一种相容性皮粉/聚乙烯共混物的制备方法

摘要

一种相容性皮粉/聚乙烯共混物的制备方法，属于天然高分子改性聚合物材料领域。共混物由皮粉、聚乙烯、添加剂和引发剂组成；其中添加剂和引发剂的添加量分别为聚乙烯重量的1％～25％和0.03％～2％；皮粉和聚乙烯的重量比为1∶19～2∶1。本发明提供的相容性皮粉/聚乙烯共混物所需原料简单，其中皮粉是由皮革废弃物进行直接粉碎制备，另外皮粉中含有80％以上的胶原蛋白，通过添加剂和引发剂的相互作用，解决了皮粉和聚乙烯的相容性问题。本发明提供的相容性皮粉/聚乙烯共混物能够在密炼机中一步完成，因而制备工艺简单且易于操作，适合大规模工业化生产。

说明书

技术领域

本发明属于天然高分子改性聚合物材料领域，特别是涉及一种相容性皮粉/聚乙烯共混物的制备方法。

背景技术

我国是制革大国，其中，皮革边角料废弃物的污染，一直是国内外的老大难问题。即使我国将剖层皮也最大限度地用于制革，仍有40％～50％的原料皮在制革的干、湿部操作中，不可避免地沦为皮革废弃物，其中主要是原皮修边角料、灰皮片削皮屑以及蓝皮削匀、修边等产生的皮革废弃物。皮革固体废弃物中大约含有80％以上的胶原蛋白，另外还含有少量的角蛋白和球蛋白以及微量的非蛋白成分，目前关于皮革废弃物的利用主要是围绕着蛋白质和铬的回收利用而进行的。美国有过将含铬皮革屑填埋铺路的处理方式，而日本学者做过有关焚烧利用其热能的研究(冈村浩.含铬革废料焚烧处理的研究.四川皮革，1991(2)：42-43)，但很显然这些都不是根本的处理方法。另外也有研究报道由皮革废弃物制再生革、合成表面活性剂雷米邦A、染料固定剂、皮革填充剂以及生产蛋白胨和皮胶等方面的研究(陈武勇.皮革屑提取胶原蛋白的研究.中国皮革，2002，31(23)：1-5)，也比较成熟，但处理过程中还会造成二次污染，并且还远远不能实现资源的高值利用。到目前为止，关于皮革废弃物或皮粉直接和聚乙烯共混的研究未见文献报道，要制备相容性皮粉/聚乙烯共混物，首先要解决皮粉和聚乙烯的相容性问题。

发明内容

为了更好解决皮革废弃物的利用问题，本发明的目的在于提供一种对皮革废弃物高值利用的方法，从而制备性能优良的皮粉/聚乙烯共混物。

本发明的另一个目的是提供一种制备工艺简单且易于操作，因而适合大规模工业化生产的皮粉/聚乙烯共混物的制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供的相容性皮粉/聚乙烯共混物由皮粉、聚乙烯、添加剂和引发剂组成；其中添加剂和引发剂的添加量分别为聚乙烯重量的1％～25％和0.03％～2％；皮粉和聚乙烯的重量比为1∶19～2∶1。

所述的皮粉由皮革废弃物直接进行超细粉碎所得，皮粉的粒径可以控制在20～100目之间。

所述的添加剂选自聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)、乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、醋酸乙烯酯、马来酸酐中的一种或两种。

所述的引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯的一种或两种。

本发明提供的皮粉/聚乙烯共混物的制备方法是按照下列步骤顺序进行：

(1)将按照上述的比例称量后的皮粉、聚乙烯、添加剂和引发剂一起加入到高速混合机中进行共混，或先将引发剂加入到能够将其溶解的易挥发有机溶剂中，然后与聚乙烯、皮粉及添加剂一起加到高速共混机进行混合，直到有机溶剂完全挥发；

(2)将上述混合的物料加入到小型密炼机中，并在160～190℃的密炼温度及15～35r/min的转速下密炼15～45min即可获得相容性较好的皮粉/聚乙烯共混物。

所述的易挥发有机溶剂为丙酮、无水乙醇或它们的混合物。

本发明提供的相容性皮粉/聚乙烯共混物所需原料简单，其中皮粉是由皮革废弃物直接粉碎制备，目前，皮革废弃物都是由制革企业直接免费提供，因而能够大幅度降低生成成本，另外皮粉中含有80％以上的胶原蛋白，通过添加剂和引发剂的相互作用，解决了皮粉和聚乙烯的相容性问题，所制备的皮粉/聚乙烯共混材料能用于加工部分生物降解的塑料制品。本发明提供的相容性皮粉/聚乙烯共混物能够在密炼机中一步完成，因而制备工艺简单且易于操作，适合大规模工业化生产。

具体实施方式：

以下实施例是对本发明的进一步的说明，但是并不限制本发明的范围。

实施例1

准确称取聚乙烯100重量份、皮粉10重量份、聚乙烯接枝马来酸酐5重量份、过氧化二异丙苯(DCP)0.5重量份，然后将上述原料同时加入到高速混合机中进行共混，之后将混合均匀的物料加入到密炼机密炼，先在160℃下密炼5分钟，转速15r/min，扭矩38～42Nm，然后升温到180℃再密炼15分钟，转速30r/min，扭矩32～36Nm，趁热出料，即可获得相容性较好的皮粉/聚乙烯共混物，其力学性能分别为拉伸强度10.4Mpa，断裂伸长率64.3％。差热扫描分析得共混材料的熔融峰值温度为120.8℃，共混材料在土壤中经过20天降解后，其拉伸强度降为6.9Mpa，断裂伸长率30.3％。

实施例2

准确称取聚乙烯100重量份、皮粉15重量份、聚乙烯接枝马来酸酐5重量份、乙烯丙烯酸共聚物(EAA)5重量份、过氧化苯甲酰0.8重量份，首先将过氧化苯甲酰加入到适量的丙酮中使其溶解，然后与皮粉、聚乙烯、聚乙烯接枝马来酸酐和乙烯丙烯酸共聚物一起加入到高速混合机进行共混，待丙酮完全挥发后，将混合物料物料加入到密炼机密炼，先在160℃下密炼5分钟，转速15r/min，扭矩34～40Nm，然后升温到180℃再密炼15分钟，转速30r/min，扭矩26～32Nm，趁热出料，即可获得相容性较好的皮粉/聚乙烯共混物，其力学性能分别为拉伸强度10.1Mpa，断裂伸长率50.7％。差热扫描分析得共混材料的熔融峰值温度为119.7℃，共混材料在土壤中经过20天降解后，其拉伸强度降为4.8Mpa，断裂伸长率20.6％。

实施例3

准确称取聚乙烯100重量份、皮粉20重量份、聚乙烯接枝马来酸酐10重量份、马来酸酐5重量份，过氧化二异丙苯(DCP)1重量份，然后将上述原料同时加入到高速混合机中进行共混，之后将混合均匀的物料加入到密炼机密炼，先在160℃下密炼10分钟，转速15r/min，扭矩40～45Nm，然后升温到180℃再密炼30分钟，转速30r/min，扭矩32～38Nm，趁热出料，即可获得相容性较好的皮粉/聚乙烯共混物，其力学性能分别为拉伸强度12.3Mpa，断裂伸长率48.4％。差热扫描分析得共混材料的熔融峰值温度为1223℃共混材料在土壤中经过20天降解后，其拉伸强度降为6.4Mpa，断裂伸长率18.3％。

实施例4

准确称取聚乙烯100重量份、皮粉100重量份、马来酸酐10重量份、乙烯丙烯酸共聚物15重量份、过氧化二异丙苯(DCP)1.2重量份，然后将上述原料同时加入到高速混合机中进行共混，之后将混合均匀的物料加入到密炼机密炼，先在160℃下密炼10分钟，转速15r/min，扭矩34～38Nm，然后升温到180℃再密炼25分钟，转速30r/min，扭矩26～30Nm，趁热出料，即可获得相容性较好的皮粉/聚乙烯共混物，其力学性能分别为拉伸强度8.7Mpa，断裂伸长率42.5％。差热扫描分析得共混材料的熔融峰值温度为123.8℃，共混材料在土壤中经过20天降解后，其拉伸强度降为3.6Mpa，断裂伸长率10.3％。