一种PLA-PBSA吹塑薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚乳酸(PLA)/丁二酸丁二酯－己二酸丁二酯共聚物(PBSA) 吹塑薄膜及其制备方法。其由PLA、PBSA、增塑剂己二酸二乙二醇单丁醚酯、润滑剂、开口剂、抗氧剂的混合物组成。将PLA与PBSA、润滑剂、开口剂、抗氧剂先机械混合成预混料，预混料由双螺杆挤出机加料口加入，同时增塑剂己二酸二乙二醇单丁醚酯由双螺杆挤出机液体加料口计量加入，经熔融挤出，水冷，切粒，烘干得到改性聚乳酸吹膜专用树脂，再经吹膜机吹塑成膜，得到透明抗撕裂生物降解薄膜。PBSA、增塑剂、润滑剂、开口剂、抗氧剂可有效提高聚乳酸薄膜的拉伸断裂伸长率和抗撕裂强度，保持了聚乳酸的透明性，解决了聚乳酸薄膜脆性缺陷，薄膜具有较好的力学性能和优良透明性，可替代PE、PP、PVC等制备薄膜和片材。

A PLA-PBSA blow molding film and its preparation method

The invention provides a polylactic acid (PLA) / succinic acid butyl two ester - adipic acid butyl two ester copolymer (PBSA) blow molding film and a preparation method thereof. It consists of a mixture of PLA, PBSA, plasticizer, diethylene glycol adipate, butyl ether ester, lubricant, opener and antioxidant. The PLA is mixed with PBSA, lubricant, opening agent and antioxidant first, and the premixture is added to the feeding port of the twin screw extruder, and the plasticizer diethylene glycol adipate is added by the liquid feeding mouth of the twin screw extruder. The modified polylactic acid blowing film is prepared by melt extrusion, water cooling, grain cutting and drying. Transparent and tear resistant biodegradable films were obtained by blowing the film with resin and blowing machine. PBSA, plasticizer, lubricant, opening agent and antioxidant can effectively improve the tensile fracture elongation and tearing strength of polylactic acid film, keep the transparency of polylactic acid, solve the brittleness defects of polylactic acid film, have good mechanical properties and excellent transparency, and can replace PE, PP, PVC and other films and sheets. .

【技术实现步骤摘要】
一种PLA-PBSA吹塑薄膜及其制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，涉及一种PLA生物降解薄膜及其制备方法。
技术介绍
与传统的石油基塑料不同，PLA是由植物淀粉发酵而得的乳酸聚合而成，这是一种可再生资源，并且具有生物降解特性，对保护环境具有非常重要的意义。在石油能源日趋紧张的情势下，开发研究PLA树脂显得尤为重要。PLA本身的性能类似于通用塑料聚丙烯，如模量高、抗张强度大和可加工性能好。但是，PLA的脆性严重，抗冲击强度小于5KJ/m2，严重的限制了它的广泛应用。PLA还具有较好的加工性能和透明性，能适用于传统的挤出、注塑、吹塑等加工方法。因此，针对PLA的脆性严重的缺点国内外在积极地开展改性研究，采用多组分共混改性的方法提高PLA的韧性是目前的主要技术手段，但PLA经共混增韧后一般难以保持PLA树脂的透明性，如何获得既有高韧性，又具有透明性的PLA树脂是制备可降解包装薄膜和饮料瓶等制品的要求。PLA/增塑剂或增韧剂共混改性的研究较多，将PLA与小分子或低分子增塑剂共混，达到对PLA增塑甚至增韧的目的，同时保持PLA的透明性。柠檬酸酯类(柠檬酸酯增塑改性聚乳酸.(高分子材料科学与工程,(2008),24(1):151-154.)、环氧大豆油增塑剂共混的研究(PolymerBulletin,(2009),62(1):91-98.)都对PLA增塑改性进行了研究，取得了明显的增塑效果。张会良、董丽松等在申请号为201010281681.5的中国专利技术专利和论文(PolymerEngineeringandScience,(2013,53:112-118))研究了聚己二酸1,2-丙二醇酯对PLA的改性工作，聚己二酸1,2-丙二醇酯可以提高PLA的抗冲击强度和拉伸断裂伸长率。WerapornPivsa-Art等人在期刊EnergyProcedia(2011,9:581–588)研究了将PLA/PBSA重量比固定为80/20，之后分别加入重量比为10％，20％，30％，40％，和50％的PBAT，共混挤出并吹塑成膜，研究显示，当PBAT加入量为20%时，PLA/PBSA/PBAT共混物具有最大的拉伸强度和冲击强度，扫描电镜显示PLA/PBSA/PBAT共混物之间具有优良的相容性。VincentOjijo等人在期刊Polymer(2015,80:1–17)报道了将PLA与PBSA、扩链剂共混挤出制备PLA/PBSA共混物，扩链剂提高了PLA与PBSA的界面粘合，PBSA和扩链剂显著提高了PLA的冲击强度。VincentOjijo等人在期刊ACSAppliedMaterialsInterfaces(2012,4:2395−2405)报道了将PLA与PBSA重量比确定为70/30，之后加入0－9％的有机粘土，挤出制备PLA/PBSA/粘土共混物，发现2%的有机粘土能够最优化提高PLA/PBSA共混物的力学性能。VincentOjijo等人在期刊ACSAppliedMaterialsInterfaces(2013,5:4266−4276)报道了将PLA与PBSA重量比确定为70/30，之后加入2％的亚磷酸三苯酯进行反应增容，明显提高了PLA的冲击强度。VincentOjijo等人在期刊MacromolecularMaterialsandEngineering(2011,296:865–877)报道了将PLA与PBSA重量比确定为70/30，之后加入6％的蒙脱土进行共混挤出，提高了PLA的热性能和力学性能。ThomasMalwela等人在期刊InternationalJournalofBiologicalMacromolecules(2015,77:131–142)报道了将PLA与PBSA重量比确定为70/30，之后加入2％的C20A,C30B和MEE型有机粘土，挤出制备PLA/PBSA/粘土共混物，溶于氯仿后通过溶剂浇铸和旋涂制备薄膜，研究了该薄膜的生物降解性能。AminMirzadeh等人在期刊JournalofAppliedPolymerScience(2015,132:42664)报道了将PLA与PBSA重量比确定为90/10，80/20和70/30，之后加入纳米粘土和扩链剂，挤出制备共混物，研究了不同共混组成和加工工艺对共混物粘度和疏水性能、力学性能的影响。申请号为201110060393.1的中国专利技术专利公开了一种生物可降解薄膜及层压材料。主要包括PBAT或PBS或PBAT和PBS的混合物，以及PLA和其它可降解高分子聚合物，例如PBSA、PCL、PCL-BS和PHA，从而制成PLA，以及PLA和PHAs的新型混合物，或者PLA与PBAT和PBS的混合物，或者PLA和PHAs与PBAT和PBS或者其它可降解高分子聚合物的混合物。这些新型织物和层压材料，在含有微生物的环境中具有更强的生物可降解性能，并且能够拥有良好的保质期和良好的强度，灵活性和柔韧性。申请号为201110394731.5的中国专利技术专利公开了一种完全生物降解塑料材料及其制备方法，按重量百分比计，包含PLA20-40%；长支链化脂肪族聚酯或长支链化脂肪族－芳香族共聚酯50-60%；扩链剂0.1-3%；填充剂1-10%；增塑剂5-10%；抗氧剂0.1-1%；润滑剂0.1-1%；稳定剂0.1-1%；成核剂0.1-1%。其制备方法是将各组分经过反应性混炼挤出，改善PBSA制品的力学特性，同时改善了PLA的柔韧性和降解速率，得到的完全生物降解塑料材料不仅具有优异的生物降解性能和老化性能，而且具有优良的力学性能和吹膜加工性能。申请号为200510049546的中国专利技术专利公开了一种聚乳酸环保全降解塑料及其生产方法。PLA与聚乙烯醇，环氧大豆油等助剂经高速混合，造粒烘干制成PLA全降解塑料。产品透明、柔软，机械强度高，防潮、防腐，气体阻隔性好。以上国内外对PLA薄膜改性研究，虽可保持PLA薄膜的透明性，但均未研究提高其PLA薄膜抗撕裂强度的方法，而PLA薄膜的脆性严重、不抗撕裂和柔顺性差是影响聚乳酸薄膜广泛应用的主要问题。保持高透明度，同时具有高拉伸强度和撕裂强度，可使制品不易断裂，薄膜制品抗撕裂，并且保持完全生物降解特性，是满足PLA薄膜的非常重要的性能。
技术实现思路
为了解决已有技术存在的问题，本专利技术提供了一种PLA/PBSA生物降解薄膜及其制备方法。本专利技术提供一种PLA/PBSA生物降解薄膜，其配方的组成成分和质量份数配比为：PLA50-80份，PBSA10-40份，增塑剂5-15份，润滑剂0.1-1、开口剂0.1-1份，抗氧剂0.1-0.5份。所述的PLA的数均分子量为50000-200000g/mol；所述的增韧剂为PBSA重均分子量为50000-200000g/mol；增塑剂为己二酸二乙二醇单丁醚酯；润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺；开口剂为芥酸酰胺；抗氧剂为三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯（简称168）和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯（简称1010）的混合物，共混质量比为1:1。一种PLA/PBSA吹塑薄膜的制备方法如下：按上述配比，将干燥的PLA、PBSA和润滑剂、开口剂、抗氧剂进行机械共混，共混时间1-3分钟，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乳酸/丁二酸丁二醇酯－己二酸丁二醇酯共聚物生物降解薄膜，其特征在于，其配方的组成成分和质量份数配比为：PLA 50‑80份，PBSA 10‑40份，增塑剂5‑15份，润滑剂0.1‑1、开口剂0.1‑1份，抗氧剂0.1‑0.5份；所述的增塑剂为己二酸二乙二醇单丁醚酯；润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺；开口剂为芥酸酰胺。

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸/丁二酸丁二醇酯－己二酸丁二醇酯共聚物生物降解薄膜，其特征在于，其配方的组成成分和质量份数配比为：PLA50-80份，PBSA10-40份，增塑剂5-15份，润滑剂0.1-1、开口剂0.1-1份，抗氧剂0.1-0.5份；所述的增塑剂为己二酸二乙二醇单丁醚酯；润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺；开口剂为芥酸酰胺。2.根据权利要求1所述的PLA/PBSA生物降解薄膜，其特征在于，所述的PLA的数均分子量为50000-200000g/mol。3.根据权利要求1所述的PLA/PBSA生物降解薄膜，其特征在于，所述的PBSA的重均分子量为50000-200000g/mol。4.如权利要求1所述的一种PLA/PBSA生物降解薄膜的制法，其特征在于，步骤和条件如下；按所述的配方称取各组分，将PLA与PBSA、润滑剂、开口剂、抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：张会良，马庆维，郝艳平，杨慧丽，张贵宝，白云刚，林航，谢众，崔成杰，张海斌，
申请(专利权)人：黑龙江鑫达企业集团有限公司，中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23