一种微多孔取向聚乳酸薄膜制造技术

本发明专利技术提供一种微多孔聚乳酸取向薄膜，为多层结构，至少具有一层微多孔层和一层无孔层，且所述微多孔层具有孔径为10‑1000nm的微多孔。本发明专利技术的优点在于可以提供兼有微多孔层和无孔层的微多孔聚乳酸薄膜，而且，微观和宏观的均匀性好，热收缩率低。本发明专利技术的加工方法简单、高速，无须使用有毒有害溶剂，绿色环保。本发明专利技术制备的微多孔聚乳酸取向薄膜可以应用在卫生护理、医疗、建筑、水处理、化学分析、农业、电子产品、包装、装饰等多种领域。

【技术实现步骤摘要】
一种微多孔取向聚乳酸薄膜
本专利技术属于高分子材料领域，涉及一种微多孔取向聚乳酸薄膜。
技术介绍
聚乳酸，又称聚丙交酯，是由乳酸或其环状二聚体聚合而成的热塑性树脂。其既是一种生物降解塑料，又是一种生物质塑料，即其可以在一定条件下被微生物分解为水、二氧化碳或甲烷等小分子，在制品的使用寿命结束后，不会残留“白色污染”，又可以以淀粉等植物来源的物质作为原料，完全不使用石油来源的物质，所以具有绿色、环境友好的显著特点。同时，聚乳酸还具有较好的透明性、透湿性、阻氧性、力学强度、加工性能，所以聚乳酸具有较为广泛的用途和应用前景。微多孔薄膜是指具有孔径为纳米级～微米级的多孔结构的塑料薄膜，可以应用于水处理、空气净化、包装、个人卫生、医疗护理、电子电器、汽车、建筑、装饰等诸多领域。有的时候，需要微多孔结构仅分布在薄膜的单个或两个表面，即薄膜内，存在微多孔层和无孔层。比如，这样可以得到拉伸强度更高的制品，而又可以利用表面的微多孔结构得到特定的功能。这里所说的功能可以是提高薄膜的雾度、提高薄膜的粘结性能等。申请号为PCT/CN2014/088612的专利公开了一种微多孔聚乳酸薄膜，当处于薄膜中聚乳酸组分的玻璃化温度以下时，具有纳米～微米级别且孔径均匀的多孔结构。但是，未指出如何得到同时存在微多孔层和无孔层的微多孔聚乳酸薄膜。现有技术中可以制得存在微多孔层和无孔层的微多孔聚乳酸薄膜的显而易见的方法是，将一层或一层以上的一种微多孔聚乳酸薄膜同无孔的聚乳酸薄膜通过胶粘剂复合。但是，显然胶粘剂会影响薄膜的性能，比如，光学性能、力学性能、重量、厚度、VOC含量，而且使用胶粘剂也增加成本。
技术实现思路
本专利技术提供的微多孔取向聚乳酸薄膜，为多层结构，至少具有一层微多孔层和一层无孔层，且所述微多孔层具有直径为10-1000nm的微多孔。所谓的取向薄膜，是本专业技术人员公知的术语，是指经流延、吹塑、浇注、模压等方法制备的原膜(未取向薄膜)经单向或双向拉伸，使聚合物分子链段、分子链和/或结晶发生取向，而制备得到的。取向的形成一般赋予薄膜于有益的性能和性质，诸如薄膜强度、韧性、透明性的提高。检测薄膜是否取向的方法是公知技术，常规的有X射线衍射法、双折射法、拉曼光谱法、红外法、超声法等。进一步的优选所述的直径在10-1000nm范围的微多孔面积之和占所述微多孔取向聚乳酸薄膜总面积的20％以上。所述的微多孔面积是指，薄膜水平放置时，孔在水平面上的投影面积。所述的薄膜总表面积是指，薄膜水平放置时，薄膜在水平面上的投影面积。增加直径在10-1000nm范围内的微多孔的孔面积之和，有利于提高透湿度。本专利技术中，优选，该类孔面积之和占所述微多孔聚乳酸取向薄膜总表面积的20％以上。考虑到进一步增大透湿度，本专利技术中，上述具有直径在10-1000nm范围内的微多孔的面积之和进一步优选为占所述薄膜总表面积的35％以上，更进一步优选45％以上。前述微多孔的面积之和占所述薄膜总表面积的上限没有特别限定，其例如可以在95％以下。孔径均匀有利于提高薄膜的光学性能、机械性能的均匀性。本专利技术中，上述具有直径在10-1000nm范围内的微多孔的孔径均匀，孔径分布优选小于2.0，更优选小于1.5，进一步优选小于1.3。孔径分布的下限没有特别限定，其例如可以在1.05以上。可以采用显微观察、图像处理的方法对薄膜微观、局部区域的孔径均匀性进行测量。进一步的，所述的微多孔层中，所述的直径为10-1000nm的微多孔的平均圆形度小于2.0。相对于未取向的聚乳酸薄膜，取向的聚乳酸薄膜具有更好的强度和储存稳定性。微多孔的平均圆形度小于2.0的薄膜，微多孔趋向于圆形，具有这类孔结构的薄膜，其力学性能等具有各向同性。优选平均圆形度小于1.5，进一步优选平均圆形度小于1.2。进一步的，当含有两层所述的微多孔层时，即微多孔取向聚乳酸薄膜的两个表面都是微多孔层时，两层中的所述的直径为10-1000nm的微多孔的平均圆形度差小于1.0。两表面的微多孔平均圆形度差越小，则两表面的性能越接近。优选平均圆形度差小于0.5，进一步优选平均圆形度差小于0.3。本专利技术所述的微多孔聚乳酸取向薄膜，对于其组成没有特别的限定，但至少是含有聚乳酸树脂A的。进一步，所述的至少一层微多孔层中，聚乳酸树脂A的含量为50％重量份数以上。从结构上看，所述的聚乳酸树脂可以是任何聚乳酸树脂，进一步地，可以是聚乳酸(聚丙交酯)、或乳酸同其他化学结构的共聚物中的一种或几种。优选的聚乳酸的分子结构是，由L乳酸或D乳酸的80-100mol％和各自的对映体0-20mol％构成的分子结构。上述聚乳酸树脂可以从L乳酸或D乳酸中的一种或两种作为原料，并通过脱水缩聚而得到。优选的是，可以从作为乳酸的环状二聚物的丙交酯，通过开环聚合而得到。丙交酯中有L乳酸的环状二聚物即L丙交酯、D乳酸的环状二聚物即D丙交酯、D乳酸与L乳酸进行环状二聚化而得到的内消旋丙交酯、以及D丙交酯和L丙交酯的外消旋混合物即DL丙交酯。本专利技术中可以使用任何一种丙交酯。不过，主原料优选D丙交酯或L丙交酯。所述的乳酸同其他化学结构的共聚物，是指乳酸同任意化学结构单元形成的无规共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物中的一种或几种。其中，乳酸单元的链段长度没有特别的限定，但从提高微多孔薄膜的力学性能的角度上考虑，优选乳酸链段长度为1-20万重均分子量。所述的乳酸同其他化学结构的共聚物，从提高生物降解性和环境友好性的角度上考虑，优选乳酸同羟基羧酸类、二元或多元醇类、或二元或多元羧酸类的共聚物。从结晶性能上看，所述的聚乳酸树脂A可以是结晶性聚乳酸树脂，也可以是非晶性聚乳酸树脂，或可以是结晶性聚乳酸树脂和非结晶性聚乳酸树脂的混合物。从提高成型性能考虑，优选非晶性聚乳酸树脂、或结晶性聚乳酸树脂和非结晶性聚乳酸树脂的混合物。对于结晶性聚乳酸树脂和非结晶性聚乳酸树脂的混合物，从提高成型性能考虑，优选非结晶性聚乳酸树脂占混合物总重量的30％以上，进一步优选50％以上。有多种方法可以判定薄膜中结晶性聚乳酸树脂和非结晶性聚乳酸树脂的比例。方法之一是，通过差示扫描量热分析(DSC)。对薄膜样品进行组分分离，分离出聚乳酸组分后，进行DSC测试，通过计算熔融焓的大小可以判定结晶性聚乳酸树脂和非结晶性聚乳酸树脂的比例。关于聚乳酸树脂A的分子量，没有特别的限定，但从提高成型加工性和力学性能的角度上考虑，优选重均分子量5万-50万，进一步优选8万-30万。进一步的，本专利技术所述的微多孔取向聚乳酸薄膜还可以含有亲水性有机化合物B。其同聚乳酸树脂A的配比可以是：聚乳酸树脂A：40-99.9重量份，亲水性有机化合物B：0.1-60重量份；所述的亲水性有机化合物B是选自于可溶于水或可在水中溶胀的有机化合物中的一种或几种。上文中所述的可溶于水的有机化合物是指：在4-100℃的某一温度时，该有机化合物在100g水中的可以溶解1g以上。可在水中溶胀的有机化合物是指：在4-100℃的某一温度时，1g该有机化合物在100g水中发生10％以上的体积膨胀。所述的亲水性有机化合物B可以是小分子有机化合物，也可以是大分子有机化合物和/或聚合物。具体而言，所述的亲水性有机化合物B可以选自于乙二醇、一缩二乙二醇、甘油、或丙二醇等醇类小分子化合物、丁二酸、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微多孔取向聚乳酸薄膜，其特征在于：所述的聚乳酸薄膜为多层结构，至少具有一层微多孔层和一层无孔层，且所述微多孔层具有直径为10‑1000nm的微多孔。

【技术特征摘要】
1.一种微多孔取向聚乳酸薄膜，其特征在于：所述的聚乳酸薄膜为多层结构，至少具有一层微多孔层和一层无孔层，且所述微多孔层具有直径为10-1000nm的微多孔。2.根据权利要求1所述的微多孔取向聚乳酸薄膜，其特征在于：所述的直径在10-1000nm范围的微多孔面积之和占所述微多孔取向聚乳酸薄膜总面积的20％以上，且孔径分布小于2.0。3.根据权利要求1所述的微多孔取向聚乳酸薄膜，其特征在于：所述的微多孔层中，所述的直径为10-1000nm的微多孔的平均圆形度小于2.0。4.根据权利要求1所述的微多孔取向聚乳酸薄膜，其特征在于：当含有两层所述的微多孔层时，两层中的所述的直径为10-1000nm的微多孔的平均圆形度差小于1.0。5.根据权利要求1所述的微多...

【专利技术属性】
技术研发人员：王儒旭，桂宗彦，荒井崇，
申请(专利权)人：东丽先端材料研究开发中国有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31