[发明专利]一种折痕自修复聚乳酸薄膜

说明书

本发明设计了一种折痕自修复聚乳酸(PLA)薄膜，涉及接枝剂合成以及薄膜加工配方工艺。具有可修复折痕的聚乳酸材料在包装运输领域具有巨大应用潜力。本发明利用高分子共混加工将聚乳酸与合成的接枝助剂进行共混和吹膜制得一种可修复折痕的PLA薄膜材料。其中接枝助剂合成为结构中含有双键的烷基酯，制得一种一定温度下可修复折痕的聚乳酸薄膜。

技术领域

本发明制备了一种折痕自修复聚乳酸(PLA)薄膜，涉及接枝剂合成以及薄膜加工配方工艺。本发明具体合成含有双键的烷基酯结构的接枝剂。利用高分子共混加工将PLA与合成的接枝剂进行共混和吹膜制得一种可修复折痕的PLA薄膜材料。该薄膜材料具有可修复折痕的功能，在包装运输领域具有巨大应用潜力。

背景技术

目前广泛使用的聚合物包装膜不能实现生物降解，导致形成微塑料破坏人类环境。PLA由于良好的生物降解性能，近些年来在包装方面的应用引起了高度关注。但是在物品运输的过程中，PLA包装膜柔韧性较低，在受压折作用时由于受应力区的局部折射率发生变化而在材料中出现折痕区域发白的现象严重影响物品的美观。

本发明要解决的问题

PLA本身有良好的生物降解性，但是其本身的应力发白不能通过温控来实现自修复。本发明提出合成的一种接枝剂，利用PLA与接枝剂、过氧化物共混，通过共混和吹膜制得一种可修复折痕的PLA薄膜材料。PLA薄膜产生折痕后，对其进行低温热处理，处理后的PLA薄膜材料的折痕发白消失。它是一种简单有效修复折痕的方法，在包装运输领域具有巨大应用潜力。

发明内容

本发明提供了一种新型的低温修复PLA折痕的薄膜材料的制备方法，其技术方案如下：

1.降冰片烯二酸酯的制备方法。

降冰片烯二酸酐与烷基醇制备降冰片烯二酸酯，其结构式为：

降冰片烯二酸酐与烷基醇按照1∶10至10∶1的比例混合，其中烷基醇为脂肪烷基一元醇，即C_nH_2n+1-OH，其中C的个数为4到18任意数值。混合使用的有机溶剂为可以溶解降冰片烯二酸酐与烷基醇的任何含有酯基的溶剂。上述混合物加热反应2～4小时后，利用萃取法纯化后即可得到降冰片烯二酸酯。

2.降冰片烯二酸酯接枝PLA薄膜的制备方法。

降冰片烯二酸酯与PLA，利用过氧化物引发自由基对双键接枝反应，其结构式为：

结构式中X为C_nH_2n+1-，其中n为4～18。制备薄膜的过程是将PLA、过氧化物与接枝剂按一定质量比例混合。其中，PLA质量分数为20～75％，含有过氧基-O-O-的过氧化物质量分数为0.1～5％，接枝剂0.05～50％。PLA、过氧化物与接枝剂的混合物在熔融态下共混、挤出，最后通过吹膜工艺，就能得到可修复折痕的PLA薄膜材料。

本发明的有益效果

本发明创新性地以PLA为基材，与降冰片烯二酸酯接枝来制备折痕修复PLA薄膜材料，这种材料既可以生物降解又可修复折痕。可以极大地减少环境污染问题，同时也拓宽了PLA薄膜材料的应用领域。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进行进一步的说明。

实施例1：

降冰片烯二酸酯制备的步骤如下：将84g降冰片烯二酸酐，80g十二醇混合均匀。0.1％浓硫酸为催化剂，在100℃反应4小时。向反应液加入饱和碳酸钠溶液，并将反应液置于分液漏斗中作分液处理，收集难溶于水的上层酯，即降冰片烯二酸酯。