本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗壓不易變形的PET/蒙脫土納米復合片材及其制作方法。
背景技術(shù)：
聚對苯二甲酸乙二酯(PET)是一種飽和線性熱塑性工程塑料，其邊料與廢品可回收，其所含化學元素同紙張一樣為碳、氫、氧，屬可降解性塑料。PET瓶質(zhì)輕、強度高、無色透明、表面光澤度高、呈玻璃狀外觀，可塑性和力學性能好，且無毒、無味。近年來，普通PET瓶已被廣泛應用于碳酸類飲料、礦泉水及純水的包裝，成為全球最主要的飲料包裝形式。然而，PET在應用方面存在一些制約因素：熔體強度差、結(jié)晶速率較慢、尺寸穩(wěn)定性差，不能滿足工業(yè)上快速注射成型的需要。加入成核劑雖有助于PET結(jié)晶速率的提高，但成核劑價格昂貴，成為制約其大規(guī)模應用的一個“瓶頸”。
蒙脫土(MMT)具有可膨潤性和層間的陽離子可交換性，將其改性后作為成核劑添加到原料中即降低了成本也能提高PET瓶的綜合性能。因此文獻《PET/MMT納米復合材料的制備及其在液體包裝中的應用》巧妙地利用它的這兩個特性，用經(jīng)有機化處理的MMT對PET進行熔融插層共聚，制得PET/ MMT納米復合材料，該復合材料的結(jié)晶速率快，對氣體、液體的阻隔性好，強度、模量、熱變形溫度高，且透明、無毒、無味，不易破碎，完全可應用于茶飲料、油品及碳酸類飲料等液體的包裝。
但是文中的PET/ MMT納米復合材料用于液體包裝使用時還存在機械性能差、抗壓性能弱等缺陷，從而導致被包裝物在運輸過程中容易變形受損，給廠家和消費者均帶來一定的經(jīng)濟損失，因而需要對現(xiàn)有蒙脫土改性并添加有效助劑以提高PET復合材料的機械和抗壓性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是提供一種抗壓不易變形的PET/蒙脫土納米復合片材及其制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
一種抗壓不易變形的PET/蒙脫土納米復合片材，其特征在于，由下列重量份的原料制成：PET樹脂55-60、乙烯丙烯酸乙酯20-21、鈉基蒙脫土6-8、小麥秸稈15-18、玻璃纖維10-11、納米碳酸鈣0.7-0.9、納米二氧化鈦1.1-1.4、苯甲酸鈉7-9、對氨基苯甲酸8-10、N330炭黑0.3-0.5、硼酸鋅0.1-0.2、石蠟5-7、適量水。
所述的一種抗壓不易變形的PET/蒙脫土納米復合片材的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
（1）將鈉基蒙脫土加水制成懸浮液，在攪拌下升溫至80-90℃，加入苯甲酸鈉、對氨基苯甲酸，在30分鐘內(nèi)逐漸升溫至100℃，加入納米二氧化鈦保持溫度繼續(xù)攪拌1-2小時，自然冷卻至室溫，過濾，洗滌至中性，真空干燥，研磨成超細粉體得改性鈉基蒙脫土；
（2）將石蠟加熱至熔融狀態(tài)，加入納米碳酸鈣保持溫度超聲處理20-25分鐘，立即將所得混合液均勻噴灑在玻璃纖維表面，干燥得改性玻璃纖維；
（3）將小麥秸稈烘干粉碎，投入高速混合機中，加入PET樹脂、乙烯丙烯酸乙酯高速攪拌10-20分鐘，加入步驟（1）、（2）物料及其他剩余成分高速攪拌30-40分鐘，干燥后經(jīng)單螺桿擠出機擠出得塑料母粒；
（4）將步驟（3）粒料經(jīng)結(jié)晶、干燥后擠出塑化，再經(jīng)模頭制成片材，最后經(jīng)冷卻上光、牽引、切割出料。
所述步驟（1）懸浮液的濃度為4wt.%，其中攪拌速度為160-180r/min。
所述步驟（2）中的超聲處理在頻率為60kHz、超聲功率為1000W、溫度在100℃下進行。
所述步驟（3）小麥秸稈粉碎至300-400目，其中攪拌速度為200-230r/min。
本發(fā)明有以下有益效果：本發(fā)明以改性鈉基蒙脫土為成核劑，與PET樹脂的相容性和分散性好，將鈉基蒙脫土通過陽離子交換進行有機插層改性，導致蒙脫土層狀結(jié)構(gòu)的破壞，進而解離成納米級的粒子，此時層內(nèi)過剩的負電荷與PET的大分子鏈端形成一定形式的離子鍵，阻礙了PET分子鏈段的運動，降低晶體的生長自由度，生長過程受阻，晶粒尺寸也比較大，從而降低了復合材料的熔點，提高了復合材料的阻隔性；添加納米二氧化鈦，改善了復合材料的抗菌持久性進而提高包裝物的防腐性能延長了產(chǎn)品的保質(zhì)期；本發(fā)明將玻璃纖維經(jīng)納米碳酸鈣接枝改性后添加到原料中，提高了復合材料的機械性能和抗壓性能，該復合材料結(jié)晶速率快，對氣體、液體的阻隔性好，機械強度高，抗壓性能優(yōu)，剛性強韌性大且透明、無毒、無味，不易破碎，完全可應用于茶飲料、油品及碳酸類飲料等液體的包裝。
具體實施方式
所述的一種抗壓不易變形的PET/蒙脫土納米復合片材，其特征在于，由下列重量份的原料制成：PET樹脂57、乙烯丙烯酸乙酯21、鈉基蒙脫土6、小麥秸稈15、玻璃纖維10、納米碳酸鈣0.7、納米二氧化鈦1.4、苯甲酸鈉9、對氨基苯甲酸8、N330炭黑0.3、硼酸鋅0.1、石蠟5、適量水。
制作方法包括以下步驟：
（1）將鈉基蒙脫土加水制成懸浮液，在攪拌下升溫至80-90℃，加入苯甲酸鈉、對氨基苯甲酸，在30分鐘內(nèi)逐漸升溫至100℃，加入納米二氧化鈦保持溫度繼續(xù)攪拌1-2小時，自然冷卻至室溫，過濾，洗滌至中性，真空干燥，研磨成超細粉體得改性鈉基蒙脫土；
（2）將石蠟加熱至熔融狀態(tài)，加入納米碳酸鈣保持溫度超聲處理20-25分鐘，立即將所得混合液均勻噴灑在玻璃纖維表面，干燥得改性玻璃纖維；
（3）將小麥秸稈烘干粉碎，投入高速混合機中，加入PET樹脂、乙烯丙烯酸乙酯高速攪拌10-20分鐘，加入步驟（1）、（2）物料及其他剩余成分高速攪拌30-40分鐘，干燥后經(jīng)單螺桿擠出機擠出得塑料母粒；
（4）將步驟（3）粒料經(jīng)結(jié)晶、干燥后擠出塑化，再經(jīng)模頭制成片材，最后經(jīng)冷卻上光、牽引、切割出料。
所述步驟（1）懸浮液的濃度為4wt.%，其中攪拌速度為160-180r/min。
所述步驟（2）中的超聲處理在頻率為60kHz、超聲功率為1000W、溫度在100℃下進行。
所述步驟（3）小麥秸稈粉碎至300-400目，其中攪拌速度為200-230r/min。