[发明专利]一种聚乳酸膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚乳酸膜，由聚乳酸和含氧基共聚物组成，其中，聚乳酸含量为99.5%~99.9%，含环氧基共聚物含量为0.1%~0.5%。含环氧基共聚物由三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合而成。该聚乳酸可有效提高聚乳酸的熔体强度，保证聚乳酸本身特性，且制备工艺简单，易于实现。

技术领域

本发明涉及一种聚乳酸膜及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

聚乳酸是以玉米、小麦等天然植物及其莲、叶、根等有机废弃物为原料，经发酵聚合而成，因此其具有无毒性。而且，废弃的聚乳酸制成品能在自然条件下完全降解成二氧化碳和水，能有效减少对生态环境的污染。

虽然聚乳酸具有良好的生物相容性，透气、透明、机械性能及物理性能良好，是很有应用前景的可再生高分子材料之一，但是聚乳酸容易水解，韧性不足，容易损坏。所以聚乳酸制品大都是聚乳酸结合其他高分子塑料原料组合而成。如罗茂春等人在《PLA膜包装对白玉菇子的保鲜效果的研究》(中国农学通报2015，31(23):64-69)中制备的聚乳酸薄膜，并研究其对白玉菇子的保鲜效果，发现聚乳酸膜对水蒸气透过率高，对二氧化碳和氧气的隔绝性好，对白玉菇子的保鲜效果相对于聚乙烯膜更好；王爽爽在《聚乳酸基可降解多层复合膜及其在冷鲜肉包装中的应用》论文中记载制备PLLA/PVA/PLLA多层复合聚乳酸膜，并研究其对冷鲜肉的保鲜效果，发现其保鲜性能明显优于普通包装。

然而聚乳酸熔体强度不高，熔体流动速率大，在吹膜过程中极其不易加工成型，因此其在应用方面受到了一定的限制。目前是有一些方法是通过添加一些添加剂来提高聚乳酸的熔体强度，如宋霞等人在《E-MAH-GMA共混增韧改性PLA的研究》(化工新型材料，2012年第40卷第1期：114-116)采用E-MAH-GMA来增韧改性聚乳酸，中国专利CN1027577627A中公开了利用多羧基聚合物来增韧改性聚乳酸并成功制备得到聚乳酸薄膜，但以上现有技术方案中，因添加剂用量过多以至于影响到聚乳酸本身的特性。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型聚乳酸膜，使其在保证聚乳酸本身特性的同时可有效提高其熔体强度，具有易加工成型的特性，以适配更加广泛的应用。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：一种聚乳酸膜，其特征在于由聚乳酸和含氧基共聚物组成。

其中，所述的聚乳酸含量为99.5％～99.9％，含环氧基共聚物含量为0.1％～0.5％。其中：

所述含环氧基共聚物由三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)聚合而成。

所述的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)摩尔比为2：3～1：9；

所述GMA含有双键和环氧基，聚乳酸中含有端羟基和端羧基，如式1、式2含环氧基共聚物中的环氧基与聚乳酸中的羟基和羧基发生开环反应，能够在聚乳酸体系中有效地引入支链结构，使其内部形成交联结构，能有效提高PLA的熔体强度，改善PLA在吹膜过程中的加工成型性能。

所述TRIM为一种常用交联剂，其内部含有三个碳碳双键，如式3所示，TRIM的三碳碳双键结构可以使一个TRIM分子连接三分子的GMA，可以确保在含环氧基共聚物在用量较少的情况下就可以向聚乳酸体系中引入足够的环氧基团，达到提高聚乳酸熔体强度的作用。

添加该含环氧基共聚物后，可有效提高聚乳酸的熔体强度，使其在吹膜过程中易于加工成型。而且因其用量较少，对聚乳酸本身的有益特性尚不构成影响。所得聚乳酸可用于食品包装膜、保鲜膜等塑料薄膜的制备。

所述的聚乳酸膜，其制备工艺为：

(1)按配方量将TRIM与GMA聚合，得到含环氧基共聚物；