ZnO-壳聚糖接枝聚乳酸地膜制造技术

本发明专利技术提供ZnO

【技术实现步骤摘要】
ZnO
‑
壳聚糖接枝聚乳酸地膜


[0001]本专利技术涉及地膜
，具体涉及ZnO
‑
壳聚糖接枝聚乳酸地膜。

技术介绍

[0002]薄膜材料是指厚度介于单原子到几毫米间的薄金属或有机物层。当固体或液体的一维线性尺度远远小于它的其他二维尺度时，我们称这样的固体或液体为膜。薄膜具有良好的韧性、防潮性和热封性能，应用非常广泛。薄膜种类包括有双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）、低密度聚乙烯薄膜（LDPE）、聚酯薄膜（PET）、尼龙薄膜（PA）、流延聚丙烯薄膜（CPP）以及镀铝薄膜。薄膜材料同纸张材料结构相同，唯一不同点为材料表面需经处理。
[0003]塑料制品具有较强的稳定性、比重小、生产成本低等优点，因而使用量庞大。近些年来塑料工业获得迅速发展，大量塑料制品尤其是一次性制品的使用，为人类生活带来了极大的便利。但是通用塑料（PE、PP、PS、PVC）自身具有较高的化学稳定性，将其丢弃在环境中存在较长时间，以至于大量的固体塑料废弃物在环境中累计，严重危害环境，此外塑料具有易老化、易破损等特点，使用周期短，造成塑料大量废弃。农用地膜因具有保湿、保温、抗虫、抑制杂草生长、提高作物产量等优点而成为现代农业重要的生产资料。但是地膜具有上述的难降解以及易破损等缺点，对环境造成了极大的负担。
[0004]聚乳酸又称聚内交酯，是一种来源于可再生资源的热塑性脂肪族聚酯，不仅具有良好的生物相容性、抗溶剂性、机械性能和可加工性，且无毒、无刺激气味，产量大、发展前途光明，是一种新型绿色友好材料，已经被广泛应用于包装材料、生物医用材料等领域。但聚乳酸具有质地硬脆、抗冲击性能差、缺口敏感及缺口冲击强度低等缺点，使其应用受到了很大的限制。

技术实现思路

[0005]（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了ZnO
‑
壳聚糖接枝聚乳酸地膜，通过聚乳酸、ZnO
‑
壳聚糖、润滑剂、增塑剂、紫外吸收剂、pH调节剂制备地膜，得到的地膜具有韧性好、易降解等优点。
[0006]（二）技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：ZnO
‑
壳聚糖接枝聚乳酸地膜，地膜包括如下重量份的原料：聚乳酸40
‑
50份、ZnO
‑
壳聚糖80
‑
100份、润滑剂0.15
‑
1.5份、增塑剂2
‑
3份、紫外吸收剂0.15
‑
1.5份、pH调节剂2
‑
4份。
[0007]进一步地，润滑剂为液体石蜡、硬脂酸盐、氧化聚乙烯蜡、单硬脂酸甘油酯、白油中的一种或几种以任意比例混合制备。
[0008]进一步地，增塑剂为聚乙二醇、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三正丁酯中的一种或几种以任意比例混合制备。
[0009]进一步地，紫外吸收剂为UV234、UV327、UV329、UV531中的一种或几种以任意比例混合制备得到。
[0010]进一步地，pH调节剂为磷酸三钠。
[0011]进一步地，ZnO
‑
壳聚糖的制备方法包括如下步骤：（1）制备改性纳米氧化锌：将纳米氧化锌、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷置于无水乙醇，在氩气保护下搅拌溶解，并在70
‑
75℃下回流5小时，反应液过滤，得到的固体清洗、干燥，得到改性纳米氧化锌；（2）邻苯二甲酰化壳聚糖的制备：取适量壳聚糖和领苯二甲酸酐在反应釜中，加入适量DMF溶剂混合，使邻苯二甲酸酐完全溶解，通氮除氧、120℃下加热5h，反应物冰水沉淀分离，热乙醇抽提洗涤纯化，在40℃下真空干燥得到邻苯二甲酰化壳聚糖；（3）邻苯二甲酰化壳聚糖接枝改性纳米氧化锌：将邻苯二甲酰化壳聚糖和改性纳米氧化锌加入反应釜中，加入适量二月桂酸二丁基锡作为催化剂，邻苯二甲酰化壳聚糖：改性纳米氧化锌：二月桂酸二丁基锡的摩尔比为1：（2
‑
3）：（0.01
‑
0.02），在120
‑
150℃下反应5
‑
12h，得到ZnO
‑
邻苯二甲酰化壳聚糖；（4）邻苯二甲酰化壳聚糖氨基脱保护：取ZnO
‑
邻苯二甲酰化壳聚糖溶于DMF中，加入适量的水合肼，ZnO
‑
邻苯二甲酰化壳聚糖：水合肼的摩尔比为1：（1.1
‑
1.2），在氮气气氛下100℃中反应2小时，自然冷却至室温，加蒸馏水沉淀分离，多次乙醇洗涤离心，室温真空干燥得到ZnO
‑
壳聚糖。
[0012]进一步地，ZnO
‑
壳聚糖的制备方法的步骤（1）中纳米氧化锌、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为1：（1.1
‑
1.2）。
[0013]进一步地，ZnO
‑
壳聚糖的制备方法的步骤（2）中壳聚糖和领苯二甲酸酐的摩尔比为1：（3.2
‑
3.6）。
[0014]进一步地，地膜的制备方法包括如下步骤：（1）将摩尔比为5:（7
‑
8）的聚乳酸和1,6
‑
己二醇溶解在甲苯中，在150
‑
200℃下反应24
‑
30h，减压蒸馏，自然冷却到室温，丙酮提取，水洗过滤，得到的固体为酯化聚乳酸；（2）将步骤（1）得到的酯化聚乳酸与乙酸酐加入DMSO中，反应20
‑
25h，酯化聚乳酸中羟基摩尔量与乙酸酐的摩尔比为1:（20
‑
21），无水乙醇清洗过滤，离心干燥得到醛化聚乳酸；（3）将步骤（2）得到的醛化聚乳酸和ZnO
‑
壳聚糖依次加入DMSO中，20
‑
25℃搅拌24
‑
30h，离心过滤，得到接枝有ZnO
‑
壳聚糖的聚乳糖，即ZnO
‑
壳聚糖
‑
聚乳糖；（4）将ZnO
‑
壳聚糖
‑
聚乳酸、润滑剂、增塑剂、紫外吸收剂、pH调节剂按比例加入高速混合机中混合均匀得到混合料，将混合料加入双螺杆挤出机熔融塑化、造粒得到粒料，粒料加入单螺杆挤出机中吹膜，得到地膜。
[0015]（三）有益效果本专利技术的目的在于克服现有技术中的上述问题，提供ZnO
‑
壳聚糖接枝聚乳酸地膜。
[0016]ZnO表面存在大量的活性羟基，通过聚合方法将这些活性基团与邻苯二甲酰化壳聚糖发生接枝反应，在纳米ZnO颗粒的表面包裹上邻苯二甲酰化壳聚糖，达到纳米ZnO粉体改性的目的，纳米ZnO粉体表面接枝邻苯二甲酰化后，在聚乳酸中分散性得到显著提高。再
对ZnO
‑
邻苯二甲酰化壳聚糖进行脱保护，便于后续壳聚糖的氨基和聚乳酸接枝。
[0017]ZnO
‑
壳聚糖接枝聚乳酸对制备得到的可降解膜力学性能具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ZnO
‑
壳聚糖接枝聚乳酸地膜，其特征在于，所述地膜包括如下重量份的原料：聚乳酸40
‑
50份、ZnO
‑
壳聚糖80
‑
100份、润滑剂0.15
‑
1.5份、增塑剂2
‑
3份、紫外吸收剂0.15
‑
1.5份、pH调节剂2
‑
4份。2.根据权利要求1所述的ZnO
‑
壳聚糖接枝聚乳酸地膜，其特征在于，所述润滑剂为液体石蜡、硬脂酸盐、氧化聚乙烯蜡、单硬脂酸甘油酯、白油中的一种或几种以任意比例混合制备。3.根据权利要求1所述的ZnO
‑
壳聚糖接枝聚乳酸地膜，其特征在于，所述增塑剂为聚乙二醇、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三正丁酯中的一种或几种以任意比例混合制备。4.根据权利要求1所述的ZnO
‑
壳聚糖接枝聚乳酸地膜，其特征在于，所述紫外吸收剂为UV234、UV327、UV329、UV531中的一种或几种以任意比例混合制备得到。5.根据权利要求1所述的ZnO
‑
壳聚糖接枝聚乳酸地膜，其特征在于，所述pH调节剂为磷酸三钠。6.根据权利要求1所述的ZnO
‑
壳聚糖接枝聚乳酸地膜，其特征在于，所述ZnO
‑
壳聚糖的制备方法包括如下步骤：（1）制备改性纳米氧化锌：将纳米氧化锌、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷置于无水乙醇，在氩气保护下搅拌溶解，并在70
‑
75℃下回流5小时，反应液过滤，得到的固体清洗、干燥，得到改性纳米氧化锌；（2）邻苯二甲酰化壳聚糖的制备：取适量壳聚糖和领苯二甲酸酐在反应釜中，加入适量DMF溶剂混合，使邻苯二甲酸酐完全溶解，通氮除氧、120℃下加热5h，反应物冰水沉淀分离，热乙醇抽提洗涤纯化，在40℃下真空干燥得到邻苯二甲酰化壳聚糖；（3）邻苯二甲酰化壳聚糖接枝改性纳米氧化锌：将邻苯二甲酰化壳聚糖和改性纳米氧化锌加入反应釜中，加入适量二月桂酸二丁基锡作为催化剂，邻苯二甲酰化壳聚糖：改性纳米氧化锌：二月桂酸二丁基锡的摩尔比为1：（2
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3）：（0.01
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0.02），在120
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150℃下反应5
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12h，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘德彬，
申请(专利权)人：甘德彬，
类型：发明
国别省市：