CN102862298B

CN102862298B - 3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物纵向拉伸薄膜的生产方法

Info

Publication number: CN102862298B
Application number: CN201210373832.9A
Authority: CN
Inventors: 陈友标; 陈耿锋; 洪之全; 陈文娜
Original assignee: Huaye Packing Materials Co Ltd Guangdong
Current assignee: Huaye Packing Materials Co Ltd Guangdong
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2032-10-03
Also published as: CN102862298A

Abstract

本发明公开3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物薄膜的纵向拉伸方法，将3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物进行干燥，在挤出机上塑化熔融后在模头挤出，冷却辊急冷铸成厚片，厚片在纵向拉伸机上预热至40～60℃，按3～6倍的倍率拉伸，用25～40℃的冷却辊冷却，切边，对薄膜进行电晕处理，然后收卷成为成品，该方法提供一种高速生产绿色全降解聚羟基脂肪酸酯包装薄膜产品，产品可应用于对卫生有严格要求的食品、药品、医疗器械的包装。

Description

3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物纵向拉伸薄膜的生产方法

技术领域

本发明涉及聚羟基脂肪酸酯（PHA）薄膜的生产方法，具体是3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物纵向拉伸薄膜的生产方法。

背景技术

聚羟基脂肪酸酯（PHA，polyhydroxyalkanoates）是很多微生物合成的一种细胞内聚酯，是一种天然的高分子生物材料。PHA同时具有良好的生物相容性能､生物可降解性和塑料的热加工性能，同时可作为生物医用材料和生物可降解包装材料，这已经成为近年来生物材料领域最为活跃的研究热点。PHA还具有非线性光学性､压电性､气体相隔性很多高附加值性能。此外，PHA无需经过垃圾分拣和堆肥程序，在土地、污水、河水、海水中3-6个月被微生物分解成CO₂和水，处理过程简单易行。

聚羟基脂肪酸酯薄膜的成型加工方法目前有压延法和吹塑法，压延法或吹塑法加工的薄膜机械性能、阻隔性能、渗透性能、透明度、表面光泽度、尺寸稳定性等性能都较差。由于PHA分子量大，分子缠绕显著，材料加工时冷却慢，粘性大，热稳定性不足，在现有的压延法或吹塑法加工中需要添加大量的其它塑料、增塑剂、成核剂，如中国发明专利申请公开说明书CN102492274A、CN102250453A、CN102229742A、CN102421819A、CN102015250A等都需要添加其它塑料、增塑剂、成核剂等助剂才能加工成薄膜，其它塑料的添加影响薄膜的降解性能，增塑剂和成核剂的大量添加可能对薄膜产品造成污染，在应用到食品包装时受到限制，并且可能降低产品机械性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物薄膜纵向拉伸生产方法，该方法可提供一种高速生产绿色全降解聚羟基脂肪酸酯包装薄膜产品。

本发明将熔融指数2.5～3.5，维卡软化点88～92℃的3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物进行干燥，在挤出机上经150～180℃塑化熔融后在模头挤出，经25～40℃的冷却辊急冷铸成厚片，厚片在纵向拉伸机上预热至40～60℃，按3～6倍的倍率拉伸，用25～40℃的冷却辊冷却，切边，对薄膜进行电晕处理，然后收卷成为成品。

上述3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物中还可以加入芥酸酰胺，3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物与芥酸酰胺的重量比为100︰0.1～0.3。更优选是，将3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物中部分与芥酸酰胺混炼制成功能母料。

上述3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物中，3-羟基丁酸单体的摩尔百分数优选是大于60%，更优选是80～95%，余量为4-羟基丁酸。

本发明所述熔融指数是3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物在170℃，时间为10分钟，负荷为2160克时，通过直径为0.2厘米（0.825英寸）的流变仪小口时的熔体克数。

本发明产品的性能指标：抗拉强度纵向（MD）≥25MPa；横向（TD）≥25MPa；摩擦系数≤0.5，弹性模量纵向≥1600MPa，纵向≥1400MPa，与未拉伸薄膜相比，机械性能显著提高，拉伸强度比未拉伸薄膜高出30%以上；阻隔性能提高，对气体和水汽的渗透性降低；光学性能、透明度、表面光泽度提高；耐热性、耐寒性能得到改善，尺寸稳定性好；厚度均匀性好，厚度偏差小，实现高自动化程度和高速生产，由于添加剂无毒且含量少，产品可应用于对卫生有严格要求的食品、药品、医疗器械的包装。

具体实施方式

实施例1

1．配料与混合。

主料：选用熔融指数2.6，维卡软化点90℃的3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物。

助剂：芥酸酰胺，3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物与芥酸酰胺的重量比为100︰0.2。

混合：将部分主料和助剂混炼制成3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物与芥酸酰胺的重量比为100︰4的功能母料。

2．原材料的计量、混合和输送。

通过真空吸料器将主料和功能母料分别吸至露点除湿干燥机内部，经过一定时间的干燥，使原料的水分含量达到适合生产范围，然后输送至挤出机料罐，经过金属分离器，将物料中夹带的金属屑或金属颗粒分离出来，再通过加料系统旋转计量阀，按主料和功能母料19︰1的重量比加入到双螺杆混炼挤出机中。

3．熔融挤出、造片。

进入挤出机的原料在螺杆高速旋转下，受热熔融并被均匀的输送。熔料之中低分子、分解产生的气体以及水分通过挤出机的排气孔排出。再过滤除去塑化不良材料以及杂质，采用齿轮泵精确计量，使流量和压力稳定的熔体送入口模模腔，物料在口模中通过模唇的定型面挤出而成为厚度均匀的熔料片坯，再经多个冷却辊急冷成为厚片。熔料挤出温度为150℃，冷却辊温度35℃。

挤出机系统的好坏直接影响到原料的熔融以及助剂在熔体内的分散效果，本发明采用双螺杆挤出机加加料系统的旋转计量泵方式，保证挤出过程的稳定和物料的良好塑化。挤出机螺杆采用较大长径比，以使得原料颗粒得到充分熔融。过滤装置将其中杂质、异物剔除并保证较高背压，使物料得到更好的塑化。采用齿轮泵使送入口模的熔体精确计量，流量稳定、压力稳定，由此形成厚度均匀、表面光洁的厚片。

4．纵向拉伸：纵向拉伸包括预热、拉伸、冷却定型三个过程，厚片经多道辊预热后，温度达到45℃，利用辊的速差一次性4.5倍的拉伸，使薄膜的长度伸长到拉伸前的4.5倍，再经35℃的冷却辊冷却定型。

5．后处理：经过拉伸和厚度检测合格的薄膜，先用切边机将其两边厚片切除，然后用电晕机进行处理，以增加印刷油墨的附着力。经电晕处理后的薄膜在收卷机上收卷成大卷，然后放置一段时间，进行时效处理，使产品的性能趋向稳定。经后处理后的薄膜分切为用户要求的规格，即得到3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物纵向拉伸薄膜。

实施例2和实施例3工艺参数进行改变，操作过程与实施例1相同。各个实施例的工艺参数和成品薄膜的性能参数列于下表：

Claims

1.3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物纵向拉伸薄膜的生产方法，其特征在于，将熔融指数2.5～3.5，维卡软化点88～92℃的3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物进行干燥，在挤出机上经150～180℃塑化熔融后在模头挤出，经25～40℃的冷却辊急冷铸成厚片，厚片在纵向拉伸机上预热至40～60℃，按3～6倍的倍率拉伸，用25～40℃的冷却辊冷却，切边，对薄膜进行电晕处理，然后收卷成为成品。

2.根据权利要求1所述生产方法，其特征在于，所述3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物中还加入芥酸酰胺，3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物与芥酸酰胺的重量比为100︰0.1～0.3。

3.根据权利要求2所述生产方法，其特征在于，所述3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物中部分与芥酸酰胺混炼制成功能母料。

4.根据权利要求1～3所述任一生产方法，其特征在于，所述3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物中，3-羟基丁酸单体的摩尔百分数大于60%，余量为4-羟基丁酸。

5.根据权利要求4所述生产方法，其特征在于，所述3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物中，3-羟基丁酸单体的摩尔百分数为80～95%，余量为4-羟基丁酸。