[发明专利]一种生物降解PLA薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物降解聚乳酸薄膜及其制备方法，包括组分：聚乳酸(PLA)70‑95份、聚碳酸丁酯(PBC)4‑29份、扩链剂环氧类丙烯酸共聚物0.1‑1份、增塑剂桐油酸酐0.1‑10份、热稳定剂硬脂酸锌0.1‑1份、成核剂为苯基膦酸附载的碳酸钙粉体0.1‑5份。将原材料按比例混合均匀后，经双螺杆挤出机熔融共混得到改性聚乳酸吹膜专用树脂，再经吹膜机吹塑成膜。此方法制备的PLA薄膜具有较高的拉伸强度以及良好的开口性能，并且透明性好。

技术领域

本发明涉及高分子材料制备技术领域，具体涉及一种生物降解PLA薄膜及其制备方法。

背景技术

在产业化的可降解塑料中，聚乳酸(PLA)以其优异的性能和生物降解性，成为目前替代一次性塑料制品的热点材料。PLA来自于可再生资源,是以植物中提取的淀粉为最初原料，后经发酵得到乳酸，再通过聚合反应生成，PLA摆脱了对石油资源的依赖，并具有完全降解特性，实现了洁净的碳循环，在环境保护与资源利用日趋紧张的今天，开发和扩大PLA的应用越来越重要。PLA具有模量高、强度大、透明性好和加工性能优良的特点，但是，PLA的脆性严重，严重的限制了它的广泛应用。

聚碳酸丁酯(PBC)是一种具有生物降解性的脂肪族聚碳酸酯，可在微生物作用下分解成中性二醇，二氧化碳，对环境不造成任何污染。PBC具有优异的柔韧性及可加工性，且分子链比较柔顺，端羟基和羧基的存在使其易于与其它聚合物或扩链剂产生较强的相互作用，因此它可作为PLA的增韧剂。将PLA与PBC共混能弥补PLA性能上的不足并保持生物相容生物降解的特性，使其得到广泛的应用。

常见的薄膜产品的应用包括：购物袋、包装膜、窗口膜、热收缩膜等，其中大多数包装类产品的应用都要求薄膜材料具有较高的透明度、拉伸强度和撕裂强度。采用PLA作为包装材料需克服PLA脆性严重问题，目前绝大多数PLA改性方法为共混改性，如，专利201310228789.1公布了一种PLA合金薄膜的制备方法，采用PLA、聚乙烯醇作为主要材料，聚乙烯醇主要起到了防水、隔气和热封的作用，但此种方法中聚乙烯醇对热敏感，致使产品易发黄。专利201611166097.9公布了一种可降解的食品保鲜膜及其制备方法，主要应用于食品包装材料领域，采用PLA和聚3-羟基丁酸脂4-羟基丁酸脂为基体材料，加入增塑剂改善薄膜脆性较大问题，加入活性抑菌剂，抑制好氧细菌的生长，但聚3-羟基丁酸脂4-羟基丁酸脂为微生物合成生物降解高分子材料，为微生物良好的培养基，易被微生物降解。并且，采用PLA和聚3-羟基丁酸脂4-羟基丁酸脂为基体材料，薄膜产品存在透明度低以及硬度较大问题。专利202010823503.4公布了一种高透明易撕裂PLA吹塑薄膜的制备方法，其由PLA、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯、增塑剂、润滑剂、开口剂和成核剂的混合物组成，此种方法使用PBAT作为PLA的增韧剂，乙酰柠檬酸三正丁酯作为增塑剂，有效提高PLA薄膜的拉伸断裂伸长率，但聚合物基体之间缺乏相容性，因此不耐撕裂，独特性质构成特殊应用范围，用于包装材料如包装鲜花、蔬菜、面包、糖果以及覆合膜等薄膜易撕裂领域。PLA薄膜改性研究主要存在的缺点在于PLA脆性严重，采用共混改性，各种聚合物材料之间相容性差，导致共混改性效果性能提升有限；不同聚合物材料的熔融温度不一，并且流动性相差较大，使得加工工艺难于控制，引起薄膜厚薄不均匀的现象；PLA薄膜易粘连在一起，开口困难，且PLA是半结晶性的聚合物，结晶缓慢，不利于性能的控制和稳定。

发明内容

为了克服现有技术中PLA薄膜及其制备过程中存在的不足，本发明提供一种生物降解PLA薄膜及其制备方法，可有效解决上述问题。

本发明提供了一种生物降解PLA薄膜，其配方的组成成分按质量份数计为：

PLA 70-95份，

PBC 4-29份，

扩链剂0.1-5份，

增塑剂0.1-10份，

热稳定剂0.1-1份，

成核剂0.1-5份。