一种聚乳酸疏水薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚乳酸疏水薄膜的制备方法，属于塑料薄膜制备技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸疏水薄膜的制备方法


[0001]本专利技术属于塑料薄膜制备
，具体涉及一种聚乳酸疏水薄膜的制备方法
。

技术介绍

[0002]聚乳酸薄膜具有机械强度高
、
熔融温度高
、
生物可降解性好
、
可持续性好
、
成本低等优点，正逐渐替代传统石油基聚烯烃薄膜用于果蔬保鲜膜
、
电子产品外包装膜
、
超市手提塑料袋
、
农用地膜等领域，但聚乳酸薄膜存在较差的韧性和疏水性，限制了其在日常生活中的广泛应用
。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对目前聚乳酸薄膜存在较差的韧性和疏水性等问题，提供了一种聚乳酸疏水薄膜的制备方法
。
本专利技术制得的聚乳酸薄膜具有较好的疏水性能，且力学性能优异，可完全生物降解，可广泛用于果蔬和肉类包装领域，具有显著的经济价值与社会效益
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种聚乳酸疏水薄膜，其是以聚乳酸为基体，二氯甲烷为溶剂，聚己内酯为增韧剂，乳酸
‑
己内酯共聚物为增容剂，聚十八烷基三甲氧基硅烷为疏水剂，甲醇为分散剂，经溶液共混
、
涂布
、
喷淋制成；其制备具体步骤如下：（1）先将
4~6 g
十八烷基三甲氧基硅烷加入到
10~20 mL
无水乙醇中，于室温磁力搅拌
10~30 min
，再加入
1~3 mL
草酸溶液，于室温继续磁力搅拌
20~24 h
，最后加入
1~2 mL
氨水溶液，于室温磁力搅拌
20~40 min
，反应产物经静置
、
过滤
、
洗涤
、
干燥
、
研磨和过筛，制得聚十八烷基三甲氧基硅烷；（2）先将
4~6 g
乳酸加入到
6~8 g
己内酯中，于
80~100 ℃
磁力搅拌
1~3 h
，再加入
0.04~0.08 g
异辛酸锡，在氮气环境下，于
120~140 ℃
继续磁力搅拌
24~48 h
，之后将反应物溶解于
30~50mL
三氯甲烷中，用
40~60 mL
甲醇沉降，经洗涤和干燥，制得乳酸
‑
己内酯共聚物；（3）将
0.1~0.3 g
聚十八烷基三甲氧基硅烷加入到
5~30 mL
甲醇中，于室温超声
5~10 min
，制得聚十八烷基三甲氧基硅烷悬浮液；（4）将
3.5~4.5 g
聚乳酸
、0.5~1.5 g
聚己内酯和
0.04~0.06 g
乳酸
‑
己内酯共聚物加入到
20~30 mL
二氯甲烷中，先于室温磁力搅拌
4~6 h
，再于室温超声
1~3 min
，制得涂布混合液；（5）将涂布混合液涂布成膜，再于成膜后
4~8 s
时将聚十八烷基三甲氧基硅烷悬浮液均匀喷淋在薄膜表面，最后经自然风干，制得所述聚乳酸疏水薄膜
。
[0005]进一步地，步骤（1）所述草酸溶液的浓度为
0.1~0.3 g/L。
[0006]进一步地，步骤（1）所述氨水溶液的质量浓度为
20~28 %。
[0007]进一步地，步骤（5）中涂布的速度为
4~10 mm/s。
[0008]进一步地，步骤（5）中的喷淋量为
40~60 mL/m2。
[0009]本专利技术的显著优点在于：（1）聚己内酯是一种可生物降解的半结晶热塑性塑料，具有柔韧性好
、
热稳定性强和生物相容性佳等优点
。
本专利技术将聚己内酯添加到聚乳酸中，可以解决聚乳酸韧性差的问题
。
同时本专利技术采用溶液涂布工艺，可以将聚己内酯均匀地分散在聚乳酸中，并且，本专利技术还采用乳酸
‑
己内酯共聚物作为增容剂，可以进一步提高聚己内酯和聚乳酸的相容性，充分发挥聚己内酯的增韧作用
。
[0010]（2）本专利技术将制备的聚十八烷基三甲氧基硅烷经研磨
、
过筛，制得聚十八烷基三甲氧基硅烷微纳米粒子，再将其制备成悬浮液均匀喷淋在半干态聚乳酸薄膜表面，此时，一部分微纳米粒子会嵌入到聚乳酸薄膜中，经风干后，会在聚乳酸薄膜表面形成由微纳米粒子构成的微纳米结构，从而可提高薄膜表面的疏水性；同时，聚十八烷基三甲氧基硅烷的长链疏水烷基对进一步提高薄膜的疏水性也起到了一定的作用
。
[0011]（3）本专利技术使用的聚乳酸
、
聚己内酯
、
乳酸
‑
己内酯共聚物和聚十八烷基三甲氧基硅烷均为无毒材料，且对环境友好无污染，因此，本专利技术制得的聚乳酸疏水薄膜是环境友好型高分子材料，符合国家环保理念，满足可持续发展要求
。
[0012]（4）本专利技术制得的聚乳酸薄膜具有较好的疏水性能，且力学性能优异，可完全生物降解，水接触角为
144
ꢀ°
~151
ꢀ°
，拉伸强度为
46.6 MPa ~49.0 MPa
，断裂伸长率为
256 % ~ 289 %
，可广泛用于果蔬和肉类包装领域，具有显著的经济价值与社会效益
。
附图说明
[0013]图1为实施例1制得的聚十八烷基三甲氧基硅烷的红外吸收光谱图
。
[0014]图2为实施例1制得的乳酸
‑
己内酯共聚物的红外吸收光谱图
。
[0015]图3为实施例1制得的乳酸
‑
己内酯共聚物的核磁共振氢谱图
。
[0016]图4为实施例1制得的聚乳酸疏水薄膜的表面形貌图
。
[0017]图5为对比例4制得的薄膜的表面形貌图
。
具体实施方式
[0018]一种聚乳酸疏水薄膜的制备具体步骤如下：（1）先将
4~6 g
十八烷基三甲氧基硅烷加入到
10~20 mL
无水乙醇中，于室温磁力搅拌
10~30 min
，再加入
1~3 mL、
浓度为
0.1~0.3 g/L
的草酸溶液，于室温继续磁力搅拌
20~24 h
，最后加入
1~2 mL、
质量浓度为
20~28 %
的氨水溶液，于室温磁力搅拌
20~40 min
，反应产物经静置
、
过滤
、
洗涤
、
干燥
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种聚乳酸疏水薄膜的制备方法，其特征在于：所述薄膜是以聚乳酸为基体，二氯甲烷为溶剂，聚己内酯为增韧剂，乳酸
‑
己内酯共聚物为增容剂，聚十八烷基三甲氧基硅烷为疏水剂，甲醇为分散剂，经溶液共混
、
涂布
、
喷淋制成
。2.
根据权利要求1所述的聚乳酸疏水薄膜的制备方法，其特征在于：其具体制备步骤如下：（1）先将
4~6 g
十八烷基三甲氧基硅烷加入到
10~20 mL
无水乙醇中，于室温磁力搅拌
10~30 min
，再加入
1~3 mL
草酸溶液，于室温继续磁力搅拌
20~24 h
，最后加入
1~2 mL
氨水溶液，于室温磁力搅拌
20~40 min
，反应产物经静置
、
过滤
、
洗涤
、
干燥
、
研磨和过筛，制得聚十八烷基三甲氧基硅烷；（2）先将
4~6 g
乳酸加入到
6~8 g
己内酯中，于
80~100 ℃
磁力搅拌
1~3 h
，再加入
0.04~0.08 g
异辛酸锡，在氮气环境下，于
120~140 ℃
继续磁力搅拌
24~48 h
，之后将反应物溶解于
30~50 mL...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宝铭，李天泽，滕冠淇，熊雷，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：