[发明专利]高强度聚乳酸薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度聚乳酸薄膜及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

以往，人们广泛使用聚乙烯、聚丙烯为原料而形成的薄膜，这些薄膜大多被应用到了食品、杂货、机械、电子以及化妆品等的包装上，使用后被废弃，一般都不会降解，造成了白色垃圾，由于这些原料发热量较高，进行焚烧处理时又会损伤燃烧炉。

而聚乳酸(聚2-羟基丙酸酯)是一种新型的生物基可降解材料，它由淀粉糖发酵生成，在堆肥条件下可完全生物降解。较传统石油基塑料，具有低碳环保、对人体无毒无害的优点。聚乳酸生物降解的特性也解决了普通石油基塑料薄膜带来的白色污染问题。

聚乳酸具有优越的物理特性和生物相容性，但未经改性的聚乳酸也存在着断裂伸长率低，韧性较差的缺陷，影响了其在薄膜、片材等柔韧性要求较高领域的应用。

特开平4-335060，特开平9-272794，特开平8-199052号公报，U.S.Pat5180765，U.S.Pat5076983均公开了聚乳酸类薄膜的生产方法。但上述公开方法生产的聚乳酸类薄膜仍存在着断裂伸长率过低的问题，使用这些方法制得的薄膜应用于成品上依旧存在着实用缺陷，所以尚得不到大规模产业化应用。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种高强度聚乳酸薄膜及其制备方法。本发明提供的聚乳酸薄膜可生物降解，能直接应用于制备食品包装袋、马甲袋、农用薄膜材料等日常薄膜用品。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种高强度聚乳酸薄膜，其原料成分及重量配比如下：

聚乳酸                80-93份；

改性纳米级二氧化硅    3-16份；

增塑剂                0-5份；

抗氧剂                0-2份；

润滑剂                0-2份。

进一步地，以上所述的一种高强度聚乳酸薄膜，其中聚乳酸重均分子量为15-20万，熔融指数为5-15，熔点≥155℃。

进一步地，以上所述的一种高强度聚乳酸薄膜，其中改性纳米级二氧化硅，是指纳米级二氧化硅颗粒，通过添加包括有硬脂酸钠、硬脂酸钙、硅烷偶联剂中一种或一种以上混合物作为改性剂改性而成。

进一步地，以上所述的一种高强度聚乳酸薄膜，其中增塑剂包括有聚乙二醇、邻苯二甲酸二甲酯、乙酰化柠檬酸三乙酯中一种或一种以上混合物。

进一步地，以上所述的一种高强度聚乳酸薄膜，其中抗氧剂包括有四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)，β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(抗氧剂1076)中一种或一种以上混合物。

进一步地，以上所述的一种高强度聚乳酸薄膜，其中润滑剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钠、油酸酰胺、亚烷基二脂肪酰胺中一种或一种以上混合物。

本发明还揭示了一种高强度聚乳酸薄膜的制备方法，包括如下步骤，

步骤一，对聚乳酸、改性纳米级二氧化硅原料进行干燥处理；

步骤二，利用混合设备将聚乳酸、改性纳米级二氧化硅、增塑剂、抗氧剂、润滑剂与抗紫外线剂原料充分混合均匀；

步骤三，将混合后的物料加入至双螺杆挤出机中熔融共混后拉条、切粒，获得颗粒状的混合树脂；

步骤四，将步骤三中获得的颗粒状混合树脂进行除水干燥处理；

步骤五，将步骤四中经过处理的颗粒状混合树脂经单螺杆挤出机，吹塑生产聚乳酸薄膜。

进一步地，以上所述的高强度聚乳酸薄膜的制备方法，其中步骤三当中的双螺杆挤出机，其螺杆的长径比为40∶1～50∶1。

进一步地，以上所述的高强度聚乳酸薄膜的制备方法，其中步骤五当中的单螺杆挤出机，其螺杆的长径比为20∶1～35∶1。

本发明的有益效果主要体现在：本发明提供的聚乳酸薄膜在拉伸强度和断裂伸长率上得到大幅度提高，不仅可以直接应用于成品，并且在片材等柔韧性要求较高的领域也能得到广泛应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案作详细说明。

实施例1

(1)称取聚乳酸80份，改性纳米级二氧化硅16份，分别对这两种原料进行干燥。所述改性纳米级二氧化硅，是指纳米级二氧化硅颗粒，通过添加包括有硬脂酸钠、硬脂酸钙、硅烷偶联剂中一种或一种以上混合物作为改性剂改性而成，以下实施例亦是如此，不再重复解释；