一种可降解塑料快递袋
阅读说明：本技术 一种可降解塑料快递袋 (Degradable plastic express bag ) 是由 胡颖妮 于 2021-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可降解塑料快递袋,包括如下重量份的组分：高密度聚乙烯20-50份；低密度聚乙烯10-30份；淀粉15-30份；聚羟基脂肪酸酯8-15份；硅铝薄膜开口剂1-5份；偶联剂1-3份；抗氧化剂0.1-1份。本发明以高密度聚乙烯、低密度聚乙烯为基料,基料与淀粉、聚羟基脂肪酸酯、偶联剂性形成可降解塑料快递袋的结构骨架,加上硅铝薄膜开口剂,可增加快递袋的开口性能及拉伸强度,其中,淀粉为营养物质,可为微生物提供繁殖场所,随着淀粉的生物降解,结构骨架逐渐崩解,其他物质也逐步被微生物降解,使该快递袋逐步被降解,避免污染环境。(The invention discloses a degradable plastic express delivery bag which comprises the following components in parts by weight: 20-50 parts of high-density polyethylene; 10-30 parts of low-density polyethylene; 15-30 parts of starch; 8-15 parts of polyhydroxyalkanoate; 1-5 parts of a silicon-aluminum film opening agent; 1-3 parts of a coupling agent; 0.1-1 part of antioxidant. The invention takes high-density polyethylene and low-density polyethylene as base materials, the base materials, starch, polyhydroxyalkanoate and a coupling agent form a structural framework of the degradable plastic express bag, and a silicon-aluminum film opening agent is added, so that the opening performance and the tensile strength of the express bag can be improved, wherein the starch is a nutrient substance and can provide a breeding place for microorganisms, the structural framework is gradually disintegrated along with the biodegradation of the starch, other substances are gradually degraded by the microorganisms, and the express bag is gradually degraded to avoid environmental pollution.)
技术领域
本发明涉及高分子技术领域，尤其涉及一种可降解塑料快递袋。
背景技术
随着社会的发展和人们生活水平的进步，越来越多的人选择网上购物，而且人们的物品往来也越来越频繁，这使得物流行业得到了飞速的发展。在物品的运输过程中，需要用包装袋，对物品进行包装，以避免物品弄脏。塑料型的快递袋以其轻质价廉的优势，被大量用作快递袋，但是，快递袋的大量使用，对环境造成了日益严重的“白色污染”。制备可降解的快递袋，是目前亟需解决的技术问题。
可降解的快递袋的塑料薄膜在生产及储存过程中，薄膜成型后其表面有大量的外露分子链，在两片薄膜闭合后产生大分子链相互缠绕粘连，因而在受热压或受物压情况下，两片薄膜容易发生粘连。在后续生产使用过程中，轻则影响塑料薄膜的放卷速度，重则使塑料薄膜无法展开使用，给自动化包装应用带来困难。为了解决该问题，通常在塑料薄膜生产过程中，添加固体惰性颗粒作为开口剂，使薄膜及片材表面形成大量凸起的小点，形成两层之间的“架桥”现象，一方面避免了两个内壁面紧贴在一起而形成的“粘结”问题；另一方面使空气沿开口剂在薄膜/片材表面所形成的凸起小点之间的缝隙，渗透入两层薄膜的内壁，以抵消大气压力，从而可有效地防止薄膜间的粘结。
最初开口剂是滑石粉，硅藻土等，中期发展到油酸酰胺、芥酸酰胺EBS衍生物等。这些助剂都不同程度地存在不足之处，主要表现在滑石粉、硅藻土等开口剂分散性差；油酸酰胺、芥酸酰胺EBS衍生物等开口剂容易在薄膜表面析出，影响薄膜的印刷性及颜色。
目前的开口剂已经发展为多孔硅基氧化物，主要成分为二氧化硅颗粒，其在薄膜表面形成许多微细而坚硬的突起，减小薄膜之间的接触面积，以实现减少薄膜之间的摩擦，便于薄膜分离，不足之处在于二氧化硅颗粒与薄膜树脂之间的结合力差，不易分散，进而影响其开口性能。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可降解塑料快递袋，其开口剂可均匀分散于薄膜树脂内，开口剂与薄膜树脂的具有良好的亲和程度，可达到较好的开口效果。
本发明采用如下技术方案实现：
一种可降解塑料快递袋，包括如下重量份的组分：
高密度聚乙烯20-50份；
低密度聚乙烯10-30份；
淀粉15-30份；
聚羟基脂肪酸酯8-15份；
硅铝薄膜开口剂1-5份；
偶联剂1-3份；
抗氧化剂0.1-1份。
进一步地，该可降解塑料快递袋包括如下重量份的组分：
高密度聚乙烯20-40份；
低密度聚乙烯15-25份；
淀粉15-25份；
聚羟基脂肪酸酯10-15份；
硅铝薄膜开口剂1-5份；
偶联剂1-3份；
抗氧化剂0.1-1份。
进一步地，所述硅铝薄膜开口剂通过以下步骤制得：
S1：配制二氧化硅浓度为10～20wt％、模数为3.35的水玻璃溶液，待用；
S2：在温度为30℃～60℃条件下，将水、铝盐加入到反应釜中，待铝盐完全溶解后，加入浓度为10～30wt％的硫酸，调整PH值为1～3；
S3：同时将以配制好的水玻璃溶液和硫酸一并加入到铝盐溶液中，并流时间为30min～60min，保持体系PH值在1～3；
S4：并流完成后，加入氢氧化钠，调节PH值至8～10，同时升温到80℃～100℃，并在该温度下保持老化2h；
S5：老化完成后，加入稀硫酸，调节PH值为2～4，陈化0.5h-1.5h，然后冷却至60℃～70℃，过滤，得到滤饼；
S6：依次用浓度为1～3wt％的硫酸和水对上述滤饼进行洗涤，将洗涤后的滤饼重新分散在少量的水中，加入1～3％固体含量的有机硅烷分散剂，分散均匀后，得到浆料；
S7：将浆料进行喷雾干燥，再经气流粉碎，即得粒径为3μm～7μm的硅铝薄膜开口剂。
进一步地，所述铝盐溶液为硫酸铝溶液、硝酸铝溶液、氯化铝溶液的一种或多种组合。
进一步地，所述铝盐溶液中铝和所述水玻璃中硅的摩尔比为0.05～0.30：1。
进一步地，所述有机硅烷分散剂为KH-550、KH-104、KH-910的一种或多种组合。
进一步地，所述聚羟基脂肪酸酯由质量比为1:1-3的短链聚羟基脂肪酸酯与中长聚羟基脂肪酸酯的混合物。
进一步地，所述硅铝薄膜开口剂、高密度聚乙烯、淀粉的质量为1：10-15：5-8。
进一步地，所述偶联剂、高密度聚乙烯、淀粉、聚羟基脂肪酸酯的质量比为1：15-20：5-8：5。
进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂或者硬脂酸偶联剂；所述抗氧化剂为抗氧剂1010、硫代酯、氟磷灰石、三聚氰酸中的一种或几种组合。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明所提供的硅铝薄膜开口剂能均匀分散于塑料薄膜中，该硅铝薄膜开口剂通过加入铝物种，一方面可以调控所得开口剂的堆比，同时增加了开口剂粒子表面缺陷，使其与有机硅烷分散剂具有更好的结合，提高了所得开口剂颗粒与薄膜树脂的亲和程度，提高其抗静电、润滑性能和防湿性能，降低摩擦系数和粘结阻力，达到较好的开口效果。
本发明以高密度聚乙烯、低密度聚乙烯为基料，基料与淀粉、聚羟基脂肪酸酯、偶联剂性形成可降解塑料快递袋的结构骨架，加上硅铝薄膜开口剂，可增加快递袋的开口性能及拉伸强度，其中，淀粉为营养物质，可为微生物提供繁殖场所，随着淀粉的生物降解，结构骨架逐渐崩解，其他物质也逐步被微生物降解，使该快递袋逐步被降解，避免污染环境。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本发明提供一种可降解塑料快递袋，包括如下重量份的组分：
高密度聚乙烯20-50份；低密度聚乙烯10-30份；淀粉15-30份；聚羟基脂肪酸酯8-15份；硅铝薄膜开口剂1-5份；偶联剂1-3份；抗氧化剂0.1-1份。
该硅铝薄膜开口剂通过加入铝物种，一方面可以调控所得开口剂的堆比，同时增加了开口剂粒子表面缺陷，使其与有机硅烷分散剂具有更好的结合，提高了所得开口剂颗粒与薄膜树脂的亲和程度，提高其抗静电、润滑性能和防湿性能，降低摩擦系数和粘结阻力，达到较好的开口效果。
上述的可降解塑料快递袋的制备方法为：常温下，将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、淀粉、聚羟基脂肪酸酯、偶联剂放入搅拌机中搅拌均匀，再加入硅铝薄膜开口剂和抗氧化剂，继续搅拌至混合均匀，得到混合料，接着，将混合料在双螺杆挤出机上挤出造粒，最后，进行熔融挤出吹塑成快递袋。
以下具体实施方式中的偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂，抗氧化剂为抗氧剂1010，聚羟基脂肪酸酯由质量比为1:1的短链聚羟基脂肪酸酯与中长聚羟基脂肪酸酯的混合物，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外，均可以通过购买方式获得。
实施例1：
一种可降解塑料快递袋，包括如下重量份的组分：
高密度聚乙烯40份；低密度聚乙烯15份；淀粉15份；聚羟基脂肪酸酯10份；硅铝薄膜开口剂3份；偶联剂2份；抗氧化剂0.1份。
其中，该硅铝薄膜开口剂由如下方法制备：
在温度为30℃条件下，向搅拌反应容器中注入50L底水和45摩尔的硫酸铝，待硫酸铝完全溶解后加入浓度为30wt％的硫酸调节体系pH值为2，并流加入浓度为20wt％的水玻璃75L和30wt％的硫酸，保持体系pH值为2且并流时间为30分钟。
并流完成后，温度调至90℃，加氢氧化钠调节pH值至9，老化2小时。老化完成后，加入硫酸调节pH值为3，陈化0.5小时，然后冷却温度至60℃，过滤得滤饼。用1wt％的硫酸对滤饼洗涤，再用自来水和纯水混合洗涤，压滤成滤饼。将滤饼重新分散在少量水中，加入3％固体含量的有机硅烷分散剂KH550。分散均匀后所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3～7微米的产品。该硅铝薄膜开口剂的七个平行产品物化性质如表一所示：
表一
该可降解塑料快递袋的制备方法为：常温下，将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、淀粉、聚羟基脂肪酸酯、偶联剂放入搅拌机中搅拌均匀，再加入硅铝薄膜开口剂和抗氧化剂，继续搅拌至混合均匀，得到混合料，接着，将混合料在双螺杆挤出机上挤出造粒，最后，进行熔融挤出吹塑成快递袋。
实施例2：
一种可降解塑料快递袋，包括如下重量份的组分：
高密度聚乙烯40份；低密度聚乙烯15份；淀粉15份；聚羟基脂肪酸酯10份；硅铝薄膜开口剂3份；偶联剂2份；抗氧化剂0.1份。
其中，该硅铝薄膜开口剂由如下方法制备：
在温度为60℃条件下，向搅拌反应容器中注入50L底水和15摩尔的硝酸铝，待硝酸铝完全溶解后加入浓度为10wt％的硫酸调节体系pH值为2，并流加入浓度为20wt％的水玻璃75L和10wt％的硫酸，保持体系pH值为2且并流时间为90分钟。并流完成后，温度调至100℃，加氢氧化钠调节pH值至10，老化2小时。老化完成后，加入硫酸调节pH值为2，陈化1.5小时，然后冷却温度至60℃，过滤得滤饼。用3wt％的硫酸对滤饼洗涤，再用自来水和纯水混合洗涤，压滤成滤饼。将滤饼重新分散在少量水中，加入1％固体含量的有机硅烷分散剂KH550。分散均匀后所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3～7微米的产品。该硅铝薄膜开口剂的七个平行产品物化性质如表二所示：
表二
其制备方法与实施例1的制备方法相同。
实施例3：
一种可降解塑料快递袋，包括如下重量份的组分：
高密度聚乙烯40份；低密度聚乙烯15份；淀粉15份；聚羟基脂肪酸酯10份；硅铝薄膜开口剂3份；偶联剂2份；抗氧化剂0.1份。
其中，该硅铝薄膜开口剂由如下方法制备：
在温度为40℃条件下，向搅拌反应容器中注入50L底水和30摩尔的氯化铝，待氯化铝完全溶解后加入浓度为30wt％的硫酸调节体系pH值为2，并流加入浓度为10wt％的水玻璃75L和30wt％的硫酸，保持体系pH值为2且并流时间为60分钟。并流完成后，温度调至80℃，加氢氧化钠调节pH值至8，老化2小时。老化完成后，加入硫酸调节pH值为4，陈化1小时，然后冷却温度至70℃，过滤得滤饼。用1wt％的硫酸对滤饼洗涤，再用自来水和纯水混合洗涤，压滤成滤饼。将滤饼重新分散在少量水中，加入2％固体含量的有机硅烷分散剂KH104。分散均匀后所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3～7微米的产品。该硅铝薄膜开口剂的七个平行产品物化性质如表三所示：
表三
其制备方法与实施例1的制备方法相同。
实施例4：
一种可降解塑料快递袋，包括如下重量份的组分：
高密度聚乙烯40份；低密度聚乙烯15份；淀粉15份；聚羟基脂肪酸酯10份；硅铝薄膜开口剂3份；偶联剂2份；抗氧化剂0.1份。
其中，该硅铝薄膜开口剂由如下方法制备：
在温度为30℃条件下，向搅拌反应容器中注入50L底水和15摩尔的硫酸铝，待硫酸铝完全溶解后加入浓度为30wt％的硫酸调节体系pH值为2，并流加入浓度为20wt％的水玻璃75L和30wt％的硫酸，保持体系pH值为2且并流时间为30分钟。并流完成后，温度调至90℃，加氢氧化钠调节pH值至9，老化2小时。老化完成后，加入硫酸调节pH值为3，陈化0.5小时，然后冷却温度至60℃，过滤得滤饼。用1wt％的硫酸对滤饼洗涤，再用自来水和纯水混合洗涤，压滤成滤饼。将滤饼重新分散在少量水中，加入2％固体含量的有机硅烷分散剂KH910。分散均匀后所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3～7微米的产品。该硅铝薄膜开口剂的七个平行产品物化性质如表四所示：
表四
其制备方法与实施例1的制备方法相同。
实施例5：
一种可降解塑料快递袋，包括如下重量份的组分：
高密度聚乙烯40份；低密度聚乙烯15份；淀粉15份；聚羟基脂肪酸酯10份；硅铝薄膜开口剂3份；偶联剂2份；抗氧化剂0.1份。
其中，该硅铝薄膜开口剂由如下方法制备：
在温度为30℃条件下，向搅拌反应容器中注入50L底水和30摩尔的硫酸铝，待硫酸铝完全溶解后加入浓度为30wt％的硫酸调节体系pH值为2，并流加入浓度为20wt％的水玻璃75L和30wt％的硫酸，保持体系pH值为2且并流时间为30分钟。并流完成后，温度调至90℃，加氢氧化钠调节pH值至9，老化2小时。老化完成后，加入硫酸调节pH值为3，陈化0.5小时，然后冷却温度至60℃，过滤得滤饼。用1wt％的硫酸对滤饼洗涤，再用自来水和纯水混合洗涤，压滤成滤饼。将滤饼重新分散在少量水中，加入2％固体含量的有机硅烷分散剂KH550。分散均匀后所得浆料进行喷雾干燥，经气流粉碎，即得到粒径为3～7微米的产品。该硅铝薄膜开口剂的七个平行产品物化性质如表五所示：
表五
其制备方法与实施例1的制备方法相同。
以上实施例中，各材料不限于上述所述的组分，各材料还可以为本发明所记载的其它单个组分或者多种组分组成，并且各材料的组分份数不限于上述份数，各材料的组分份数还可以为本发明所记载的其它组分份数的组合，在此不再赘述。
对比例1
一种可降解塑料快递袋，包括如下重量份的组分：
高密度聚乙烯40份；低密度聚乙烯15份；淀粉15份；聚羟基脂肪酸酯10份；硅铝薄膜开口剂3份；偶联剂2份；抗氧化剂0.1份。
其中，该硅铝薄膜开口剂不加入铝盐，其他操作与实施例1相同。该硅铝薄膜开口剂的七个平行产品物化性质如表六所示：
表六
其制备方法与实施例1的制备方法相同。
对比例2
一种可降解塑料快递袋，包括如下重量份的组分：
高密度聚乙烯40份；低密度聚乙烯15份；淀粉15份；聚羟基脂肪酸酯10份；偶联剂2份；抗氧化剂0.1份。
其制备方法与实施例1的制备方法相同。
对比例3
一种可降解塑料快递袋，包括如下重量份的组分：
高密度聚乙烯40份；低密度聚乙烯15份；淀粉15份；聚羟基脂肪酸酯10份；芥酸酰胺3份；偶联剂2份；抗氧化剂0.1份。
其制备方法与实施例1的制备方法相同。
性能测试与效果评价
下面，将对实施例1-5所得的快递袋和对比例1-3所得的快递袋的性能进行检测，以及降解观察，其中，降解观察是将快递袋自然暴露在土壤中，以观察其降解变化，如果如下表七。
表七
通过以上对比分析可知，本发明可降解塑料快递袋材料所制得的快递袋的拉伸强度良好，开口性好，该快递袋自然暴露于土壤中30天后，快递袋均有55％以上的面积出现明显裂纹，说明在生物侵蚀与光照的作用下，该快递袋材料具有良好的光降解、生物降解的复合效果。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
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