一种双向拉伸立构复合型聚乳酸膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子复合材料领域，尤其涉及一种双向拉伸立构复合型聚乳酸膜及其制备方法。本发明专利技术提供的立构复合型聚乳酸膜由原料物经过熔融共混和冷却后双向拉伸制成；所述原料物包括：左旋聚乳酸50重量份；右旋聚乳酸50重量份；相容性共混物15～30重量份；抗粘连剂0.5～5重量份；所述相容性共混物包括聚醋酸乙烯酯和/或聚消旋乳酸。本发明专利技术通过严格控制原料物中左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的用量配比，以及添加一定量的相容性共混物和抗粘连剂，并采用双向拉伸工艺，获得了具有较高立构复合结晶度、耐热性能和力学强度的聚乳酸膜。本发明专利技术提供的立构复合型聚乳酸膜制备工艺简单，生产效率高，可实现大规模工业化生产，具有良好的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种双向拉伸立构复合型聚乳酸膜及其制备方法
本专利技术属于高分子复合材料领域，尤其涉及一种双向拉伸立构复合型聚乳酸膜及其制备方法。
技术介绍
聚乳酸是以植物资源为原料发酵得到乳酸后经化学合成的高分子材料，废弃后可在微生物等作用下完全分解成水、二氧化碳和有机质，对环境不造成污染，是典型的植物来源的完全生物降解塑料。由于聚乳酸具有完全的植物来源，完全的生物降解性和生物相容性、生物可吸收性以及易加工成型等优点，是石油基高分子材料的理想替代品，无论是在生物医用材料领域，还是在通用塑料领域，都展现出广阔的应用前景，可以有效解决传统材料带来的白色污染。近年来，随着生产规模的增大和合成成本的降低，聚乳酸塑料产品已经逐渐在市场上出现。然而，聚乳酸由于结晶缓慢，制品耐热性能较差，此外，聚乳酸脆性严重，这些缺点限制其广泛应用。研究发现，左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的立构复合是改善聚乳酸塑料耐热性和耐久性的有效的途径和方法之一。由于左旋聚乳酸和右旋聚乳酸可通过分子链间氢键相互作用紧密堆砌，从而形成具有高熔点(>220℃)的立构复合型聚乳酸。立构复合型聚乳酸的熔点高于220℃，比左旋聚乳酸或右旋聚乳酸各自形成的单组份(HC)晶体的熔点高出约50℃。此外，与单纯的左旋聚乳酸和右旋聚乳酸相比，立构复合型聚乳酸还表现出更加优异的拉伸强度和耐水解性能。目前，立构复合型聚乳酸通常采用左旋聚乳酸和右旋聚乳酸熔融共混后再冷却结晶的方式制备得到，但由于冷却结晶过程中立构复合结晶与聚乳酸均质结晶相互竞争，从而导致最终获得的制品中不可避免地会含有一定量的聚乳酸均质结晶，立构复合结晶度较低，进而影响制品的耐热性能和力学强度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种双向拉伸立构复合型聚乳酸膜及其制备方法。本专利技术提供的立构复合型聚乳酸膜中不含聚乳酸均质结晶，具有较高的耐热性能和力学强度。本专利技术提供了一种双向拉伸立构复合型聚乳酸膜，由原料物经过熔融共混和冷却后双向拉伸制成；所述原料物包括：所述相容性共混物包括聚醋酸乙烯酯和/或聚消旋乳酸。优选的，所述左旋聚乳酸的重均分子量为15万～50万；所述右旋聚乳酸的重均分子量为15万～50万。优选的，所述聚醋酸乙烯酯的重均分子量为5万～15万；所述聚消旋乳酸的重均分子量为3万～10万。优选的，所述抗粘连剂包括二氧化硅、碳酸钙和二氧化钛中的一种或多种。优选的，所述原料物中还包括抗水解剂和/或扩链剂。优选的，所述抗水解剂包括碳化二亚胺；所述扩链剂包括均苯四酸二酐、偏苯三酸酐和双环氧双酚A-二缩水甘油醚中的一种或多种。本专利技术提供了一种双向拉伸立构复合型聚乳酸膜的制备方法，包括以下步骤：a)将50重量份左旋聚乳酸、50重量份右旋聚乳酸、15～30重量份相容性共混物和0.5～5重量份抗粘连剂熔融共混，冷却，得到无定型结构的聚乳酸共混物；所述相容性共混物包括聚醋酸乙烯酯和/或聚消旋乳酸；b)对所述聚乳酸共混物进行双向拉伸，得到双向拉伸立构复合型聚乳酸膜。优选的，所述熔融共混的温度为220～250℃；所述熔融共混的时间为0.5～2min。优选的，所述步骤b)具体包括：b1)对所述聚乳酸共混物进行纵向拉伸，冷却定型，得到纵向拉伸产物；b2)对所述纵向拉伸产物进行横向拉伸，然后依次进行定型结晶处理和冷却定型，得到双向拉伸立构复合型聚乳酸膜。优选的，所述纵向拉伸的温度为65～100℃；所述纵向拉伸的拉伸速率为10～50mm/min；所述纵向拉伸的拉伸倍率为2.5～4倍；所述横向拉伸的温度为65～100℃；所述横向拉伸的拉伸速率为10～50mm/min；所述横向拉伸的拉伸倍率为2.5～4倍；所述定型结晶处理的温度为170～190℃；所述定型结晶处理的时间为0.1～2min。与现有技术相比，本专利技术提供了一种双向拉伸立构复合型聚乳酸膜及其制备方法。本专利技术提供的立构复合型聚乳酸膜由原料物经过熔融共混和冷却后双向拉伸制成；所述原料物包括：左旋聚乳酸50重量份；右旋聚乳酸50重量份；相容性共混物15～30重量份；抗粘连剂0.5～5重量份；所述相容性共混物包括聚醋酸乙烯酯和/或聚消旋乳酸。本专利技术通过严格控制原料物中左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的用量配比，以及添加一定量的相容性共混物和抗粘连剂，并采用双向拉伸工艺，获得了具有较高立构复合结晶度、耐热性能和力学强度的聚乳酸膜。本专利技术提供的立构复合型聚乳酸膜制备工艺简单，生产效率高，可实现大规模工业化生产，具有良好的市场前景。实验结果表明：本专利技术提供的立构复合型聚乳酸膜中不含聚乳酸均质结晶，立构复合结晶度≥45％，纵向拉伸强度强度≥120MPa，横向拉伸强度强度≥160MPa，180℃下的储能模量＞18MPa。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种双向拉伸立构复合型聚乳酸膜，由原料物经过熔融共混和冷却后双向拉伸制成；所述原料物包括：所述相容性共混物包括聚醋酸乙烯酯和/或聚消旋乳酸。本专利技术提供的立构复合型聚乳酸膜由原料物经过熔融共混和冷却后双向拉伸制成，其中，所述原料包括左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、相容性共混物和抗粘连剂。在本专利技术中，所述左旋聚乳酸的光学纯度优选为≥95％，具体可为95％、96％、97％、98％或99％；所述左旋聚乳酸的重均分子量优选为15万～50万，具体可为15万、16万、17万、18万、19万、20万、21万、22万、23万、24万、25万、26万、27万、28万、29万、30万、31万、32万、33万、34万、35万、36万、37万、38万、39万、40万、41万、42万、43万、44万、45万、46万、47万、48万、49万或50万。在本专利技术中，所述右旋聚乳酸的光学纯度优选为≥95％，具体可为95％、96％、97％、98％或99％；所述右旋聚乳酸的重均分子量优选为15万～50万，具体可为15万、16万、17万、18万、19万、20万、21万、22万、23万、24万、25万、26万、27万、28万、29万、30万、31万、32万、33万、34万、35万、36万、37万、38万、39万、40万、41万、42万、43万、44万、45万、46万、47万、48万、49万或50万。在本专利技术中，以所述左旋聚乳酸在原料物中的含量为50重量份计，所述右旋聚乳酸在原料物中的含量也为50重量份，即二者的质量比为1:1。在本专利技术中，所述相容性共混物包括聚醋酸乙烯酯和/或聚消旋乳酸；所述聚醋酸乙烯酯的重均分子量优选为5万～15万，具体可为5万、6万、7万、8万、9万、10万、11万、12万、13万、14万或15万；所述聚消旋乳酸的重均分子量优选为3万～10万，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向拉伸立构复合型聚乳酸膜，由原料物经过熔融共混和冷却后双向拉伸制成；/n所述原料物包括：/n

【技术特征摘要】
1.一种双向拉伸立构复合型聚乳酸膜，由原料物经过熔融共混和冷却后双向拉伸制成；
所述原料物包括：



所述相容性共混物包括聚醋酸乙烯酯和/或聚消旋乳酸。


2.根据权利要求1所述的立构复合型聚乳酸膜，其特征在于，所述左旋聚乳酸的重均分子量为15万～50万；
所述右旋聚乳酸的重均分子量为15万～50万。


3.根据权利要求1所述的立构复合型聚乳酸膜，其特征在于，所述聚醋酸乙烯酯的重均分子量为5万～15万；
所述聚消旋乳酸的重均分子量为3万～10万。


4.根据权利要求1所述的立构复合型聚乳酸膜，其特征在于，所述抗粘连剂包括二氧化硅、碳酸钙和二氧化钛中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的立构复合型聚乳酸膜，其特征在于，所述原料物中还包括抗水解剂和/或扩链剂。


6.根据权利要求5所述的立构复合型聚乳酸膜，其特征在于，所述抗水解剂包括碳化二亚胺；
所述扩链剂包括均苯四酸二酐、偏苯三酸酐和双环氧双酚A-二缩水甘油醚中的一种或多种。


7.一种双向拉伸立构复合型聚乳酸膜的制备方法，包括以下步骤：
a)将50重量份左旋聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢招旺，韩常玉，边俊甲，于彦存，董丽松，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，湖北光合生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22