一种耐热可降解材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐热可降解材料的制备方法，属于环保材料制备技术领域。本发明专利技术在双辊热炼机中将铝粉与PVC树脂混炼时，铝粉在树脂机体内部填充，铝粉不仅可以对PVC薄膜的强度进行增强，并且由于铝粉颗粒的熔点较高，首先改性胶膜中淀粉在长期曝晒过程中，并且分解后丙烯酸酯的交联点会被破坏，本发明专利技术的混合膜液中含有壳聚糖和聚乙烯醇，壳聚糖主链上含有易水解的酯键，在土壤中易吸水水解，吸收的小分子的水移动到包膜材料的表面，通过扩散的方式进入亲水基团或酯键的周围，本发明专利技术的可降解材料在土壤中降解后，提高土壤对养分元素的吸附能力，释放出所持无机养分，无机盐颗粒在吸水高聚物的网状结构中保存，对土壤起到保水保肥作用，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种耐热可降解材料的制备方法
本专利技术公开了一种耐热可降解材料的制备方法，属于环保材料制备

技术介绍
可降解材料室在一段时间内，在热力学和动力学意义上均可降解的材料。按降解的外因因素来分，可分为：光降解材料、生物降解材料等，影响因素主要有温度、分子量、材料结构等。按降解的外因因素来分，可分为：光降解材料：由于太阳光的作用而降解；生物降解材料：由于真菌、细菌等自然界微生物的作用而降解，最终分解为二氧化碳和水；环境降解材料：在光、热、水、污染化合物、微生物、昆虫、机械力等自然环境条件作用下降解。地膜的出现和应用极大地促进了农业产量和效益的提高，带动了农业生产方式的改变和农业生产力的飞跃发展。然而，传统技术中最普遍使用的农用塑料地膜存在诸多缺点：覆盖在田地上永久无法降解，需要人为拣收，费时费力，劳动难度大效益低，很多收不干净遗留在土壤中，从而对土壤和环境造成巨大的污染；功能性很少，只能起到简单的保温、防冻等几项作用。据统计，地膜应用30多年来，由于人们环保意识的滞后以及有效残膜回收措施的缺乏，目前我国长期覆膜的农田土壤，平均每亩地膜残留量高达5～15公斤。大量残留的地膜碎片不易被土壤微生物降解，且长期存留于农田导致土壤结构破坏、耕地质量严重下降；此外，大量残膜的存在造成农事操作受阻，给下一季农作物耕作带来不利影响，严重阻碍了农业方面生产力的发展。长期以来，我们所使用农膜材料都是用石油合成树脂，如聚氯乙烯，聚丙烯，聚乙烯等材料制成的一次性制成品，耐热性差，夏天在聚热部位变形甚至破损，用完后被废弃为垃圾，有的被随处丢弃，有的被堆埋、或焚烧等，极大的浪费了资源。这些塑料产品需200年左右才能被分解。而对其进行处理过程中产生的有害物质直接污染大气和水源。这些废弃的保水膜也对土地的土壤结构产生很大的破坏，直接导致了土地减产等一系列不良后果。因此，专利技术一种耐热性好且降解性能好的耐热可降解材料对环境保护材料制备
具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前可降解材料用作农用领域时例如农膜材料都是用石油合成树脂，如聚氯乙烯，聚丙烯，聚乙烯等材料制成的一次性制成品，耐热性差，夏天在聚热部位变形甚至破损，用完后被废弃为垃圾，极大的浪费了资源，这些塑料产品需200年左右才能被分解，而对其进行处理过程中产生的有害物质直接污染大气和水源，这些农膜塑料对土地的土壤结构和成分产生很大的危害，直接导致了土地减产等一系列不良后果的缺陷，提供了一种耐热可降解材料的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种耐热可降解材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，将2～4份十二烷基硫酸钠，3～5份聚乙二醇辛基苯基醚，8～10份碳酸氢钠和80～90份去离子水加入带有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于水浴槽内，加热升温，启动搅拌器搅拌，直至四口烧瓶内固体成分完全溶解，得到分散溶剂；（2）将甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯等质量混合得到混合单体，配制过硫酸铵水溶液作为引发剂，按重量份数计，通过滴液漏斗向上述四口烧瓶中先加入14～16份的混合单体，搅拌2～4min后，向四口烧瓶中加入2～3份引发剂后，反应后，将30～33份混合单体和4～6份引发剂混合，得到混合液；（3）用滴液漏斗向四口烧瓶中滴加混合液，保温反应，升温，继续保温反应，将四口烧瓶撤出水浴槽，搅拌冷却至室温，出料，得到自交联丙烯酸酯乳液，用氨水调节自交联丙烯酸酯乳液的pH；（4）称取20～25g上述自交联丙烯酸酯乳液，涂布在聚四氟乙烯板表面，室温下放置1～2h后，再放入电热恒温鼓风干燥箱中，干燥后取出，自然冷却至室温后，揭膜，得到胶膜，将胶膜置于木薯淀粉胶液中，在常温下浸泡，得到改性胶膜；（5）按重量份数计，将40～50份PVC树脂、30～40份铝粉、8～10份氧化锌置于高速捏合机中搅拌共混得到共混原料，将共混原料置于双辊热炼机中，混炼得到PVC薄膜；（6）取30～40g壳聚糖溶于100～120mL醋酸溶液中，得到壳聚糖膜液，取20～30g海藻酸钠溶于120～150mL蒸馏水中，向蒸馏水中加入20～30mL甘油，搅拌至海藻酸钠完全溶解后，得到海藻酸钠膜液，将海藻酸钠膜液与壳聚糖膜液混合得到混合膜液，在混合膜液浸渍条件下，将一层改性胶膜两面贴合一层PVC薄膜，风干后放入卷压机中，热压收卷，得到耐热可降解材料。步骤（1）所述的水浴槽加热升温为80～85℃，搅拌转速为500～550r/min。步骤（2）所述的过硫酸铵水溶液为质量分数为40%，滴液漏斗滴液速率3～5mL/min，反应时间为10～12min。步骤（3）所述的滴加速率为5～7mL/min，保温反应时间为30～35min，升温后温度为85～90℃，继续保温反应时间为40～45min，氨水质量分数为25%，调节自交联丙烯酸酯乳液的pH值为7.0～8.0。步骤（4）所述的电热恒温干燥温度为50～60℃，干燥时间为22～24h，胶膜厚度为1.0～1.5mm，木薯淀粉胶液的质量分数30%，常温下浸泡时间为30～35min。步骤（5）所述的高速捏合机转速为3000～3200r/min，搅拌共混时间为20～30min，控制机头温度在70～80℃，PVC薄膜厚度为0.5～1.0mm。步骤（6）所述的壳聚糖脱乙酰度为85～90%，醋酸溶液的质量分数为5%，海藻酸钠膜液与壳聚糖膜液混合体积比为1︰2，热压收卷时温度为50～55℃、压力为1.5～2.0MPa。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术以丙烯酸酯单体进行乳化反应得到自交联丙烯酸酯乳液，再将自交联丙烯酸酯乳液制成改性胶膜，在浸渍混合膜液条件下将改性胶膜与PVC薄膜贴合成三层的复合薄膜，经卷压机热压收卷得到耐热可降解材料，本专利技术在双辊热炼机中将铝粉与PVC树脂混炼时，铝粉在树脂机体内部填充，铝粉不仅可以对PVC薄膜的强度进行增强，并且由于铝粉颗粒的熔点较高，铝粉填充粒子能够将薄膜的熔点提高，有效减小高温下的热塑性变形，表面的铝粉颗粒易被空气氧化形成致密的氧化膜，氧化铝的熔点在2000℃以上，高温时内部树脂薄膜受到高温的影响减小，从而提升可降解材料的耐热性能，可降解材料由自交联丙烯酸酯胶膜与PVC薄膜贴合热压而得，自交联丙烯酸酯胶膜经浸泡淀粉胶液处理，由于胶膜的自交联性，淀粉在丙烯酸酯的三维网络结构中的交联点进行接枝键合，首先改性胶膜中淀粉在长期曝晒过程中，易分解成单糖，并且分解后丙烯酸酯的交联点会被破坏，丙烯酸酯胶膜会软化，从而对可降解材料起到降解的效果，不会对土壤环境产生危害；本专利技术的混合膜液中含有壳聚糖和聚乙烯醇，壳聚糖主链上含有易水解的酯键，在土壤中易吸水水解，吸收的小分子的水移动到包膜材料的表面，通过扩散的方式进入亲水基团或酯键的周围，在酸性或碱性环境下，酯键都会发生自由水解断裂，分子量缓慢降低，当分子量降低到一定程度，开始溶解，变成可溶的降解产物，水分吸收量较大时聚乙烯醇的熔点也会降低，使聚乙烯醇缓慢溶解，从而使水溶性可降解材料的降解性能增强，对土壤不会产生二次污染，本专利技术的可降解材料在土壤中降解后，混合膜液中壳聚糖上的-NH3+可与海藻酸钠上的-COO-发生静电反应，会在土壤中无机盐颗粒表面生成微溶性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热可降解材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为： （1）按重量份数计，将2～4份十二烷基硫酸钠，3～5份聚乙二醇辛基苯基醚，8～10份碳酸氢钠和80～90份去离子水加入带有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于水浴槽内，加热升温，启动搅拌器搅拌，直至四口烧瓶内固体成分完全溶解，得到分散溶剂；（2）将甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯等质量混合得到混合单体，配制过硫酸铵水溶液作为引发剂，按重量份数计，通过滴液漏斗向上述四口烧瓶中先加入14～16份的混合单体，搅拌2～4min后，向四口烧瓶中加入2～3份引发剂后，反应后，将30～33份混合单体和4～6份引发剂混合，得到混合液； （3）用滴液漏斗向四口烧瓶中滴加混合液，保温反应，升温，继续保温反应，将四口烧瓶撤出水浴槽，搅拌冷却至室温，出料，得到自交联丙烯酸酯乳液，用氨水调节自交联丙烯酸酯乳液的pH；（4）称取20～25g上述自交联丙烯酸酯乳液，涂布在聚四氟乙烯板表面，室温下放置1～2h后，再放入电热恒温鼓风干燥箱中，干燥后取出，自然冷却至室温后，揭膜，得到胶膜，将胶膜置于木薯淀粉胶液中，在常温下浸泡，得到改性胶膜；（5）按重量份数计，将40～50份PVC树脂、30～40份铝粉、8～10份氧化锌置于高速捏合机中搅拌共混得到共混原料，将共混原料置于双辊热炼机中，混炼得到PVC薄膜；（6）取30～40g壳聚糖溶于100～120mL醋酸溶液中，得到壳聚糖膜液，取20～30g海藻酸钠溶于120～150mL蒸馏水中，向蒸馏水中加入20～30mL甘油，搅拌至海藻酸钠完全溶解后，得到海藻酸钠膜液，将海藻酸钠膜液与壳聚糖膜液混合得到混合膜液，在混合膜液浸渍条件下，将一层改性胶膜两面贴合一层PVC薄膜，风干后放入卷压机中，热压收卷，得到耐热可降解材料。...

【技术特征摘要】
1.一种耐热可降解材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，将2～4份十二烷基硫酸钠，3～5份聚乙二醇辛基苯基醚，8～10份碳酸氢钠和80～90份去离子水加入带有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶中，并将四口烧瓶置于水浴槽内，加热升温，启动搅拌器搅拌，直至四口烧瓶内固体成分完全溶解，得到分散溶剂；（2）将甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯等质量混合得到混合单体，配制过硫酸铵水溶液作为引发剂，按重量份数计，通过滴液漏斗向上述四口烧瓶中先加入14～16份的混合单体，搅拌2～4min后，向四口烧瓶中加入2～3份引发剂后，反应后，将30～33份混合单体和4～6份引发剂混合，得到混合液；（3）用滴液漏斗向四口烧瓶中滴加混合液，保温反应，升温，继续保温反应，将四口烧瓶撤出水浴槽，搅拌冷却至室温，出料，得到自交联丙烯酸酯乳液，用氨水调节自交联丙烯酸酯乳液的pH；（4）称取20～25g上述自交联丙烯酸酯乳液，涂布在聚四氟乙烯板表面，室温下放置1～2h后，再放入电热恒温鼓风干燥箱中，干燥后取出，自然冷却至室温后，揭膜，得到胶膜，将胶膜置于木薯淀粉胶液中，在常温下浸泡，得到改性胶膜；（5）按重量份数计，将40～50份PVC树脂、30～40份铝粉、8～10份氧化锌置于高速捏合机中搅拌共混得到共混原料，将共混原料置于双辊热炼机中，混炼得到PVC薄膜；（6）取30～40g壳聚糖溶于100～120mL醋酸溶液中，得到壳聚糖膜液，取20～30g海藻酸钠溶于120～150mL蒸馏水中，向蒸馏水中加入20～30mL甘油，搅拌至海藻酸钠完全溶解后，得到海藻酸钠膜液，将海藻酸钠膜液与壳聚糖膜液混合得到混合膜液...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘茂龙，邓博，朱彩娣，
申请(专利权)人：佛山皖阳生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44