技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及塑料包裝領(lǐng)域,具體的涉及一種殼聚糖/腰果酚復(fù)合改性的聚乙烯包裝材料的制備方法。
背景技術(shù):
::聚乙烯是目前世界上最重要的通用塑料,也是合成樹脂中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的高分子材料。它是通過(guò)乙烯發(fā)生加成聚合反應(yīng)而成的。在工業(yè)上,聚乙烯也包括乙烯與少量α-烯烴的共聚物。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法加工,無(wú)臭,無(wú)毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能,化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑,且不發(fā)生溶脹,電絕緣性能優(yōu)良,因而廣泛應(yīng)用于王業(yè)、農(nóng)業(yè)及日常生活用品等領(lǐng)域,主要用來(lái)制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜等,其中在包裝材料上的應(yīng)用最為廣泛。隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,人們的生活水平不斷地提高,人們對(duì)包裝材料的性能有了越來(lái)越高的要求,例如包裝材料的抗菌性能、耐高低溫性能、可生物降解等性能。因此,為了進(jìn)一步擴(kuò)大聚乙烯材料在包裝材料領(lǐng)域的應(yīng)用,制備一種性能更為優(yōu)異的聚乙烯包裝材料是關(guān)鍵。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素::本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種殼聚糖/腰果酚復(fù)合改性的聚乙烯包裝材料的制備方法,該制備方法操作簡(jiǎn)單,制得的包裝材料機(jī)械性能優(yōu)異,抗菌性能好,可生物降解。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種殼聚糖/腰果酚復(fù)合改性的聚乙烯包裝材料的制備方法,包括以下步驟:(1)將殼聚糖溶于醋酸溶液中,攪拌18h,得到殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入琥珀酰胺酸,并滴加三乙胺,95℃、1000r/min的攪拌下回流反應(yīng)10h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,110℃下干燥,得到殼聚糖-琥珀酰胺酸;(2)將腰果酚依次進(jìn)行環(huán)氧化和氨基化,得到氨基化腰果酚;(3)將殼聚糖-琥珀酰胺酸溶于醋酸鈉-醋酸溶液中,得到殼聚糖-琥珀酰胺酸溶液,然后加入氨基化腰果酚,混合均勻后升溫至70℃,向反應(yīng)體系中加入hobt,恒溫下回流5h,回流結(jié)束后冷卻至室溫,100℃下干燥,制得殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料;(4)將殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料和無(wú)水乙醇混合,在300w功率下超聲分散20min,得到殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的分散液;將n-異丙基丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺溶于水,并和殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的分散液混合,攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中,向三后燒瓶中依次加入偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮,攪拌30min,最后升溫至70℃,氮?dú)獗Wo(hù)下反應(yīng)20h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,過(guò)濾,固體分別用去離子水、無(wú)水乙醇洗滌3次,真空干燥,制得改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料;(5)將制得的改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料和聚乙烯在高速混勻劑中混合均勻,然后依次加入防老化劑、增塑劑、穩(wěn)定劑,繼續(xù)捏合5min,得到混合物;(6)將上述制得的混合物由雙螺桿擠出成型機(jī)吹膜,制得聚乙烯包裝材料。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(1)中,所述殼聚糖、醋酸、琥珀酰胺酸、三乙胺的質(zhì)量比為1g:40g:(0.4-0.7)g:0.05g。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(3)中,殼聚糖-琥珀酰胺酸、氨基化腰果酚、hobt的質(zhì)量比為0.85g:1.2g:0.03g。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(4)中,殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料、n-異丙基丙烯酰胺、偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為5:(2-3):(0.5-0.8):1。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(4)中,所述n-異丙基丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺的摩爾比為1:1。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(5)中,改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料、聚乙烯、防老化劑、增塑劑、穩(wěn)定劑的用量比以重量份計(jì)分別為:改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料10份、聚乙烯80-100份、防老化劑1-5份、增塑劑4份、穩(wěn)定劑3-6份。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(5)中,所述防老化劑為6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(5)中,所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,步驟(5)中,所述穩(wěn)定劑為脂肪酸鈉。本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明采用腰果酚和殼聚糖復(fù)合對(duì)聚乙烯材料進(jìn)行改性,但是腰果酚、殼聚糖分子中還有大量的活性基團(tuán)以及親水基團(tuán),加入到聚乙烯包裝材料中會(huì)降低包裝材料阻水性,所以本發(fā)明在殼聚糖表面上接枝有琥珀酰胺酸,然后腰果酚依次經(jīng)過(guò)環(huán)氧化、氨基化制得氨基化腰果酚;最后在殼聚糖表面通過(guò)酰胺鍵接枝腰果酚,制得殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料,最后在n-異丙基丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺聚合的過(guò)程中加入殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料,聚合生成的聚(n-異丙基丙烯酰胺-co-亞甲基雙丙烯酰胺)包覆在殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料表面,形成核殼結(jié)構(gòu),有效改善了殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的疏水性能,且能很好的分散在聚乙烯基體材料中。本發(fā)明制得的包裝材料機(jī)械性能好,穩(wěn)定性佳,具有一定的抗菌性能。具體實(shí)施方式:為了更好的理解本發(fā)明,下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明,實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明,不會(huì)對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。實(shí)施例1一種殼聚糖/腰果酚復(fù)合改性的聚乙烯包裝材料的制備方法,包括以下步驟:(1)將殼聚糖溶于醋酸溶液中,攪拌18h,得到殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入琥珀酰胺酸,并滴加三乙胺,95℃、1000r/min的攪拌下回流反應(yīng)10h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,110℃下干燥,得到殼聚糖-琥珀酰胺酸;其中,殼聚糖、醋酸、琥珀酰胺酸、三乙胺的質(zhì)量比為1g:40g:0.4g:0.05g;(2)將腰果酚依次進(jìn)行環(huán)氧化和氨基化,得到氨基化腰果酚;(3)將殼聚糖-琥珀酰胺酸溶于醋酸鈉-醋酸溶液中,得到殼聚糖-琥珀酰胺酸溶液,然后加入氨基化腰果酚,混合均勻后升溫至70℃,向反應(yīng)體系中加入hobt,恒溫下回流5h,回流結(jié)束后冷卻至室溫,100℃下干燥,制得殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料;其中,殼聚糖-琥珀酰胺酸、氨基化腰果酚、hobt的質(zhì)量比為0.85g:1.2g:0.03g;(4)將殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料和無(wú)水乙醇混合,在300w功率下超聲分散20min,得到殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的分散液;將n-異丙基丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺溶于水,并和殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的分散液混合,攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中,向三后燒瓶中依次加入偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮,攪拌30min,最后升溫至70℃,氮?dú)獗Wo(hù)下反應(yīng)20h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,過(guò)濾,固體分別用去離子水、無(wú)水乙醇洗滌3次,真空干燥,制得改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料;其中,殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料、n-異丙基丙烯酰胺、偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為5:2:0.5:1;(5)將制得的10份改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料和80份聚乙烯在高速混勻劑中混合均勻,然后依次加入1份防老化劑、4份增塑劑、3份穩(wěn)定劑,繼續(xù)捏合5min,得到混合物;(6)將上述制得的混合物由雙螺桿擠出成型機(jī)吹膜,制得聚乙烯包裝材料。實(shí)施例2一種殼聚糖/腰果酚復(fù)合改性的聚乙烯包裝材料的制備方法,包括以下步驟:(1)將殼聚糖溶于醋酸溶液中,攪拌18h,得到殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入琥珀酰胺酸,并滴加三乙胺,95℃、1000r/min的攪拌下回流反應(yīng)10h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,110℃下干燥,得到殼聚糖-琥珀酰胺酸;其中,殼聚糖、醋酸、琥珀酰胺酸、三乙胺的質(zhì)量比為1g:40g:0.7g:0.05g;(2)將腰果酚依次進(jìn)行環(huán)氧化和氨基化,得到氨基化腰果酚;(3)將殼聚糖-琥珀酰胺酸溶于醋酸鈉-醋酸溶液中,得到殼聚糖-琥珀酰胺酸溶液,然后加入氨基化腰果酚,混合均勻后升溫至70℃,向反應(yīng)體系中加入hobt,恒溫下回流5h,回流結(jié)束后冷卻至室溫,100℃下干燥,制得殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料;其中,殼聚糖-琥珀酰胺酸、氨基化腰果酚、hobt的質(zhì)量比為0.85g:1.2g:0.03g;(4)將殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料和無(wú)水乙醇混合,在300w功率下超聲分散20min,得到殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的分散液;將n-異丙基丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺溶于水,并和殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的分散液混合,攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中,向三后燒瓶中依次加入偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮,攪拌30min,最后升溫至70℃,氮?dú)獗Wo(hù)下反應(yīng)20h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,過(guò)濾,固體分別用去離子水、無(wú)水乙醇洗滌3次,真空干燥,制得改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料;其中,殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料、n-異丙基丙烯酰胺、偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為5:3:0.5:1;(5)將制得的10份改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料和100份聚乙烯在高速混勻劑中混合均勻,然后依次加入5份防老化劑、4份增塑劑、6份穩(wěn)定劑,繼續(xù)捏合5min,得到混合物;(6)將上述制得的混合物由雙螺桿擠出成型機(jī)吹膜,制得聚乙烯包裝材料。實(shí)施例3一種殼聚糖/腰果酚復(fù)合改性的聚乙烯包裝材料的制備方法,包括以下步驟:(1)將殼聚糖溶于醋酸溶液中,攪拌18h,得到殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入琥珀酰胺酸,并滴加三乙胺,95℃、1000r/min的攪拌下回流反應(yīng)10h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,110℃下干燥,得到殼聚糖-琥珀酰胺酸;其中,殼聚糖、醋酸、琥珀酰胺酸、三乙胺的質(zhì)量比為1g:40g:0.5g:0.05g;(2)將腰果酚依次進(jìn)行環(huán)氧化和氨基化,得到氨基化腰果酚;(3)將殼聚糖-琥珀酰胺酸溶于醋酸鈉-醋酸溶液中,得到殼聚糖-琥珀酰胺酸溶液,然后加入氨基化腰果酚,混合均勻后升溫至70℃,向反應(yīng)體系中加入hobt,恒溫下回流5h,回流結(jié)束后冷卻至室溫,100℃下干燥,制得殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料;其中,殼聚糖-琥珀酰胺酸、氨基化腰果酚、hobt的質(zhì)量比為0.85g:1.2g:0.03g;(4)將殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料和無(wú)水乙醇混合,在300w功率下超聲分散20min,得到殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的分散液;將n-異丙基丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺溶于水,并和殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的分散液混合,攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中,向三后燒瓶中依次加入偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮,攪拌30min,最后升溫至70℃,氮?dú)獗Wo(hù)下反應(yīng)20h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,過(guò)濾,固體分別用去離子水、無(wú)水乙醇洗滌3次,真空干燥,制得改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料;其中,殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料、n-異丙基丙烯酰胺、偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為5:2:0.6:1;(5)將制得的10份改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料和85份聚乙烯在高速混勻劑中混合均勻,然后依次加入2份防老化劑、4份增塑劑、4份穩(wěn)定劑,繼續(xù)捏合5min,得到混合物;(6)將上述制得的混合物由雙螺桿擠出成型機(jī)吹膜,制得聚乙烯包裝材料。實(shí)施例4一種殼聚糖/腰果酚復(fù)合改性的聚乙烯包裝材料的制備方法,包括以下步驟:(1)將殼聚糖溶于醋酸溶液中,攪拌18h,得到殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入琥珀酰胺酸,并滴加三乙胺,95℃、1000r/min的攪拌下回流反應(yīng)10h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,110℃下干燥,得到殼聚糖-琥珀酰胺酸;其中,殼聚糖、醋酸、琥珀酰胺酸、三乙胺的質(zhì)量比為1g:40g:0.6g:0.05g;(2)將腰果酚依次進(jìn)行環(huán)氧化和氨基化,得到氨基化腰果酚;(3)將殼聚糖-琥珀酰胺酸溶于醋酸鈉-醋酸溶液中,得到殼聚糖-琥珀酰胺酸溶液,然后加入氨基化腰果酚,混合均勻后升溫至70℃,向反應(yīng)體系中加入hobt,恒溫下回流5h,回流結(jié)束后冷卻至室溫,100℃下干燥,制得殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料;其中,殼聚糖-琥珀酰胺酸、氨基化腰果酚、hobt的質(zhì)量比為0.85g:1.2g:0.03g;(4)將殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料和無(wú)水乙醇混合,在300w功率下超聲分散20min,得到殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的分散液;將n-異丙基丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺溶于水,并和殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的分散液混合,攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中,向三后燒瓶中依次加入偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮,攪拌30min,最后升溫至70℃,氮?dú)獗Wo(hù)下反應(yīng)20h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,過(guò)濾,固體分別用去離子水、無(wú)水乙醇洗滌3次,真空干燥,制得改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料;其中,殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料、n-異丙基丙烯酰胺、偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為5:3:0.6:1;(5)將制得的10份改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料和90份聚乙烯在高速混勻劑中混合均勻,然后依次加入3份防老化劑、4份增塑劑、4份穩(wěn)定劑,繼續(xù)捏合5min,得到混合物;(6)將上述制得的混合物由雙螺桿擠出成型機(jī)吹膜,制得聚乙烯包裝材料。實(shí)施例5一種殼聚糖/腰果酚復(fù)合改性的聚乙烯包裝材料的制備方法,包括以下步驟:(1)將殼聚糖溶于醋酸溶液中,攪拌18h,得到殼聚糖溶液;向殼聚糖溶液中加入琥珀酰胺酸,并滴加三乙胺,95℃、1000r/min的攪拌下回流反應(yīng)10h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,110℃下干燥,得到殼聚糖-琥珀酰胺酸;其中,殼聚糖、醋酸、琥珀酰胺酸、三乙胺的質(zhì)量比為1g:40g:0.6g:0.05g;(2)將腰果酚依次進(jìn)行環(huán)氧化和氨基化,得到氨基化腰果酚;(3)將殼聚糖-琥珀酰胺酸溶于醋酸鈉-醋酸溶液中,得到殼聚糖-琥珀酰胺酸溶液,然后加入氨基化腰果酚,混合均勻后升溫至70℃,向反應(yīng)體系中加入hobt,恒溫下回流5h,回流結(jié)束后冷卻至室溫,100℃下干燥,制得殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料;其中,殼聚糖-琥珀酰胺酸、氨基化腰果酚、hobt的質(zhì)量比為0.85g:1.2g:0.03g;(4)將殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料和無(wú)水乙醇混合,在300w功率下超聲分散20min,得到殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的分散液;將n-異丙基丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺溶于水,并和殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料的分散液混合,攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中,向三后燒瓶中依次加入偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮,攪拌30min,最后升溫至70℃,氮?dú)獗Wo(hù)下反應(yīng)20h,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,過(guò)濾,固體分別用去離子水、無(wú)水乙醇洗滌3次,真空干燥,制得改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料;其中,殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料、n-異丙基丙烯酰胺、偶氮二異丁腈、聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為5:3:0.7:1;(5)將制得的10份改性殼聚糖/腰果酚復(fù)合材料和95份聚乙烯在高速混勻劑中混合均勻,然后依次加入4份防老化劑、4份增塑劑、5份穩(wěn)定劑,繼續(xù)捏合5min,得到混合物;(6)將上述制得的混合物由雙螺桿擠出成型機(jī)吹膜,制得聚乙烯包裝材料。下面對(duì)實(shí)施例中制得的聚乙烯包裝材料進(jìn)行性能測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如表1、表2、表3所示。表1機(jī)械性能測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度,mpa彎曲性能,mpa沖擊強(qiáng)度,kj/m2實(shí)施例138.668.5146實(shí)施例239.572.5149實(shí)施例340.271.8144實(shí)施例437.569.5145實(shí)施例540.570.5148表2阻隔性能表3抗菌性能從表1、表2、表3數(shù)據(jù)來(lái)看,本發(fā)明制得的聚乙烯包裝材料機(jī)械性能優(yōu)異,阻隔性能好,抗菌性能佳。當(dāng)前第1頁(yè)12