一種高強(qiáng)度編織用聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于編織袋材料領(lǐng)域，涉及到一種蒙脫土 /聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料編織袋主要是在聚丙烯(PP)等樹脂中加入少量輔料混合后經(jīng)擠出機(jī)熔融，擠出塑料薄膜切割成絲，在低于樹脂熔融溫度下進(jìn)行拉伸，通過分子定向與熱定型制成高強(qiáng)度，低延伸率的扁絲，再經(jīng)卷繞、織布、裁剪、縫合制成塑料編織袋。但是PP作為通用塑料，具有低溫脆性、韌性差、易老化等缺點(diǎn)，在性能上還不完善，需要進(jìn)行改性才能得到更好地應(yīng)用。
[0003]蒙脫土(MMT)作為非常典型的片層納米材料，在與許多高分子基復(fù)合材料研宄的研宄中，主要集中在復(fù)合材料的力學(xué)、熱學(xué)等性能。鑒于MMT本身的納米效應(yīng)，其在高分子基復(fù)合材料中的分散并不理想，存在比較嚴(yán)重的疊合現(xiàn)象，為改善MMT與高分子材料的相容性，經(jīng)常需對(duì)MMT進(jìn)行化學(xué)修飾改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了進(jìn)一步提高編織袋復(fù)合材料的強(qiáng)度，本發(fā)明首先制備了一種化學(xué)改性的蒙脫土(FMMT)，然后將其作為添加劑與PP基體復(fù)合，提高PP復(fù)合材料的強(qiáng)度。主要考察FMMT對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。
[0005]化學(xué)改性的蒙脫土(FMMT)的制備過程如下:
在1000 mL三口燒瓶中加入30 g蒙脫土和700 mL去離子水，高速高速攪拌均勻，靜置24 h，棄去下層沉淀取上層蒙脫土的水分散液，將20 g的十六烷基三甲基溴化銨(CATB)和濃鹽酸在80 °C水中調(diào)整攪拌形成CATB質(zhì)子化溶液，將其逐滴滴加到蒙脫土水分散液中，將這種混合液在80 °C下高速攪拌2 h，然后在室溫下抽濾，用去離子水反復(fù)洗滌沉淀物降低Br 一濃度，直至用0.1 mo I/L的AgNO3溶液檢測(cè)無(wú)淡黃色沉淀生成，所得產(chǎn)品在80 °〇烘箱中干燥至恒重，然后用研缽研細(xì)，即可得到FMMT。
[0006]MMT和FMMT的拉曼(Raman)譜圖分別見圖1和圖2。對(duì)比圖1和圖2，可以發(fā)現(xiàn)，圖2中在波數(shù)為2851.0 CnT1和2922.4 cnT1處多出兩個(gè)吸收峰，即烷基基團(tuán)的吸收峰，說明處理過的蒙脫土中有十六烷基三甲基銨鹽的存在，可以認(rèn)定十六烷基三甲基銨鹽的陽(yáng)離子與蒙脫土中的Na+發(fā)生了離子交換，因此可以肯定，經(jīng)過離子交換作用，有機(jī)陽(yáng)離子已經(jīng)插層進(jìn)入蒙脫土層間。通過這種化學(xué)修飾改性，MM T已由親水性變?yōu)橛H油性。
[0007]MMT和FMMT的X射線衍射分析(XRD)分別如圖3和圖4。圖3中，譜圖在2 Θ =7.24。出現(xiàn)一個(gè)寬而弱的衍射峰，對(duì)應(yīng)著MMT (001)晶面的衍射峰。根據(jù)布拉格公式可以計(jì)算出MMT片層間距為1.23 nm，間距較小，主要是由于未對(duì)MMT進(jìn)行相關(guān)改性處理，因此沒有插層劑插入片層之間。圖4中，經(jīng)過CATB改性修飾后，F(xiàn)MMT的譜圖在2 Θ =2.24°和2 Θ =4.43°處出現(xiàn)了兩個(gè)較強(qiáng)的衍射峰，根據(jù)布拉格公式可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)的片層間距分別為3.98 nm和1.20 nm，都要大于MMT的1.23 nm的片層間距。這主要是因?yàn)橥ㄟ^化學(xué)改性，使得CATB插入到MMT片層中間，撐開片層，導(dǎo)致片層間距增大，插入的CATB量越多，片層被撐開的程度越大，相應(yīng)的片層間距越大。
[0008]高強(qiáng)度編織袋復(fù)合材料的制備流程如下:
將原料聚丙烯、填充母料、抗老化劑、顏料等其他助劑預(yù)混均勻，加入FMMT混煉均勻；經(jīng)過模頭成型擠出成為薄膜，經(jīng)過冷卻，用刀片切割成胚絲，并經(jīng)過烘箱被拉伸形成扁絲；扁絲經(jīng)過熱定型，在低牽引速度的情況下收縮，并在低溫下進(jìn)行處理，最后經(jīng)收卷系統(tǒng)收卷成型；圓織機(jī)編織成布卷，最后裁剪成編織袋。
【附圖說明】
[0009]圖1是MMT的紅外譜圖。
[0010]圖2是FMMT的紅外譜圖。
[0011]圖3是MMT的XRD譜圖。
[0012]圖4是FMMT的XRD譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0014]實(shí)施例1
將原料聚丙烯、填充母料、抗老化劑、顏料等其他助劑預(yù)混均勻；經(jīng)過模頭成型擠出成為薄膜，經(jīng)過冷卻，用刀片切割成胚絲，并經(jīng)過烘箱被拉伸形成扁絲；扁絲經(jīng)過熱定型，在低牽引速度的情況下收縮，并在低溫下進(jìn)行處理，最后經(jīng)收卷系統(tǒng)收卷成型；圓織機(jī)編織成布卷，最后裁剪成編織袋。
[0015]該試樣試生產(chǎn)扁絲，其單絲強(qiáng)度為0.32 N/tex，成品袋平均強(qiáng)度為809 N/tex，跌落實(shí)驗(yàn)通過率為65.7%。
[0016]實(shí)施例2
將原料聚丙烯、填充母料、抗老化劑、顏料等其他助劑預(yù)混均勻，加入FMMT混煉均勻；經(jīng)過模頭成型擠出成為薄膜，經(jīng)過冷卻，用刀片切割成胚絲，并經(jīng)過烘箱被拉伸形成扁絲；扁絲經(jīng)過熱定型，在低牽引速度的情況下收縮，并在低溫下進(jìn)行處理，最后經(jīng)收卷系統(tǒng)收卷成型；圓織機(jī)編織成布卷，最后裁剪成編織袋。
[0017]該試樣試生產(chǎn)扁絲，其單絲強(qiáng)度為0.78 N/tex，成品袋平均強(qiáng)度為1252.36 N/tex，跌落實(shí)驗(yàn)通過率為100%。
[0018]以上對(duì)本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡(jiǎn)單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)度編織用聚丙烯復(fù)合材料，其特征是包括如下步驟: 化學(xué)改性的蒙脫土(FMMT)的制備過程如下: 在三口燒瓶中加入一定量的蒙脫土和去離子水，高速高速攪拌均勻，靜置24 h，棄去下層沉淀取上層蒙脫土的水分散液，將一定量的十六烷基三甲基溴化銨(CATB)和濃鹽酸在80 °C水中調(diào)整攪拌形成CATB質(zhì)子化溶液，將其逐滴滴加到蒙脫土水分散液中，將這種混合液在80 °C下高速攪拌2 h，然后在室溫下抽濾，用去離子水反復(fù)洗滌沉淀物降低Br一濃度，直至用0.1 mol/L的AgNO3溶液檢測(cè)無(wú)淡黃色沉淀生成，所得產(chǎn)品在80 °C烘箱中干燥至恒重，然后用研缽研細(xì)，即可得到FMMT。
2.高強(qiáng)度編織袋的制備過程如下: 將原料聚丙烯、填充母料、抗老化劑、顏料等其他助劑預(yù)混均勻，加入FMMT混煉均勻；經(jīng)過模頭成型擠出成為薄膜，經(jīng)過冷卻，用刀片切割成胚絲，并經(jīng)過烘箱被拉伸形成扁絲；扁絲經(jīng)過熱定型，在低牽引速度的情況下收縮，并在低溫下進(jìn)行處理，最后經(jīng)收卷系統(tǒng)收卷成型；圓織機(jī)編織成布卷，最后裁剪成編織袋。
【專利摘要】本發(fā)明涉及高強(qiáng)度編織袋材料領(lǐng)域，具體涉及一種蒙脫土/聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，包括蒙脫土的化學(xué)改性修飾，所述化學(xué)改性修飾是將有機(jī)物質(zhì)修飾到蒙脫土表面，所述修飾到蒙脫土表面會(huì)使得蒙脫土片層間距增大，所述片層間距增大會(huì)使得其在聚乙烯基體中分散更均勻，所述分散更均勻會(huì)導(dǎo)致與基體接觸更充分，從而導(dǎo)致機(jī)械性能的提升。
【IPC分類】C08L23-12, C08K3-34, C08K9-04
【公開號(hào)】CN104829869
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510265440
【發(fā)明人】孫連軍
【申請(qǐng)人】天津市久大塑料制品有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月23日