該發(fā)明涉及一種可降解聚氯乙烯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚氯乙烯是一種熱塑性樹脂，聚氯乙烯是世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品之一。聚氯乙烯具有耐酸堿、難燃、對有機和無機酸、堿、鹽均穩(wěn)定、抗微生物、溶解性很差、價格便宜，應(yīng)用應(yīng)用于塑料袋、包裝塑料、管道、薄板材膜等領(lǐng)域。目前，聚氯乙烯材料在可降解性能、防霉菌性能、力學(xué)性能等性能需要進一步提升。該發(fā)明采用聚氯乙烯、改性秸稈、改性木質(zhì)素、羧甲基纖維素鈉、乙酰乙酸乙酯、銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦制備了可降解聚氯乙烯材料，通過擠出、注塑、模壓、吹塑等工藝制備成各種塑料制品，該方法制備的可降解聚氯乙烯材料具有優(yōu)異的可降解性能、防霉菌性能、力學(xué)性能等性能。技術(shù)實現(xiàn)要素：該發(fā)明的目的在于提供一種可降解聚氯乙烯材料的制備方法，該方法通過改變反應(yīng)物原料和工藝方式，制備的材料具有優(yōu)異的可降解性能、防霉菌性能、力學(xué)性能等性能。為了實現(xiàn)上述目的，該發(fā)明的技術(shù)方案如下。一種可降解聚氯乙烯材料及其制備方法，具體包括以下步驟：(1)、將乙酸銀、乙酸銅、二氧化鈦、碳酸氫銨、果糖、水和乙酸按照質(zhì)量份數(shù)比為10：55～70：60～80：90～120：190～235：370～400：90～125加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為85～120r/min，維持體系溫度35～50℃條件下反應(yīng)1～2h，經(jīng)過濾，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦；(2)、將木質(zhì)素、乙醇鈉、乙醇和環(huán)己烷按照質(zhì)量份數(shù)比100：155～180：177～215：80～100加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為90～125r/min，維持體系溫度70～90℃、-0.03～-0.08mpa條件下反應(yīng)1～3h，經(jīng)過濾、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，得到改性木質(zhì)素；(3)、將秸稈、硅酸鈉、水、異丙醇、鋅粉和氯化銨按照質(zhì)量份數(shù)比50：85～97：150～230：26～38：28～56：65～90加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為90～110r/min，維持體系溫度為35～50℃反應(yīng)2h，經(jīng)過濾、2l水洗滌3次、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，即得到改性秸稈；(4)、將聚氯乙烯、改性秸稈、改性木質(zhì)素、羧甲基纖維素鈉、乙酰乙酸乙酯、銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦、二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯按照質(zhì)量份數(shù)比100：74～87：27～46：15～27：28～47：26～38：5～11加入到開煉機中，用開煉機在溫度148～180℃混合反應(yīng)0.2～0.7h，用擠出機在溫度150～185℃擠出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。該發(fā)明所述的可降解聚氯乙烯材料的制備方法，包括下列步驟：(1)、將乙酸銀、乙酸銅、二氧化鈦、碳酸氫銨、果糖、水和乙酸按照質(zhì)量份數(shù)比為10：55～70：60～80：90～120：190～235：370～400：90～125加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為85～120r/min，維持體系溫度35～50℃條件下反應(yīng)1～2h，經(jīng)過濾，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦；所述的果糖的目的為了制備銀和介孔氧化亞銅。(2)、將木質(zhì)素、乙醇鈉、乙醇和環(huán)己烷按照質(zhì)量份數(shù)比100：155～180：177～215：80～100加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為90～125r/min，維持體系溫度70～90℃、-0.03～-0.08mpa條件下反應(yīng)1～3h，經(jīng)過濾、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，得到改性木質(zhì)素；所述的乙醇鈉的目的為了溶脹木質(zhì)素，提高木質(zhì)素表面的化學(xué)活性。(3)、將秸稈、硅酸鈉、水、異丙醇、鋅粉和氯化銨按照質(zhì)量份數(shù)比50：85～97：150～230：26～38：28～56：65～90加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為90～110r/min，維持體系溫度為35～50℃反應(yīng)2h，經(jīng)過濾、2l水洗滌3次、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，即得到改性秸稈；所述的硅酸鈉的目的為了制備二氧化硅，提高二氧化硅在秸稈中的分散穩(wěn)定性；所述的鋅粉和氯化銨的目的為了提高秸稈內(nèi)部的孔隙率。(4)、將聚氯乙烯、改性秸稈、改性木質(zhì)素、羧甲基纖維素鈉、乙酰乙酸乙酯、銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦、二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯按照質(zhì)量份數(shù)比100：74～87：27～46：15～27：28～47：26～38：5～11加入到開煉機中，用開煉機在溫度148～180℃混合反應(yīng)0.2～0.7h，用擠出機在溫度150～185℃擠出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料；所述的羧甲基纖維素鈉的目的為了提高聚氯乙烯在高濕狀態(tài)下的吸水率；所述的乙酰乙酸乙酯的目的為了提高聚氯乙烯降解過程的降解速率。該發(fā)明的有益效果在于：1、在氧化亞銅制備的過程中，碳酸氫銨和乙酸反應(yīng)生成的氣體，作為產(chǎn)物氧化亞銅的造孔劑，控制碳酸氫銨和乙酸的反應(yīng)速率，可以控制介孔氧化亞銅的孔隙尺寸。由于果糖具有還原作用，可以將銀離子和銅離子分別還原為銀和亞銅，生成的銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦具有優(yōu)異的防霉菌性能，可以賦予聚氯乙烯優(yōu)異的防霉菌性；2、乙醇鈉具有很強的堿性和滲透性，木質(zhì)素分子表面的化學(xué)基團與乙醇鈉發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)，能改善木質(zhì)素的溶解性能及增加木質(zhì)素分子間距離，從而制備出疏松狀木質(zhì)素粉體，疏松狀木質(zhì)素在高濕高溫狀態(tài)時，能加速聚氯乙烯的降解速率；3、氯化銨水溶液呈酸性，硅酸鈉和鋅離子在酸性體系會反應(yīng)生成二氧化硅和氫氣，生成的氫氣作為二氧化硅的造孔劑，介孔二氧化硅在高濕高溫狀態(tài)時，提高了聚氯乙烯的吸水率，從而加速聚氯乙烯的降解速率；4、羧甲基纖維素鈉具有優(yōu)異的吸水和保水性能，提高聚氯乙烯在高濕狀態(tài)下的吸水率；5、乙酰乙酸乙酯在高濕高溫狀態(tài)時易發(fā)生異構(gòu)體轉(zhuǎn)變，乙酰乙酸乙酯異構(gòu)體分子結(jié)構(gòu)中存在雙建，分子中雙鍵的存在，有助于加速聚氯乙烯的降解速率。具體實施方式下面結(jié)合實施例對該發(fā)明的具體實施方式進行描述，以便更好的理解該發(fā)明。實施例1一種可降解聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取10份乙酸銀、62份乙酸銅、73份二氧化鈦、115份碳酸氫銨、215份果糖、385份水和105份乙酸加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為107r/min，維持體系溫度44℃條件下反應(yīng)1h，經(jīng)過濾，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦；(2)、稱取100份木質(zhì)素、172份乙醇鈉、195份乙醇和94份環(huán)己烷加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為117r/min，維持體系溫度86℃、-0.06mpa條件下反應(yīng)1h，經(jīng)過濾、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，得到改性木質(zhì)素；(3)、稱取50份秸稈、90份硅酸鈉、180份水、31份異丙醇、41份鋅粉和78份氯化銨加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為103r/min，維持體系溫度為42℃反應(yīng)2h，經(jīng)過濾、2l水洗滌3次、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，即得到改性秸稈；(4)、稱取100份聚氯乙烯、80份改性秸稈、32份改性木質(zhì)素、19份羧甲基纖維素鈉、33份乙酰乙酸乙酯、31份銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦、7份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯加入到開煉機中，用開煉機在溫度158℃混合反應(yīng)0.3h，用擠出機在溫度165℃擠出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。實施例2一種可降解聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取10份乙酸銀、55份乙酸銅、60份二氧化鈦、90份碳酸氫銨、190份果糖、370份水和90份乙酸加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為85r/min，維持體系溫度35℃條件下反應(yīng)1h，經(jīng)過濾，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦；(2)、稱取100份木質(zhì)素、155份乙醇鈉、177份乙醇和80份環(huán)己烷加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為90r/min，維持體系溫度70℃、-0.03mpa條件下反應(yīng)1h，經(jīng)過濾、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，得到改性木質(zhì)素；(3)、稱取50份秸稈、85份硅酸鈉、150份水、26份異丙醇、28份鋅粉和65份氯化銨加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為90r/min，維持體系溫度為35℃反應(yīng)2h，經(jīng)過濾、2l水洗滌3次、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，即得到改性秸稈；(4)、稱取100份聚氯乙烯、74份改性秸稈、27份改性木質(zhì)素、15份羧甲基纖維素鈉、28份乙酰乙酸乙酯、26份銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦、5份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯加入到開煉機中，用開煉機在溫度148℃混合反應(yīng)0.7h，用擠出機在溫度150℃擠出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。實施例3一種可降解聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取10份乙酸銀、70份乙酸銅、80份二氧化鈦、120份碳酸氫銨、235份果糖、400份水和125份乙酸加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為120r/min，維持體系溫度50℃條件下反應(yīng)2h，經(jīng)過濾，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦；(2)、稱取100份木質(zhì)素、180份乙醇鈉、215份乙醇和100份環(huán)己烷加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為125r/min，維持體系溫度90℃、-0.08mpa條件下反應(yīng)3h，經(jīng)過濾、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，得到改性木質(zhì)素；(3)、稱取50份秸稈、97份硅酸鈉、230份水、38份異丙醇、56份鋅粉和90份氯化銨加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為110r/min，維持體系溫度為50℃反應(yīng)2h，經(jīng)過濾、2l水洗滌3次、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，即得到改性秸稈；(4)、稱取100份聚氯乙烯、87份改性秸稈、46份改性木質(zhì)素、27份羧甲基纖維素鈉、47份乙酰乙酸乙酯、38份銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦、11份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯加入到開煉機中，用開煉機在溫度180℃混合反應(yīng)0.2h，用擠出機在溫度185℃擠出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。實施例4一種可降解聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取10份乙酸銀、60份乙酸銅、70份二氧化鈦、100份碳酸氫銨、200份果糖、380份水和100份乙酸加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為90r/min，維持體系溫度40℃條件下反應(yīng)1.5h，經(jīng)過濾，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦；(2)、稱取100份木質(zhì)素、160份乙醇鈉、180份乙醇和90份環(huán)己烷加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為100r/min，維持體系溫度80℃、-0.05mpa條件下反應(yīng)2h，經(jīng)過濾、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，得到改性木質(zhì)素；(3)、稱取50份秸稈、90份硅酸鈉、160份水、30份異丙醇、30份鋅粉和70份氯化銨加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為100r/min，維持體系溫度為40℃反應(yīng)2h，經(jīng)過濾、2l水洗滌3次、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，即得到改性秸稈；(4)、稱取100份聚氯乙烯、80份改性秸稈、30份改性木質(zhì)素、20份羧甲基纖維素鈉、30份乙酰乙酸乙酯、30份銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦、10份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯加入到開煉機中，用開煉機在溫度150℃混合反應(yīng)0.6h，用擠出機在溫度160℃擠出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。實施例5一種可降解聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取10份乙酸銀、65份乙酸銅、65份二氧化鈦、110份碳酸氫銨、215份果糖、390份水和115份乙酸加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為110r/min，維持體系溫度45℃條件下反應(yīng)1.3h，經(jīng)過濾，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦；(2)、稱取100份木質(zhì)素、170份乙醇鈉、205份乙醇和93份環(huán)己烷加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為118r/min，維持體系溫度86℃、-0.06mpa條件下反應(yīng)1.5h，經(jīng)過濾、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，得到改性木質(zhì)素；(3)、稱取50份秸稈、93份硅酸鈉、220份水、34份異丙醇、46份鋅粉和81份氯化銨加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為106r/min，維持體系溫度為46℃反應(yīng)2h，經(jīng)過濾、2l水洗滌3次、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，即得到改性秸稈；(4)、稱取100份聚氯乙烯、82份改性秸稈、41份改性木質(zhì)素、23份羧甲基纖維素鈉、43份乙酰乙酸乙酯、33份銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦、9份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯加入到開煉機中，用開煉機在溫度160℃混合反應(yīng)0.5h，用擠出機在溫度168℃擠出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。實施例6一種可降解聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取10份乙酸銀、67份乙酸銅、68份二氧化鈦、99份碳酸氫銨、209份果糖、395份水和120份乙酸加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為115r/min，維持體系溫度39℃條件下反應(yīng)1.7h，經(jīng)過濾，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦；(2)、稱取100份木質(zhì)素、175份乙醇鈉、205份乙醇和94份環(huán)己烷加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為112r/min，維持體系溫度86℃、-0.04mpa條件下反應(yīng)1.3h，經(jīng)過濾、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，得到改性木質(zhì)素；(3)、稱取50份秸稈、94份硅酸鈉、225份水、29份異丙醇、39份鋅粉和82份氯化銨加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為97r/min，維持體系溫度為38℃反應(yīng)2h，經(jīng)過濾、2l水洗滌3次、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，即得到改性秸稈；(4)、稱取100份聚氯乙烯、77份改性秸稈、38份改性木質(zhì)素、24份羧甲基纖維素鈉、42份乙酰乙酸乙酯、28份銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦、8份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯加入到開煉機中，用開煉機在溫度165℃混合反應(yīng)0.3h，用擠出機在溫度170℃擠出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。實施例7一種可降解聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取10份乙酸銀、66份乙酸銅、66份二氧化鈦、119份碳酸氫銨、210份果糖、386份水和98份乙酸加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為108r/min，維持體系溫度43℃條件下反應(yīng)1.4h，經(jīng)過濾，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦；(2)、稱取100份木質(zhì)素、167份乙醇鈉、195份乙醇和92份環(huán)己烷加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為121r/min，維持體系溫度83℃、-0.04mpa條件下反應(yīng)1.6h，經(jīng)過濾、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，得到改性木質(zhì)素；(3)、稱取50份秸稈、92份硅酸鈉、178份水、35份異丙醇、36份鋅粉和73份氯化銨加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為98r/min，維持體系溫度為49℃反應(yīng)2h，經(jīng)過濾、2l水洗滌3次、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，即得到改性秸稈；(4)、稱取100份聚氯乙烯、79份改性秸稈、32份改性木質(zhì)素、17份羧甲基纖維素鈉、33份乙酰乙酸乙酯、36份銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦、7份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯加入到開煉機中，用開煉機在溫度164℃混合反應(yīng)0.5h，用擠出機在溫度175℃擠出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。實施例8一種可降解聚氯乙烯材料，其制備方法包括以下步驟：(1)、稱取10份乙酸銀、66份乙酸銅、74份二氧化鈦、109份碳酸氫銨、209份果糖、387份水和116份乙酸加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為107r/min，維持體系溫度43℃條件下反應(yīng)1.8h，經(jīng)過濾，65℃、-0.09mpa真空干燥2h，得到銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦；(2)、稱取100份木質(zhì)素、166份乙醇鈉、193份乙醇和92份環(huán)己烷加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為96r/min，維持體系溫度77℃、-0.07mpa條件下反應(yīng)1.6h，經(jīng)過濾、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，得到改性木質(zhì)素；(3)、稱取50份秸稈、91份硅酸鈉、206份水、31份異丙醇、39份鋅粉和82份氯化銨加入到反應(yīng)器中，攪拌速度為103r/min，維持體系溫度為38℃反應(yīng)2h，經(jīng)過濾、2l水洗滌3次、1l乙醇洗滌3次，105℃干燥1h，即得到改性秸稈；(4)、稱取100份聚氯乙烯、81份改性秸稈、36份改性木質(zhì)素、17份羧甲基纖維素鈉、32份乙酰乙酸乙酯、28份銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦、11份二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯加入到開煉機中，用開煉機在溫度170℃混合反應(yīng)0.4h，用擠出機在溫度183℃擠出造粒，即得到可降解聚氯乙烯材料。對照例1本對照例中，不添加銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例2本對照例中，不添加改性木質(zhì)素，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例3本對照例中，不添加改性秸稈，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例4本對照例中，不添加羧甲基纖維素鈉，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例5本對照例中，不添加乙酰乙酸乙酯，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例6本對照例中，配方中選用普通銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦替代實施例1中的銀負載介孔氧化亞銅/二氧化鈦，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例7本對照例中，配方中選用普通木質(zhì)素替代實施例1中的改性木質(zhì)素，其它組分與制備方法與實施例1相同。對照例8本對照例中，配方中選用普通秸稈替代實施例1中的改性秸稈，其它組分與制備方法與實施例1相同。表1實施例1和對照例1～8制得的可降解聚氯乙烯材料的性能參數(shù)實施例1對照例1對照例2對照例3對照例4對照例5對照例6對照例7對照例8防霉菌等級?、＂、、、、ⅱ、〗到庵芷?天①6064968278121647668拉伸強度/mpa525150525052515051①降解條件為：環(huán)境濕度65%；環(huán)境溫度70℃；以上所述是該發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離該發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為該發(fā)明的保護范圍。當(dāng)前第1頁12