一种聚乳酸三元共混改性薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚乳酸三元共混改性薄膜及其制备方法，属于高分子材料领域。由以下重量份原料制成：聚乳酸50～65份，增韧剂：聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯25～40份，马来酸酐官能化的乙烯辛烯共聚物弹性体5～8.9份，增塑剂0.5～1份，扩链剂0.1～1份，开口剂0.5～2份。优点是：解决了产品的热封性能稳定性差的问题，保证了产品在包装领域的使用要求。聚乳酸的产业化有利于能源和材料资源长远发展的需要，推动农产品深加工，减少对石油的依赖，解决白色污染，推动新型环保材料产业的发展，具有重大的经济和社会意义。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸三元共混改性薄膜及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚乳酸薄膜及其制备方法。
技术介绍
聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。主要以玉米、木薯等为原料，来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，具有良好生物相容性，可生物彻底降解生成CO2和H2O，因此是理想的绿色高分子材料。目前市场上的聚乳酸薄膜制品，主要是PLA和PBAT二元共混体系，当配方体系中PLA含量为50％时，薄膜断裂伸长率低，落镖冲击强度、耐候性差，只适用于面包、衣服等包装，应用领域有限。聚乳酸含量50％的膜袋，提手、袋底热封稳定性差，在热封过程中，两层薄膜之间分子链缠结不足，缺少界面融合；并且在放置一段时间后，由于冷结晶，薄膜界面处出现结晶诱导所致的相分离，热封强度显著下降。申请号为201611036012.5的中国专利技术专利公开了一种高含量聚乳酸薄膜及其制备方法，按重量百分比计，包含聚乳酸50-65份，增韧剂PBAT或二氧化碳共聚物(PPC)35-50份，增塑剂1-10份，扩链剂0.1-2份，抗氧剂0.1-4份，开口剂0.5-5份。其制备方法是将各组分经过反应性混炼挤出，选择用增塑与增韧相结合的办法来改性PLA，应用共混改性技术改变聚乳酸脆性严重的性能缺陷。制备的薄膜可完全生物降解，有利于保护环境。
技术实现思路
本专利技术提供一种聚乳酸三元共混改性薄膜及其制备方法，以解决聚乳酸含量50％～65％的膜袋，断裂伸长率低，落镖冲击强度、热合稳定性差的问题。本专利技术采取的技术方案是：由以下重量份原料制成：聚乳酸PLA50～65份，增韧剂：聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT25～40份，马来酸酐官能化的乙烯辛烯共聚物弹性体POE-g-MAH5～8.9份，增塑剂0.5～1份，扩链剂0.1～1份，开口剂0.5～2份。所述的增塑剂为柠檬酸三丁酯、环氧大豆油中的一种。所述的扩链剂为异氰酸酯、苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种。所述的开口剂为乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺其中的一种。一种聚乳酸三元共混改性薄膜的制备方法，包括如下步骤：将聚乳酸PLA50～65份、聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT25～40份、马来酸酐官能化的乙烯辛烯共聚物弹性体POE-g-MAH5～8.9份先混合，然后加入增塑剂0.5～1份、扩链剂0.1～1份、开口剂0.5～2份混合均匀，得到混合后的物料；将混合后的物料加入至双螺杆挤出造粒机中熔融共混，设备各区温度依次为185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、200℃、200℃，然后拉条、切粒，得到颗粒状的混合树脂；将颗粒状的混合树脂进行除水干燥处理，得到三元共混聚乳酸改性料，干燥后，经吹膜机吹膜，印刷、制袋得到成品。所述的双螺杆挤出造粒机的螺杆长径比是52:1。本专利技术具有以下有益效果：1)本专利技术选择用聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT与马来酸酐官能化的乙烯辛烯共聚物弹性体POE-g-MAH相结合的办法来改性聚乳酸PLA，通过选用与聚乳酸PLA和聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT的端羧基和端羟基均有高反应活性的马来酸酐(MAH)功能单体接枝到乙烯辛烯共聚物弹性体上，利用酸酐官能团开环后高的反应活性，达到反应增容及增韧的目的，通过扩链反应提高PLA和PBAT的分子量以及分子链缠结，提高共混物熔体强度和抗冲击强度，旨在应用共混改性技术改善聚乳酸脆性严重的性能缺陷。2)本专利技术综合考虑了热封性能和购物袋的开口性，以及购物袋使用和储存的耐久性，使多种助剂发挥了协同效应，并且采用长径比大的双螺杆挤出加工，强化反应共混效果，将扩链剂对聚乳酸和PBAT、POE-g-MAH的化学改性与其它助剂所起到的物理改性相结合，解决了产品的热封性能稳定性差的问题，保证了产品在包装领域的使用要求。聚乳酸的产业化有利于能源和材料资源长远发展的需要，推动农产品深加工，减少对石油的依赖，解决白色污染，推动新型环保材料产业的发展，具有重大的经济和社会意义。具体实施方式实施例1取以下重量份的原料：聚乳酸PLA50份，聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT40份，马来酸酐官能化的乙烯辛烯共聚物弹性体POE-g-MAH8.9份，柠檬酸三丁酯0.5份，异氰酸酯0.1份，乙撑双硬脂酰胺0.5份；制备方法，包括如下步骤：将聚乳酸PLA、聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT、马来酸酐官能化的乙烯辛烯共聚物弹性体POE-g-MAH先混合，然后加入其它原料混合均匀，得到混合后的物料；将混合后的物料加入至双螺杆挤出造粒机中熔融共混，设备各区温度依次为185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、200℃、200℃，然后拉条、切粒，得到颗粒状的混合树脂；将颗粒状的混合树脂进行除水干燥处理，得到三元共混聚乳酸改性料，干燥后，经吹膜机吹膜，印刷、制袋得到成品；所述的双螺杆挤出造粒机的螺杆长径比是52:1。实施例2取以下重量份的原料：聚乳酸PLA55份，聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT37.3份，马来酸酐官能化的乙烯辛烯共聚物弹性体POE-g-MAH5份，环氧大豆油0.7份，苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5份，芥酸酰胺1.5份。制备方法同实施例1。实施例3取以下重量份的原料：聚乳酸PLA57.5份，聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT32.5份，马来酸酐官能化的乙烯辛烯共聚物弹性体POE-g-MAH7.3份，柠檬酸三丁酯0.8份，异氰酸酯0.6份，乙撑双硬脂酰胺1.3份。制备方法同实施例1。实施例4取以下重量份的原料：聚乳酸PLA65份，聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT25份，马来酸酐官能化的乙烯辛烯共聚物弹性体POE-g-MAH6份，柠檬酸三丁酯1份，异氰酸酯1份，乙撑双硬脂酰胺2份。制备方法同实施例1。对比例1按重量称取以下份数的原料：聚乳酸PLA，50份聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)48.9份柠檬酸三丁酯0.5份异氰酸酯0.1份乙撑双硬脂酰胺0.5份将聚乳酸PLA、聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT先混合，然后加入其它原料混合均匀，得到混合后的物料；将混合后的物料加入至双螺杆挤出造粒机中熔融共混，设备各区温度依次为185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、200℃、200℃，然后拉条、切粒，得到颗粒状的混合树脂；将颗粒状的混合树脂进行除水干燥处理，得到三元共混聚乳酸改性料，干燥后，经吹膜机吹膜，印刷、制袋得到成品；所述的双螺杆挤出造粒机的螺杆长径比是52:1。将实施例1～4及对比例1得到薄膜制品，按照GB/T1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定》中第3部分：薄膜和薄片的试验条件、QB/T2358-1998《塑料薄膜包装袋热合强度试验方法》、QB/T1130-1991《塑料直角撕裂性能试验方法》，其测试结果如表1所示。表1本专利技术与对比例的薄膜数据测试指标实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1纵向拉伸强度/MPa38.334.832.1938.744.5纵向断裂伸长率/％305.6320.3330.7272.3287.9横向拉伸强度/MPa35.933.531.133.538.2横向断裂伸长率/％297.2315.3320.4213.1278.2提手热封强度N/15mm13.214.615.816.112.0袋底热封强度N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乳酸三元共混改性薄膜，其特征在于，由以下重量份原料制成：聚乳酸PLA 50～65份，增韧剂：聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT 25～40份，马来酸酐官能化的乙烯辛烯共聚物弹性体POE‑g‑MAH 5～8.9份，增塑剂0.5～1份，扩链剂0.1～1份，开口剂0.5～2份。

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸三元共混改性薄膜，其特征在于，由以下重量份原料制成：聚乳酸PLA50～65份，增韧剂：聚已二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT25～40份，马来酸酐官能化的乙烯辛烯共聚物弹性体POE-g-MAH5～8.9份，增塑剂0.5～1份，扩链剂0.1～1份，开口剂0.5～2份。2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸三元共混改性薄膜，其特征在于：所述的增塑剂为柠檬酸三丁酯、环氧大豆油中的一种。3.根据权利要求1所述的一种聚乳酸三元共混改性薄膜，其特征在于：所述的扩链剂为异氰酸酯、苯乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种。4.根据权利要求1所述的一种聚乳酸三元共混改性薄膜，其特征在于：所述的开口剂为乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺其中的一种。5.一种聚乳酸三元共混改性薄膜的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：李义，张会良，边俊甲，刘志刚，郝艳平，颜祥禹，王文玲，肖洋，唐明勋，
申请(专利权)人：吉林中粮生化有限公司，中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22