CN102977563A - 一种耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜其及制备方法，其原料组成部分为：聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯聚、环氧大豆油、己二酸二酯、羧酸金属盐，制备时对聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯聚进行干燥处理；再混合、造粒、吹膜，即可得到耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜，本发明生产的产品具有耐热性能好，拉伸强度高，断裂伸长率高，可完全生物降解等优点。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜及其制备方法。
背景技术：
最近100年来，随这高分子材料的技术发展，塑料工业从无到有，从小到大，全世界的塑料消费也越来越多。据统计，2011年，全球塑料的使用量已经达到了近2亿吨的规模，但塑料飞速发展的同时，也带来了两个严重的问题：1、大量的塑料废弃物给环境带来了难以承受污染，白色污染问题困扰全球。2、塑料产品在生产和废弃后处理的过程中，产生了大量的二氧化碳排放。
聚乳酸是最具商业开发价值的生物塑料，目前，生物塑料中近90％是聚乳酸。巨大市场需求，导致世界各国争相研发、投资，加速了其商业化进程，毫无疑问，聚乳酸产业是一个具高成长性和关系环保、减排的战略性行业。
聚乳酸具有优越的物理特性和生物相容性，但普通的聚乳酸也存耐温性差，其物理性能随着温度的变化而变化，断裂伸长率低，韧性较差的缺陷，材料较脆易折断等缺点，影响了其在薄膜、片材等柔韧性要求较高领域的应用。
发明内容：
本发明的目的是为了提供一种由聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、环氧大豆油、己二酸二酯、羧酸金属盐为原料制成的耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜，其产品具有耐热性能好，拉伸强度高、断裂伸长率高、低生产成本、可完全生物降解等优点；另外，提供了本薄膜的制备方法，该制备方法操作方便。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜，其中，由以下原料组成，按重量份数计：
本发明中所述的聚乳酸是由乳酸或丙交酯开环聚合或直接缩聚法得到的聚酯；重均分子量应介于8万~25万之间。
本发明中所述的聚羟基脂肪酸酯(PHA)，是指通过细菌发酵的方法所获得的一种高分子材料，包括但不限于市面上常见的PHB,PHBV,PHO,PHBHHX 树脂中的一种或者多种的混合物，其指标要求为重均分子量应介于5万~30万之间，残留酸含量≤50PPM，熔融指数5~20。
本发明中所述的环氧大豆油，其环氧值≥6.0%。
本发明中所述的己二酸二酯，包括但不限于己二酸二甲酯，己二酸二乙酯，己二酸二丙酯，己二酸二丁酯，己二酸二辛酯，己二酸二异癸烷基酯，己二酸二正己酯中的一种或多种的组合物。
本发明中所述的羧酸金属盐，包括但不限于，苯甲酸铝，叔丁基苯甲酸铝，甲基丙烯酸锌中的一种或多种的组合物。。
一种耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜的制备方法，其生产步骤为：
（1）、取上述材料，并对聚乳酸树脂，聚羟基脂肪酸酯进行干燥处理，使其含水率≤200PPM；
（2）、将上述原料放入高混机中混合至均匀；
（3）、将原料加入双螺杆挤出机中，进行改性造粒；形成颗粒状的树脂，造粒温度为120~170℃；
（4）、将改性后的树脂放入吹膜机中进行吹膜。
上述的耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜的制备方法，其中，吹膜时温度设置为120~170℃，膜的吹胀比为2-4.5。
本发明中，所述的双螺杆挤出机，是指高分子材料改性行业常用的双螺杆挤出机，其长径比，扭矩等可适应高分子材料的改性要求即可。
本发明中，所述的吹膜机，是指塑料加工行业一般意义上的吹膜机，能够使用于普通ＰＥ，ＰＰ等材料的吹膜要求即可。
本发明以聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、环氧大豆油、己二酸二酯、羧酸金属盐为原料，在双螺杆基础机中进行改性造粒，然后利用吹膜机进行吹膜，即可得到一种耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜，该产品可完全生物降解，耐热性较好，拉伸强度和断裂伸长率等指标都远超过纯料聚乳酸，可应用于农用地膜，超市购物袋，食品包装袋等领域。
附图说明
图1是实施例1~8各组份所制备材料的性能表。
具体实施方法：
下面通过实施例对本发明的技术方案做进一步的具体说明，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1：
（1）、称取聚乳酸树脂88.5份，聚羟基脂肪酸酯5份，环氧大豆油1.5份，乙二酸二乙酯和己二酸二丁酯的混合物5份，笨甲酸铝0份，分别对聚乳酸树脂、聚羟基脂肪酸酯进行干燥处理，含水率为200PPM；
（2）将各原料按照比例放入高混机中混合至均匀；
（3）、将混合均匀后的原料加入双螺杆挤出机中，各温区设备介于120~170℃之间，进行改性造粒；
（4）、将改性后的树脂加入吹膜机，进行吹膜，即可。
实施例2：
（1）、称取聚乳酸树脂86.5份，聚羟基脂肪酸酯5份，环氧大豆油1.5份，乙二酸二乙酯和己二酸二丁酯的混合物5份，笨甲酸铝2份，分别对聚乳酸树脂、聚羟基脂肪酸酯进行干燥处理；
（2）将各原料按照比例放入高混机中混合均匀；
（3）、将混合均匀后的原料加入双螺杆挤出机中，各温区设备介于120~170℃之间，进行改性造粒；
（4）、将改性后的树脂加入吹膜机，进行吹膜，即可。
实施例3：
（1）称取聚乳酸树脂81份，聚羟基脂肪酸酯8份，环氧大豆油2份，乙二酸二乙酯和己二酸二丁酯的混合物7份，笨甲酸铝2份，分别对聚乳酸树脂、聚羟基脂肪酸酯进行干燥处理；含水率为180PPM；
（2）将各原料按照比例放入高混机中混合均匀；
（3）、将混合均匀后的原料加入双螺杆挤出机中，各温区设备介于120~170℃之间，进行改性造粒；
（4）、将改性后的树脂加入吹膜机，进行吹膜，即可得到一种耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜。
实施例4：
（1）、称取聚乳酸树脂74份，聚羟基脂肪酸酯12份，环氧大豆油3份，乙二酸二乙酯和己二酸二丁酯的混合物9份，笨甲酸铝2份，分别对聚乳酸树脂、聚羟基脂肪酸酯进行干燥处理；含水率为150PPM；
（2）将各原料按照比例放入高混机中混合均匀；
（3）、将混合均匀后的原料加入双螺杆挤出机中，各温区设备介于120~170℃之间，进行改性造粒；
（4）、将改性后的树脂加入吹膜机，进行吹膜，即可。
实施例5：
（1）、称取聚乳酸树脂70份，聚羟基脂肪酸酯16份，环氧大豆油3份，乙二酸二乙酯和己二酸二丁酯的混合物9份，笨甲酸铝2份，分别对聚乳酸树脂、聚羟基脂肪酸酯进行干燥处理；含水率为130PPM；
（2）将各原料按照比例放入高混机中混合均匀；
（3）、将混合均匀后的原料加入双螺杆挤出机中，各温区设备介于120~170℃之间，进行改性造粒；
（4）、将改性后的树脂加入吹膜机，进行吹膜，即可得到一种耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜。
实施例6：
（1）、称取聚乳酸树脂60份，聚羟基脂肪酸酯26份，环氧大豆油3份，乙二酸二乙酯和己二酸二丁酯的混合物9份，笨甲酸铝2份，分别对聚乳酸树脂、聚羟基脂肪酸酯进行干燥处理；含水率为100PPM；
（2）将各原料按照比例放入高混机中混合均匀；
（3）、将混合均匀后的原料加入双螺杆挤出机中，各温区设备介于120~170℃之间，进行改性造粒；
（4）、将改性后的树脂加入吹膜机，进行吹膜，即可。
实施例7：
（1）、称取聚乳酸树脂81份，聚羟基脂肪酸酯8份，环氧大豆油2份，乙二酸二乙酯和己二酸二丁酯的混合物7份，笨甲酸铝3份，分别对聚乳酸树脂、聚羟基脂肪酸酯进行干燥处理；含水率为90PPM；
（2）将各原料按照比例放入高混机中混合均匀；
（3）、将混合均匀后的原料加入双螺杆挤出机中，各温区设备介于120~170℃之间，进行改性造粒；
（4）、将改性后的树脂加入吹膜机，进行吹膜，即可。
实施例8：
（1）、称取聚乳酸树脂81份，聚羟基脂肪酸酯8份，环氧大豆油2份，乙二酸二乙酯和己二酸二丁酯的混合物7份，笨甲酸铝5份，分别对聚乳酸树脂、聚羟基脂肪酸酯进行干燥处理；
（2）将各原料按照比例放入高混机中混合均匀；
（3）、将混合均匀后的原料加入双螺杆挤出机中，各温区设备介于120~170℃之间，进行改性造粒；
（4）、将改性后的树脂加入吹膜机，进行吹膜，即可。
从图1可以看出，随着聚羟基脂肪酸酯和己二酸二酯在材料中的百分比增加，材料的拉伸强度变化不大，但断裂伸长率呈现上升趋势。材料柔软度明显上升。笨甲酸铝的加入，可以大幅度提升材料的热稳定性。但超过一定比例后，继续提高添加量，耐热性也不再明显上升，而材料的力学性能会有所下降。环氧大豆也有辅助提升材料稳定性的作用。
从上述实例可知，本发明公开了一种耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯薄膜的制备方法，和纯PLA树脂相比，能够大幅度提高材料的耐热性和断裂伸长率，可应用于超市购物袋、农用地膜、食品包装袋等对材料柔软度、耐热性都有要求的场合，具有广泛的应用范围和市场前景。
Claims (8)
1.一种耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜，其特征在于，由以下原料组成，按重量份数计：
2.如权利要求1所述耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜，其特征在于，所述聚乳酸是由乳酸或丙交酯开环聚合或直接缩聚法得到的聚酯；重均分子量应介于8万~25万之间。
3.如权利要求1所述的耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜，其特征在于，所述聚羟基脂肪酸酯指标要求为重均分子量应介于5万~30万之间，残留酸含量≤50PPM，熔融指数5~20。
4.如权利要求1所述的耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜，其特征在于，所述环氧大豆油，其环氧值≥6.0%。
5.如权利要求1所述的耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜，其特征在于，所述己二酸二酯，包括但不限于己二酸二甲酯，己二酸二乙酯，己二酸二丙酯，己二酸二丁酯，己二酸二辛酯，己二酸二异癸烷基酯，己二酸二正己酯中的一种或多种的组合物。
6.如权利要求1所述的耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜，其特征在于，所述羧酸金属盐，包括但不限于苯甲酸铝，叔丁基苯甲酸铝，甲基丙烯酸锌中的一种或多种的组合物。
7.如权利要求1所述的耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（１）、取上述材料，并对聚乳酸树脂，聚羟基脂肪酸酯进行干燥处理，使其含水率≤200PPM；
（2）、将上述原料放入高混机中混合至均匀；
（3）、将原料加入双螺杆挤出机中，进行改性造粒；形成颗粒状的树脂，造粒温度为120~170℃；
（4）、将改性后的树脂放入吹膜机中进行吹膜。
8.如权利要求7所述的耐热性聚乳酸/聚羟基脂肪酸酯共聚物薄膜的制备方法，其特征在于，吹膜时温度设置为120~170℃，膜的吹胀比为2-4.5。
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