收剂为UV-9。

表1 实施例1-5的组分和含量表

表2 实施例1、实施例6-14的组分和含量表

实施例6-14：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，其各组分的配比不同，各组分的配比参见表2。

实施例15：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，硬脂酸盐为硬脂酸钙与硬脂酸锌的1:1复配物。

实施例16：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，硬脂酸盐为硬脂酸钙与硬脂酸锌的1:3复配物。

实施例17：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，硬脂酸盐为硬脂酸钙与硬脂酸锌的1:5复配物。

实施例18：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，硬脂酸盐为硬脂酸钙与硬脂酸锌的1:9复配物。

实施例19：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，硬脂酸盐为硬脂酸钙。

实施例20：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，硬脂酸盐为硬脂酸钙与硬脂酸镁的1:9复配物。

实施例21：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，用γ―(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷替代正丙烯基-三甲氧基硅氧烷。

实施例22：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，用乙烯基-三乙氧基硅氧烷替代正丙烯基-三甲氧基硅氧烷。

实施例23：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，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。

实施例24：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，滑石粉的目数为1000目。

实施例25：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，滑石粉的目数为2000目。

实施例28：一种增强塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，滑石粉的目数为2500目。

性能表征部分：本技术实施例的性能表征如下所述，为了表征和对比本技术实施例的性能，制备了以下对比例作为对照样。

对比例 1：一种塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，不添加庚二酸。

对比例 2：一种塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，硬脂酸盐为硬脂酸锌。

对比例 3：一种塑料编织袋用材料，与实施例1的区别在于，硬脂酸盐为硬脂酸钠。

性能测试结果如表3所示。

试验结果：

在河道整治过程中最重要的目的是使得人与自然和谐发展，以这个目的为前提就要求整个河道整治工作既要维护生态平衡，又要注意生态环境的发展对人类环境的影响。自然与人类和谐相处才是最合适、最实用的河道整治方案。以往的河整治工程主要是以防洪工程为主要工作，这种不考虑多方面因素的单一工程，自然会导致部分水域的生态环境急转几下，产生很多问题。随着人类环境意识的提高，防洪工程措施的改进上明显有了环境保护意识。防洪工程建设不仅要有创意、安全性、注意建造质量，同时还要将治水方案考虑进去。

1） 对比实施例 1、实施例 6-9的试验结果可知，随着碳酸钙晶须的添加量的增大，断裂伸长率和拉伸强度均出现先增大后减小的过程，当配方为实施例1时，在均有优良的拉伸强度的同时，还具有良好的韧性。

表3 性能测试结果

2） 对比实施例 1、实施例 10-14的试验结果可知，随着庚二酸添加量的增加，断裂伸长率首先出现急剧减小的趋势，当庚二酸的添加量增加到一定程度以后(0.08份)，断裂伸长率不再明显减小；同时，随着庚二酸添加量的增加，拉伸强度首先出现急剧增大的趋势，当庚二酸的添加量增加到一定程度以后(0.08份)，拉伸强度不再明显减小。当配方为实施例1时，制备得到的材料具有优异的拉伸强度，同时韧性良好，并且不至于导致材料的浪费。

3） 对比实施例 1、实施例 15-20以及对比例2-3的试验结果可知，硬脂酸钙对提高材料的拉伸强度具有关键性的作用，并且还伴随一定的提高材料韧性的效果。

4） 对比实施例1和对比例1的试验结果可知，庚二酸对提高材料的拉伸强度具有关键性的作用，并且还伴随一定的提高材料韧性的效果。