本发明涉及复合材料加工领域，具体的涉及一种PE改性材料的制备方法和用途。
背景技术：
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根据医学研究表明，婴幼儿在长牙期间会出现流口水，牙龈肿胀，烦躁等情形，严重时会拒绝进食，目前市面上能够缓解出牙不适，锻炼婴幼儿咀嚼和抓握能力的方法就是提供橡皮或塑胶制成的非食用性物质。
聚乙烯(PE)是塑料一种，我们常常提的方便袋就是聚乙烯(PE)。聚乙烯是结构最简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的，是典型的热塑性塑料，是无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。
成型加工的PE树脂均是经挤出造粒的蜡状颗粒料，外观呈乳白色。分子量越高，其物理力学性能越好，越接近工程材料的要求水平。但分子量越高，其加工的难度也随之增大。聚乙烯熔点为100-130C·其耐低温性能优良。在-60℃下仍可保持良好的力学性能，但使用温度在80-110℃；化学稳定性较好，室温下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺类、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾等溶液。但不耐强氧化的腐蚀，在室温下上述溶剂会对聚乙烯产生缓慢的侵蚀作用，而在90-100℃下，浓硫酸和浓硝酸会快速地侵蚀聚乙烯，使其破坏或分解。
将聚乙烯改性后利用加工制成质地柔软类似硅胶或者橡胶材质的材料并将其应用到婴幼儿制品制备领域，需要克服大量的技术难题。
技术实现要素：
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本发明针对现有技术的不足，提供一种改性PE材料，改性材料安全无毒易清洗，耐高温耐腐蚀，质地柔软均一，具有良好自然的外观色泽，应用于婴幼儿叉、勺、磨牙棒及其它各种软质注塑产品和部分硅胶替代品，并且成本低，应用广，提高聚乙烯的市场应用范围。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种PE改性材料的制备方法，由以下重量份数的组分组成：
PE 90-95份、聚合硫酸铁1.5-2份、聚氯化铝铁0.5-1.2份、氟化亚铁1.1-2份、柠檬酸铁0.1-0.5份、六氧化碳0.1-0.2份、超氧化氢3-3.5份、三氧化二氢1.5-2份；
其制备方法是按照重量份数将PE与超氧化氢及三氧化二氢室温密闭搅拌混合60-100分钟后与聚合硫酸铁、聚氯化铝铁、氟化亚铁、柠檬酸铁、六氧化碳混合均匀，经平行双螺杆挤出造粒制成。
优选的，由以下重量份数的组分组成：
PE 92-94份、聚合硫酸铁1.5-1.8份、聚氯化铝铁0.7-1.0份、氟化亚铁1.1-1.7份、柠檬酸铁0.1-0.3份、六氧化碳0.1-0.2份、超氧化氢3.2-3.5份、三氧化二氢1.5-1.8份。
优选的，所述PE材料为LDPE。
优选的，所述聚合硫酸铁中全铁含量≥19.0％，砷含量≤0.0001％，铅含量≤0.0001％，不溶物含量≤0.4％，还原性物质含量≤0.01％。
优选的，所述聚氯化铝铁中水不容物含量≤1.0mg/L，砷含量≤0.0003mg/L，锰含量≤0.0075mg/L，铅含量≤0.003mg/L，汞含量≤0.00002mg/L，硫酸根含量≤9.0mg/L。
优选的，所述氟化亚铁、柠檬酸铁、六氧化碳、超氧化氢、三氧化二氢的添加量分别以其有效成分含量计。
上述制备方法制备得到的PE改性材料的应用于婴幼儿叉、勺、磨牙棒及其它各种软质注塑产品和部分硅胶替代品中，也是本发明要求?；さ哪谌?。
聚乙烯，简称PE英文名称：Polyethylene，是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。耐腐蚀性，电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，可以氯化，辐照改性，可用玻璃纤维增强.低压聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性；高压聚乙烯的柔软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨、低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯适于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯适于制作减震，耐磨及传动零件。摸起来有蜡质感，与同等塑料相比质量比较轻，有一定的透明性，燃烧时火焰呈蓝色，但是将其加工应用作为软质硅胶类仿真材料还需要进行较为全面的改性处理。低密度聚乙烯因密度较低，材质最软，主要用在塑胶袋、农业用膜等。
三氧化二氢也称为“过三氧化氢”，其化学式为“H2O3”或“HOOOH”，是氢元素的氧化物。H2O3在常温下为无色至微紫色液体，易挥发，有鱼腥味。是一种不稳定的化合物，在水溶液中会分解为水和单线态氧，超氧化氢也叫超氧酸、氧化羟基自由基，化学式HO2，是一种一元酸，常温常压下为无色玻璃状固体。溶液呈蓝色，含有超氧根离子而具有强氧化性。由臭氧和水反应而得。不稳定，可以聚合，但仍有部分以单分子形式存在。本发明采用聚乙烯与三氧化二氢及超过氧化氢室温密闭搅拌混合60-100分钟，利用其超能的单线态氧和超氧根离子所具有的强氧化性将聚乙烯单体中稳定的结晶结构打乱，降低其结晶度、密度、刚性及硬度，密闭混合结束后对环境不造成影响，制备方法简便，安全高效无污染。
聚合硫酸铁是一种性能优越的无机高分子絮凝剂，形态性状是淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10％的水溶液为红棕色透明溶液，吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。聚氯化铝铁别名复合铝铁，是以铝为主、铁为辅的新型复合无定型、无机高分子净水剂。铁为高价铁，水解后形成多核络合物，兼具铝盐和铁盐的絮凝特性。铝盐和铁盐在本发明与聚乙烯高温注塑过程中发生水解和聚合反应过程，混合熔融状态液体中颗粒能强烈吸附水解和聚合反应过程中出现的各种游离单体及多种多核羟基络离子，被吸附的带正电的多核羟基络离子能够压缩双电层，降低动电位，同时进行着架桥作用降低聚合物的硬度，提高聚乙烯的断裂伸长率和延展性。
六氧化碳的化学性质不稳定，具有很强的氧化性。六氧化碳是一种不稳定的无机碳氧化物，拥有具有Cs对称性的异构体，这种六氧化碳分子中的六元环并不呈正六边形，而是空间六边形：六元环中与碳原子相对的氧原子与相邻氧原子间O-O键键长为以这个氧原子为顶点的O-O-O键角为104.1°；两个不与碳相连的氧原子和六元环中与碳相连的相邻氧原子之间的O-O键键长为以这两个氧原子为顶点的O-O-O键角为105.9°；六元环中与碳相连的两个氧原子与碳原子之间的C-O键键长皆为为C-O-O键角为115.7°，六元环内的O-C-O键角为120.4°；碳原子与六元环外的氧原子间C-O键键长为六元环外的O-C-O键角为119.6°，通过强氧化性加速打断聚乙烯单体的聚合稳定性，来改变现有LDPE用来制造膜袋低级产品的问题，降低力学性能，使得LDPE改性材料能生产出表面光泽鲜艳、质地柔软牢固、耐折叠、无折痕、安全无毒、易清洗的柔性注塑产品，同时保持自身良好的拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、耐穿刺性、耐环境应力开裂性等性能。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用聚乙烯与三氧化二氢及超过氧化氢室温密闭搅拌混合60-100分钟，利用其超能的单线态氧和超氧根离子所具有的强氧化性将聚乙烯单体中稳定的结晶结构打乱，降低其结晶度、密度、刚性及硬度，密闭混合结束后对环境不造成影响，制备方法简便，安全高效无污染。
(2)铝盐和铁盐在本发明与聚乙烯高温注塑过程中发生水解和聚合反应过程，混合熔融状态液体中颗粒能强烈吸附水解和聚合反应过程中出现的各种游离单体及多种多核羟基络离子，被吸附的带正电的多核羟基络离子能够压缩双电层，降低动电位，同时进行着架桥作用降低聚合物的硬度，提高聚乙烯的断裂伸长率和延展性。
(3)本发明通过强氧化性加速打断聚乙烯单体的聚合稳定性，来改变现有LDPE用来制造膜袋低级产品的问题，降低力学性能，使得LDPE改性材料能生产出表面光泽鲜艳、质地柔软牢固、耐折叠、无折痕、安全无毒、易清洗的柔性注塑产品，同时保持自身良好的拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、耐穿刺性、耐开裂性等性能。
(4)本发明改性材料安全无毒易清洗，耐高温耐腐蚀，质地柔软均一，由于铁离子的存在产品具有良好自然的外观色泽，应用于婴幼儿叉、勺、磨牙棒及其它各种软质注塑产品和部分硅胶替代品。
(5)本发明原料成本低，制备方法简单，环保绿色无污染，具有良好的市场推广前景和应用价值。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种PE改性材料的制备方法，由以下重量份数的组分组成：
PE 90份、聚合硫酸铁1.5份、聚氯化铝铁0.5份、氟化亚铁1.1份、柠檬酸铁0.1份、六氧化碳0.1份、超氧化氢3份、三氧化二氢1.5份。
其制备方法是按照重量份数将PE与超氧化氢及三氧化二氢室温密闭搅拌混合60分钟后与聚合硫酸铁、聚氯化铝铁、氟化亚铁、柠檬酸铁、六氧化碳混合均匀，经平行双螺杆挤出造粒制成。
实施例2
一种PE改性材料的制备方法，由以下重量份数的组分组成：
PE 95份、聚合硫酸铁2份、聚氯化铝铁1.2份、氟化亚铁2份、柠檬酸铁0.5份、六氧化碳0.2份、超氧化氢3.5份、三氧化二氢2份。
其制备方法是按照重量份数将PE与超氧化氢及三氧化二氢室温密闭搅拌混合100分钟后与聚合硫酸铁、聚氯化铝铁、氟化亚铁、柠檬酸铁、六氧化碳混合均匀，经平行双螺杆挤出造粒制成。
实施例3
一种PE改性材料的制备方法，由以下重量份数的组分组成：
PE 92份、聚合硫酸铁1.5份、聚氯化铝铁0.7份、氟化亚铁1.1份、柠檬酸铁0.1份、六氧化碳0.1份、超氧化氢3.2份、三氧化二氢1.5份。
其制备方法是按照重量份数将PE与超氧化氢及三氧化二氢室温密闭搅拌混合60分钟后与聚合硫酸铁、聚氯化铝铁、氟化亚铁、柠檬酸铁、六氧化碳混合均匀，经平行双螺杆挤出造粒制成。
实施例4
一种PE改性材料的制备方法，由以下重量份数的组分组成：
PE 94份、聚合硫酸铁1.8份、聚氯化铝铁1.0份、氟化亚铁1.7份、柠檬酸铁0.3份、六氧化碳0.2份、超氧化氢3.5份、三氧化二氢1.8份。
其制备方法是按照重量份数将PE与超氧化氢及三氧化二氢室温密闭搅拌混合100分钟后与聚合硫酸铁、聚氯化铝铁、氟化亚铁、柠檬酸铁、六氧化碳混合均匀，经平行双螺杆挤出造粒制成。
实施例5
一种PE改性材料的制备方法，由以下重量份数的组分组成：
PE 92份、聚合硫酸铁1.8份、聚氯化铝铁0.7份、氟化亚铁1.7份、柠檬酸铁0.1份、六氧化碳0.2份、超氧化氢3.2份、三氧化二氢1.8份。
其制备方法是按照重量份数将PE与超氧化氢及三氧化二氢室温密闭搅拌混合70分钟后与聚合硫酸铁、聚氯化铝铁、氟化亚铁、柠檬酸铁、六氧化碳混合均匀，经平行双螺杆挤出造粒制成。
实施例6
一种PE改性材料的制备方法，由以下重量份数的组分组成：
PE 94份、聚合硫酸铁1.5份、聚氯化铝铁1.0份、氟化亚铁1.1份、柠檬酸铁0.3份、六氧化碳0.1份、超氧化氢3.2份、三氧化二氢1.8份。
其制备方法是按照重量份数将PE与超氧化氢及三氧化二氢室温密闭搅拌混合70分钟后与聚合硫酸铁、聚氯化铝铁、氟化亚铁、柠檬酸铁、六氧化碳混合均匀，经平行双螺杆挤出造粒制成。
实施例7
一种PE改性材料的制备方法，由以下重量份数的组分组成：
PE 94份、聚合硫酸铁1.6份、聚氯化铝铁0.8份、氟化亚铁1.5份、柠檬酸铁0.2份、六氧化碳0.2份、超氧化氢3.3份、三氧化二氢1.6份。
其制备方法是按照重量份数将PE与超氧化氢及三氧化二氢室温密闭搅拌混合80分钟后与聚合硫酸铁、聚氯化铝铁、氟化亚铁、柠檬酸铁、六氧化碳混合均匀，经平行双螺杆挤出造粒制成。
实施例8
一种PE改性材料的制备方法，由以下重量份数的组分组成：
PE 93份、聚合硫酸铁1.6份、聚氯化铝铁0.9份、氟化亚铁1.4份、柠檬酸铁0.2份、六氧化碳0.1份、超氧化氢3.4份、三氧化二氢1.6份。
其制备方法是按照重量份数将PE与超氧化氢及三氧化二氢室温密闭搅拌混合90分钟后与聚合硫酸铁、聚氯化铝铁、氟化亚铁、柠檬酸铁、六氧化碳混合均匀，经平行双螺杆挤出造粒制成。
所述PE材料为LDPE。
所述聚合硫酸铁中全铁含量≥19.0％，砷含量≤0.0001％，铅含量≤0.0001％，不溶物含量≤0.4％，还原性物质含量≤0.01％。
所述聚氯化铝铁中水不容物含量≤1.0mg/L，砷含量≤0.0003mg/L，锰含量≤0.0075mg/L，铅含量≤0.003mg/L，汞含量≤0.00002mg/L，硫酸根含量≤9.0mg/L。
所述氟化亚铁、柠檬酸铁、六氧化碳、超氧化氢、三氧化二氢的添加量分别以其有效成分含量计。
上述制备方法制备得到的PE改性材料的应用于婴幼儿叉、勺、磨牙棒及其它各种软质注塑产品和部分硅胶替代品中
将上述实施例复合材料制成标准试片，分别用哑铃和直角裁刀截取。测试物理机械性能指标，拉伸强度、伸长率：按GB/T 528-1998测试；撕裂强度：按GB/T 528-1999测试；硬度：按GB/T 531-1999测试，测试结果见表1：
表1：性能测试结果
改性后的聚乙烯树脂材料具有良好的断裂伸长率和拉伸强度，生产出表面光泽鲜艳、质地柔软牢固、耐折叠、无折痕、安全无毒、易清洗的柔性注塑产品，同时保持自身良好的拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、耐穿刺性、耐环境应力开裂性等性能。
改性后的聚乙烯树脂材料中含有较多的铁元素，在聚合数值材料中显现出良好的红色或黄色色泽，赋予树脂良好的外观品质，同时铁离子通过婴幼儿的使用过程有利出来，起到良好的营养补充的作用，对婴幼健康有一点的促进作用。
改性后的聚乙树脂材料耐高温清洗，高温清洗后安全无毒，日用实用性强。