王仁龍 整理

一、概述

采用塑料編織袋包裝粉粒狀危險貨物便于儲存、耐腐蝕；透氣性好、有利于快速裝卸、包裝和運輸成本低，是目前粉粒狀危險貨物使用廣泛的包裝。我國鐵路遍布全國各地，覆蓋面廣，從北到南溫度變化十分大，北方寒冷地區(qū)冬季氣溫可達(dá)零下四十度左右，而南方夏季氣溫可高達(dá)零上四十多度，且棚車和集裝箱內(nèi)溫度最高可達(dá)85℃。聚乙烯塑料編織袋脆性溫度為-80-50℃，耐寒性好，但是耐熱性差，高溫下編織袋強度較低；聚丙烯塑料編織袋熔點高達(dá)160-175℃，在100-120℃以內(nèi)能夠長時間使用，但是低溫時會脆化，抗沖擊強度降低。塑料編織袋在運輸、裝卸等過程中如破損將導(dǎo)致危險貨物泄露，引發(fā)運輸事故，因此塑料編織袋在不同氣候條件下保持穩(wěn)定的力學(xué)性能對危險貨物的運輸具有重大意義。

本文介紹了一種穩(wěn)定性高的編織袋扁絲制備方法，將聚丙烯和超高分子量聚乙烯進(jìn)行共混后制備塑料編織袋扁絲，在不同溫度條件下均具有較高的拉伸強度、穩(wěn)定性高。

二、技術(shù)方案

本技術(shù)方案包括以下步驟：

S1超高分子量聚乙烯預(yù)處理：將超高分子量聚乙烯和石蠟油投入到混合罐中進(jìn)行溶脹預(yù)處理，溶脹時間20-30 min，溶脹溫度為134-138℃，然后將溶脹體采用80目濾篩過濾；

S2原料共混干燥：將S1步驟中得到的溶脹體、聚丙烯顆粒、PP-g-MAH、偏苯三酸酐、抗氧化劑、填充母料、光穩(wěn)定劑、成核劑和氫醌投入到干燥攪拌機內(nèi)攪拌，干燥溫度為80-100℃，干燥時間為30-50 min；

S3擠出工序：將S2步驟中共混干燥得到的物料投入雙螺桿擠出機，物料經(jīng)過料筒加熱、熔融、均化三個過程，然后經(jīng)過摸頭擠出成型為薄膜，所述加熱溫度為180-200℃，熔融溫度為230-235℃，均化段溫度為200-210℃，模頭擠出成型溫度為180-190℃；

S4冷卻工序：S3步驟中擠出成型的薄膜經(jīng)過30-40℃的水冷卻后，再經(jīng)過負(fù)壓式吸濕裝置吸水，然后經(jīng)過刀架用刀片切割成胚絲；

S5拉伸工序：胚絲經(jīng)過牽伸烘箱加熱后被牽伸機拉伸成扁絲，所述牽伸烘箱溫度為70-90℃，所述拉伸倍數(shù)為5-9倍；

S6收卷工序：S5步驟中得到的扁絲進(jìn)入定型熱風(fēng)箱進(jìn)行熱整形處理，然后經(jīng)過定型機最終定型，最后通過臥式收卷機收卷。

所述超高分子量聚乙烯分子量在800-1000萬之間。

所述步驟S2中原料成分按質(zhì)量份計：溶脹體5-10份、聚丙烯顆粒100份、PP-g-MAH0.5-1.5份、偏苯三酸酐1-2份、抗氧化劑0.05-0.1份、填充母料10-15份、光穩(wěn)定劑0.1-0.5份、成核劑0.1-0.2份、和氫醌0.01-0.02份。

所述抗氧化劑為雙辛烷胺、芳香族亞磷酸酯、對苯二酚中的一種或多種。

所述填充母料為納米碳酸鈣。

所述光穩(wěn)定劑為位阻胺穩(wěn)定劑。

所述成核劑為芳基磷酸酯鈉或芳基磷酸酯鋁。

三、有益效果

1. 本發(fā)明采用高餾程的石蠟油作為溶劑，在134-138℃的溫度下對超高分子量聚乙烯進(jìn)行溶脹處理，降低超高分子量聚乙烯大分子鏈的纏結(jié)程度，使其熔體黏度降低到適于加工的范圍，同時也提高了超高分子量聚乙烯在與聚丙烯材料共混熔融中的分散均勻性。

2. 石蠟油作為超高分子量聚乙烯的溶劑，一方面可使超高分子量聚乙烯大分子鏈的纏結(jié)程度降低，而且石蠟油小分子分散在超高分子量聚乙烯與聚丙烯分子鏈之間，起到潤滑作用，使兩種分子鏈之間的相互作用強度降低，分子鏈運動受到的阻力減小，從而使流體表觀黏度減小，使超高分子量聚乙烯/聚丙烯合金更易加工成型。

3. 同時采用PP-g-MAH和偏苯三酸酐共同作為增容劑，制備得到的扁絲的性能優(yōu)于只使用一種接枝物作為相容劑制備出的扁絲，PP-g-MAH和偏苯三酸酐共同加入到超高分子量聚乙烯/聚丙烯合金體系中可提高表面活性，降低了合金體系的界面張力及顆粒尺寸，使超高分子量聚乙烯/聚丙烯合金體系相面黏結(jié)良好，制成的扁絲受到壓縮、拉伸或沖擊時，分散在聚丙烯中的超高分子量聚乙烯會發(fā)生形變，產(chǎn)生大量銀紋和剪切帶，吸收外力作用增加的能量，從而提高扁絲的韌性，可避免扁絲低溫脆化，增強扁絲的耐低溫性能。

四、具體實施方式

實施例1

一種穩(wěn)定性高的編織袋扁絲制備方法步驟：

S1超高分子量聚乙烯預(yù)處理：將超高分子量聚乙烯和石蠟油投入到混合罐中進(jìn)行溶脹預(yù)處理，溶脹時間20 min，溶脹溫度為134℃，然后將溶脹體采用80目濾篩過濾；

S2原料共混干燥：將S1步驟中得到的溶脹體5 kg、聚丙烯顆粒100kg、PP-g-MAH500 g、偏苯三酸酐1 kg、雙辛烷胺50 g、納米碳酸鈣10 kg、位阻胺穩(wěn)定劑100 g、芳基磷酸酯鈉100 g、和氫醌10 g投入到干燥攪拌機內(nèi)攪拌，干燥溫度為100℃，干燥時間為30 min；

S3擠出工序：將S2步驟中共混干燥得到的物料投入雙螺桿擠出機，物料經(jīng)過料筒加熱、熔融、均化三個過程，然后經(jīng)過摸頭擠出成型為薄膜，所述加熱溫度為180℃，熔融溫度為235℃，均化段溫度為200℃，模頭擠出成型溫度為190℃；

S4冷卻工序：S3步驟中擠出成型的薄膜經(jīng)過30-40℃的水冷卻后，再經(jīng)過負(fù)壓式吸濕裝置吸水，然后經(jīng)過刀架用刀片切割成胚絲；

S5拉伸工序：胚絲經(jīng)過牽伸烘箱加熱后被牽伸機拉伸成扁絲，所述牽伸烘箱溫度為70-90℃，所述拉伸倍數(shù)為5倍；

S6收卷工序：S5步驟中得到的扁絲進(jìn)入定型熱風(fēng)箱進(jìn)行熱整形處理，然后經(jīng)過定型機最終定型，最后通過臥式收卷機收卷。

實施例2

一種穩(wěn)定性高的編織袋扁絲制備方法步驟：

S1超高分子量聚乙烯預(yù)處理：將超高分子量聚乙烯和石蠟油投入到混合罐中進(jìn)行溶脹預(yù)處理，溶脹時間30 min，溶脹溫度為136℃，然后將溶脹體采用80目濾篩過濾；

S2原料共混干燥：將S1步驟中得到的溶脹體7 kg、聚丙烯顆粒100kg、PP-g-MAH700 g、偏苯三酸酐1.5 kg、芳香族亞磷酸酯70 g、納米碳酸鈣13 kg、位阻胺穩(wěn)定劑300 g、芳基磷酸酯鋁150 g、和氫醌15 g投入到干燥攪拌機內(nèi)攪拌，干燥溫度為80℃，干燥時間為50 min；

S3擠出工序：將S2步驟中共混干燥得到的物料投入雙螺桿擠出機，物料經(jīng)過料筒加熱、熔融、均化三個過程，然后經(jīng)過摸頭擠出成型為薄膜，所述加熱溫度為190℃，熔融溫度為230℃，均化段溫度為210℃，模頭擠出成型溫度為180℃；

S4冷卻工序：S3步驟中擠出成型的薄膜經(jīng)過30-40℃的水冷卻后，再經(jīng)過負(fù)壓式吸濕裝置吸水，然后經(jīng)過刀架用刀片切割成胚絲；

S5拉伸工序：胚絲經(jīng)過牽伸烘箱加熱后被牽伸機拉伸成扁絲，所述牽伸烘箱溫度為70-90℃，所述拉伸倍數(shù)為7倍；

S6收卷工序：S5步驟中得到的扁絲進(jìn)入定型熱風(fēng)箱進(jìn)行熱整形處理，然后經(jīng)過定型機最終定型，最后通過臥式收卷機收卷。

實施例3

一種穩(wěn)定性高的編織袋扁絲制備方法步驟：

S1超高分子量聚乙烯預(yù)處理：將超高分子量聚乙烯和石蠟油投入到混合罐中進(jìn)行溶脹預(yù)處理，溶脹時間30 min，溶脹溫度為138℃，然后將溶脹體采用80目濾篩過濾；

S2原料共混干燥：將S1步驟中得到的溶脹體10 kg、聚丙烯顆粒100 kg、PP-g-MAH1.5 kg、偏苯三酸酐2 kg、對苯二酚100 g、納米碳酸鈣15 kg、位阻胺穩(wěn)定劑500 g、芳基磷酸酯鋁200 g、和氫醌20 g投入到干燥攪拌機內(nèi)攪拌，干燥溫度為100℃，干燥時間為30 min；

S3擠出工序：將S2步驟中共混干燥得到的物料投入雙螺桿擠出機，物料經(jīng)過料筒加熱、熔融、均化三個過程，然后經(jīng)過摸頭擠出成型為薄膜，所述加熱溫度為180℃，熔融溫度為235℃，均化段溫度為200℃，模頭擠出成型溫度為190℃；

S4冷卻工序：S3步驟中擠出成型的薄膜經(jīng)過30-40℃的水冷卻后，再經(jīng)過負(fù)壓式吸濕裝置吸水，然后經(jīng)過刀架用刀片切割成胚絲；

S5拉伸工序：胚絲經(jīng)過牽伸烘箱加熱后被牽伸機拉伸成扁絲，所述牽伸烘箱溫度為70-90℃，所述拉伸倍數(shù)為9倍；

S6收卷工序：S5步驟中得到的扁絲進(jìn)入定型熱風(fēng)箱進(jìn)行熱整形處理，然后經(jīng)過定型機最終定型，最后通過臥式收卷機收卷。

實施例4

一種穩(wěn)定性高的編織袋扁絲制備方法步驟：

S1超高分子量聚乙烯預(yù)處理：將超高分子量聚乙烯和石蠟油投入到混合罐中進(jìn)行溶脹預(yù)處理，溶脹時間30 min，溶脹溫度為136℃，然后將溶脹體采用80目濾篩過濾；

S2原料共混干燥：將S1步驟中得到的溶脹體10 kg、聚丙烯顆粒100 kg、PP-g-MAH1.5 kg、偏苯三酸酐1.5 kg、雙辛烷胺30 g、芳香族亞磷酸酯30 g、對苯二酚40 g、納米碳酸鈣15 kg、位阻胺穩(wěn)定劑500 g、芳基磷酸酯鈉200 g、和氫醌20 g投入到干燥攪拌機內(nèi)攪拌，干燥溫度為100℃，干燥時間為30 min；

S3擠出工序：將S2步驟中共混干燥得到的物料投入雙螺桿擠出機，物料經(jīng)過料筒加熱、熔融、均化三個過程，然后經(jīng)過摸頭擠出成型為薄膜，所述加熱溫度為180℃，熔融溫度為235℃，均化段溫度為200℃，模頭擠出成型溫度為190℃；

S4冷卻工序：S3步驟中擠出成型的薄膜經(jīng)過30-40℃的水冷卻后，再經(jīng)過負(fù)壓式吸濕裝置吸水，然后經(jīng)過刀架用刀片切割成胚絲；

S5拉伸工序：胚絲經(jīng)過牽伸烘箱加熱后被牽伸機拉伸成扁絲，所述牽伸烘箱溫度為70-90℃，所述拉伸倍數(shù)為9倍；

S6收卷工序：S5步驟中得到的扁絲進(jìn)入定型熱風(fēng)箱進(jìn)行熱整形處理，然后經(jīng)過定型機最終定型，最后通過臥式收卷機收卷。

對比例1

一種穩(wěn)定性高的編織袋扁絲制備方法步驟：

S1超高分子量聚乙烯預(yù)處理：將超高分子量聚乙烯和石蠟油投入到混合罐中進(jìn)行溶脹預(yù)處理，溶脹時間30 min，溶脹溫度為136℃，然后將溶脹體采用80目濾篩過濾；

S2原料共混干燥：將S1步驟中得到的溶脹體10 kg、聚丙烯顆粒100 kg、偏苯三酸酐3 kg、雙辛烷胺30 g、芳香族亞磷酸酯30 g、對苯二酚40 g、納米碳酸鈣15 kg、位阻胺穩(wěn)定劑500 g、芳基磷酸酯鈉200 g、和氫醌20 g投入到干燥攪拌機內(nèi)攪拌，干燥溫度為100℃，干燥時間為30 min；

S3擠出工序：將S2步驟中共混干燥得到的物料投入雙螺桿擠出機，物料經(jīng)過料筒加熱、熔融、均化三個過程，然后經(jīng)過摸頭擠出成型為薄膜，所述加熱溫度為180℃，熔融溫度為235℃，均化段溫度為200℃，模頭擠出成型溫度為190℃；

S4冷卻工序：S3步驟中擠出成型的薄膜經(jīng)過30-40℃的水冷卻后，再經(jīng)過負(fù)壓式吸濕裝置吸水，然后經(jīng)過刀架用刀片切割成胚絲；

S5拉伸工序：胚絲經(jīng)過牽伸烘箱加熱后被牽伸機拉伸成扁絲，所述牽伸烘箱溫度為70-90℃，所述拉伸倍數(shù)為9倍；

S6收卷工序：S5步驟中得到的扁絲進(jìn)入定型熱風(fēng)箱進(jìn)行熱整形處理，然后經(jīng)過定型機最終定型，最后通過臥式收卷機收卷。

對比例2

一種穩(wěn)定性高的編織袋扁絲制備方法步驟：

S1超高分子量聚乙烯預(yù)處理：將超高分子量聚乙烯和石蠟油投入到混合罐中進(jìn)行溶脹預(yù)處理，溶脹時間30 min，溶脹溫度為136℃，然后將溶脹體采用80目濾篩過濾；

S2原料共混干燥：將S1步驟中得到的溶脹體10 kg、聚丙烯顆粒100 kg、PP-g-MAH3 kg、雙辛烷胺30 g、芳香族亞磷酸酯30 g、對苯二酚40 g、納米碳酸鈣15 kg、位阻胺穩(wěn)定劑500 g、芳基磷酸酯鈉200 g、和氫醌20 g投入到干燥攪拌機內(nèi)攪拌，干燥溫度為100℃，干燥時間為30 min；

S3擠出工序：將S2步驟中共混干燥得到的物料投入雙螺桿擠出機，物料經(jīng)過料筒加熱、熔融、均化三個過程，然后經(jīng)過摸頭擠出成型為薄膜，所述加熱溫度為180℃，熔融溫度為235℃，均化段溫度為200℃，模頭擠出成型溫度為190℃；

S4冷卻工序：S3步驟中擠出成型的薄膜經(jīng)過30-40℃的水冷卻后，再經(jīng)過負(fù)壓式吸濕裝置吸水，然后經(jīng)過刀架用刀片切割成胚絲；

S5拉伸工序：胚絲經(jīng)過牽伸烘箱加熱后被牽伸機拉伸成扁絲，所述牽伸烘箱溫度為70-90℃，所述拉伸倍數(shù)為9倍；

S6收卷工序：S5步驟中得到的扁絲進(jìn)入定型熱風(fēng)箱進(jìn)行熱整形處理，然后經(jīng)過定型機最終定型，最后通過臥式收卷機收卷。

對比例3

一種穩(wěn)定性高的編織袋扁絲制備方法步驟：

S1原料共混干燥：將超高分子量聚乙烯10 kg、聚丙烯顆粒100 kg、PP-g-MAH1.5 kg、偏苯三酸酐1.5 kg、雙辛烷胺30 g、芳香族亞磷酸酯30 g、對苯二酚40 g、納米碳酸鈣15 kg、位阻胺穩(wěn)定劑500 g、芳基磷酸酯鈉200 g、和氫醌20 g投入到干燥攪拌機內(nèi)攪拌，干燥溫度為100℃，干燥時間為30 min；

S2擠出工序：將S1步驟中共混干燥得到的物料投入雙螺桿擠出機，物料經(jīng)過料筒加熱、熔融、均化三個過程，然后經(jīng)過摸頭擠出成型為薄膜，所述加熱溫度為180℃，熔融溫度為235℃，均化段溫度為200℃，模頭擠出成型溫度為190℃；

S3冷卻工序：S2步驟中擠出成型的薄膜經(jīng)過30-40℃的水冷卻后，再經(jīng)過負(fù)壓式吸濕裝置吸水，然后經(jīng)過刀架用刀片切割成胚絲；

S4拉伸工序：胚絲經(jīng)過牽伸烘箱加熱后被牽伸機拉伸成扁絲，所述牽伸烘箱溫度為70-90℃，所述拉伸倍數(shù)為9倍；

S5收卷工序：S4步驟中得到的扁絲進(jìn)入定型熱風(fēng)箱進(jìn)行熱整形處理，然后經(jīng)過定型機最終定型，最后通過臥式收卷機收卷。

對比例4

一種穩(wěn)定性高的編織袋扁絲制備方法步驟：

S1原料共混干燥：將聚丙烯顆粒100 kg、PP-g-MAH1.5 kg、偏苯三酸酐1.5 kg、雙辛烷胺30 g、芳香族亞磷酸酯30 g、對苯二酚4 0g、納米碳酸鈣15 kg、位阻胺穩(wěn)定劑500 g、芳基磷酸酯鈉200 g、和氫醌20 g投入到干燥攪拌機內(nèi)攪拌，干燥溫度為100℃，干燥時間為30 min；

S2擠出工序：將S1步驟中共混干燥得到的物料投入雙螺桿擠出機，物料經(jīng)過料筒加熱、熔融、均化三個過程，然后經(jīng)過摸頭擠出成型為薄膜，所述加熱溫度為180℃，熔融溫度為235℃，均化段溫度為200℃，模頭擠出成型溫度為190℃；

S3冷卻工序：S2步驟中擠出成型的薄膜經(jīng)過30-40℃的水冷卻后，再經(jīng)過負(fù)壓式吸濕裝置吸水，然后經(jīng)過刀架用刀片切割成胚絲；

S4拉伸工序：胚絲經(jīng)過牽伸烘箱加熱后被牽伸機拉伸成扁絲，所述牽伸烘箱溫度為70-90℃，所述拉伸倍數(shù)為9倍；

S5收卷工序：S4步驟中得到的扁絲進(jìn)入定型熱風(fēng)箱進(jìn)行熱整形處理，然后經(jīng)過定型機最終定型，最后通過臥式收卷機收卷。

將實施例1-實施例4以及對比例1-對比例4中制成的扁絲分別裁剪成長500 mm的測試樣條，每個實施例或?qū)Ρ壤频玫谋饨z分別制備25個測試樣條，將每個實施例的25個測試樣條平均分為5組，將這5組測試樣條分別放置在-40℃、-20℃、0℃、30℃、80℃條件下0.5 h后，采用電子拉力試驗機測試扁絲在不同溫度下斷裂時的最大拉力（N）取平均值，結(jié)果如下表1所示。

將實施例1-實施例4以及對比例1-對比例4中制成的扁絲分別裁剪成長500 mm的測試條，每個實施例或?qū)Ρ壤频玫谋饨z分別制備25個測試樣條，將每個實施例的25個測試樣條平均分為5組，將這5組測試樣條分別放置在-40℃、-20℃、0℃、30℃、80℃條件下0.5h后，采用電子拉力試驗機測試扁絲在不同溫度下斷裂時的斷裂伸長長度（mm），取平均值，結(jié)果如下表2所示。

實施例1-實施例4是改變配方用量后所得的扁絲，通過表1和表2可以看出，在30℃和80℃溫度下不同配方用量得到的扁絲斷裂時的最大拉力和伸長長度差別不大，在0℃、-20℃和-40℃溫度下，隨著超高分子量聚乙烯溶脹體添加比例的增加，扁絲斷裂時最大拉力變大，扁絲斷裂時伸長長度變長，添加超高分子量聚乙烯溶脹體后可提高扁絲韌性，增強扁絲耐低溫性能，實施例4的扁絲性能最好，表中試驗結(jié)果最佳實施例為實施例4。

對比例1、對比例2和實施例4的區(qū)別在于實施例4同時采用PP-g-MAH和偏苯三酸酐共同作為增容劑，在PP-g-MAH和偏苯三酸酐共同作用下提高了超高分子量聚乙烯/聚丙烯合金體系表面活性，降低了合金體系的界面張力及顆粒尺寸，使超高分子量聚乙烯/聚丙烯合金體系相面黏結(jié)良好，制備得到的扁絲的性能優(yōu)于對比例1和對比例2中只使用一種接枝物作為相容劑制備出的扁絲。

對比例3和實施例4的區(qū)別在于對比例3中添加的超高分子量聚乙烯沒有經(jīng)過石蠟油溶脹預(yù)處理，從表1和表2中可以看出，對比例3中得到的扁絲在低溫時斷裂時最大拉力和拉伸長度明顯低于實施例4，說明經(jīng)溶脹預(yù)處理后的超高分子量聚乙烯在與聚丙烯進(jìn)行共混熔融改性過程中能均勻的分散在聚丙烯基體中，從而使制得的扁絲一致性好，受力均勻，減小了扁絲在低溫下的應(yīng)力集中，提高扁絲耐低溫性能；石蠟油作為超高分子量聚乙烯的溶劑，一方面可使超高分子量聚乙烯大分子鏈的纏結(jié)程度降低，而且石蠟油小分子分散在超高分子量聚乙烯與聚丙烯分子鏈之間，起到潤滑作用，使兩種分子鏈之間的相互作用強度降低，分子鏈運動受到的阻力減小，從而使流體表觀黏度減小，使超高分子量聚乙烯/聚丙烯合金更易加工成型。

表1

表2

對比例4和實施例4的區(qū)別在于對比例4中沒有添加超高分子量聚乙烯，從表1和表2中可以看出，對比例4中的扁絲在0℃、30℃、80℃溫度下扁絲斷裂最大拉力小于實施例4，對比例4中的扁絲較高溫度下扁絲斷裂拉伸長度與實施例4差別不大，說明聚丙烯耐高溫性能較好，在聚丙烯基體中添加超高分子量聚乙烯能提高扁絲抗拉伸能力，增強扁絲耐高溫性能；對比例4中的扁絲在-20℃、-40℃、80℃溫度下扁絲斷裂最大拉力和拉伸長度遠(yuǎn)小于實施例4，說明在聚丙烯基體中添加超高分子量聚乙烯增強扁絲耐低溫性能，綜上所述，超高分子量聚乙烯能提高聚丙烯扁絲的韌性，使其在不同溫度環(huán)境下均具有較好的抗拉伸強度，穩(wěn)定性高。

本技術(shù)專利信息：

申請?zhí)枺篊N201910881262.6

申請日：2019.09.18

公開（公告）號：CN110540708A

公開（公告）日：2019.12.06

IPC分類號：C08L23/12；C08L23/06；C08L51/06；C08L91/06；C08K3/26；C08K5/1539；B29C48/08；D01D5/42