CN108359230B - 一种pla/ppc可降解复合薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PLA/PPC可降解复合薄膜及其制备方法，所述的PLA/PPC可降解复合薄膜由50～70份的聚乳酸、10～30份的聚碳酸亚丙酯、1～5份的乙烯—α烯烃共聚物、1～5份的有机改性蒙脱土以及0.2～2份的低分子量聚己内酯制备得到，具体为将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热搅拌、共混后与有机改性蒙脱土及低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，经水冷、风干、切粒，得到母粒后用塑料吹膜机挤出吹膜。与现有技术相比，本发明制备出的PLA/PPC可降解薄膜具有优异的阻隔性和耐热性，且使用后可生物降解，不会污染环境，可广泛应用于包装和存储运输领域。

Description

一种PLA/PPC可降解复合薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及一种PLA/PPC可降解复合薄膜及其制备方法。
背景技术
近年来，世界各国对于环境保护越来越重视，尤其是传统石油基塑料造成的威胁更是急迫面对的问题，通用塑料(如聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)等)在很多情况下难以降解，废弃之后回收处理困难，给环境带来了严重污染，发展绿色高分子材料已成为世界共同的解决方向。
可降解高分子因其在自然环境下可较快降解而成为解决塑料废弃物环境污染问题的有效途径之一，引起了人们的广泛关注。目前已被发现的可降解高分子已达几十种，主要有生物降解均聚脂、生物降解共聚酯以及具有多糖结构的天然产物等。其中最具经济规模产能的便是聚乳酸(Poly Lactic Acid，PLA)。聚乳酸是先由植物淀粉发酵转化成乳酸之后再聚合得到，生产过程无污染、耗能低。且使用后废弃掩埋经微生物最终分解为二氧化碳和水，就算直接燃烧亦不产生有毒气体。
作为一种绿色高分子，聚乳酸具有高强度、高透明性。但是，聚乳酸的耐热性差(热变形温度约60℃)，在实际生产应用中会带来诸多不便。对聚乳酸进行共混改性，选取其它性能合适的生物降解材料组份，可以在材料之间取长补短，克服自身缺陷，开发出能够满足应用要求的聚乳酸复合材料，这是目前聚乳酸降解材料的研究热点之一。
此外，近年来生物降解材料在塑料包装行业发展迅速，包装材料的品质不断提升，产量也不断增加。为了适应市场对生物降解包装材料的更大需求，生物降解包装材料的高功能化，已成为生物降解包装材料的一个重要研究开发方向。生物降解阻隔性材料及其薄膜具有隔绝氧气及水蒸气的特性，使用时，可有效地保持容器及包装内食品等内容物原有的口感、气味，防止品质劣化，延长商品货架寿命及保质期限；使用后，可堆肥化处理，减少对环境的污染。
目前，广泛应用于食品和医药领域的包装材料均为传统塑料制成的具有多层结构的薄膜制品，废弃之后难以降解和回收处理，给环境造成了严重的污染。聚乳酸在包装膜领域的应用非常受到重视，但是因为其耐热性差、阻隔性低等缺点严重限制其应用范围。因此，亟需开发一种具有良好综合性能的聚乳酸可降解复合薄膜。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种PLA/PPC可降解复合薄膜及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种PLA/PPC可降解复合薄膜，至少包括以下重量份数的组分：
优选的，至少包括以下重量份数的组分：
更优选的，至少包括以下重量份数的组分：
优选的，所述的乙烯—α烯烃共聚物为乙烯—丁烯共聚物、乙烯—己烯共聚物或乙烯—辛烯共聚物中的一种或几种的混合。更优选的，其为乙烯—辛烯共聚物。
优选的，所述的低分子量聚己内酯的Mw＝68000g/mol。
一种PLA/PPC可降解复合薄膜的制备方法，优选包括以下步骤：
(1)按配方称取聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，加热搅拌共混，得到共混产物；
(2)将步骤(1)所得的共混产物与有机改性蒙脱土、低分子量聚己内酯加入螺杆挤出机中，熔融，共混，挤出，冷却，切粒，即得到母粒；
(3)再将步骤(2)所得母粒于吹膜机挤出吹膜，即得到具有优异阻隔性和耐热性的PLA/PPC可降解复合薄膜。
优选的，步骤(1)中加热搅拌的工艺条件为：在氮气气氛下加热到110℃，搅拌转速为300r/min，搅拌时间为1h。
优选的，步骤(2)中：螺杆挤出机中加料段温度为180℃、压缩段温度为210℃、均化段温度为200℃，螺杆转速为55r/min。
优选的，步骤(2)中共混产物与有机改性蒙脱土、低分子量聚己内酯的熔融共混挤出的过程具体为：先取一部分共混产物与有机改性蒙脱土、低分子量聚己内酯加入螺杆挤出机中，熔融共混挤出切粒，得到高蒙脱土含量预混母料，再将高蒙脱土含量预混母料与剩余部分共混产物一起加入到螺杆挤出机中，熔融共混挤出冷却切粒，即得到母料。这样将共混产物分两部分与有机改性蒙脱土、低分子量聚己内酯熔融共混，可以提高各原料之间的分散性。
优选的，步骤(3)中，吹膜机料筒前段的三部分温度依次控制为160℃、180℃、170℃，料筒后段的三部分温度依次控制为170℃、180℃、175℃，吹胀比为2，螺杆转速为55r/min，牵引速度为25m/min。
本发明中所选用的原料均可生物降解，具有对环境友好的特点。配方中，聚碳酸亚丙酯具有优良的阻隔水和空气的性能，并且可以改善加工过程中的熔融流动性，对材料有一定的增韧作用。有机改性蒙脱土的加入可以提高材料耐热性以及拉伸强度等力学性能。低分子量聚己内酯的加入可以改善聚合物与蒙脱土之间的相容性，也可进一步提高薄膜的综合性能。乙烯—α烯烃共聚物具有较好的耐水性和阻热性，并且可以提高薄膜的韧性、拉伸强度和撕裂强度等，最终的薄膜具有优异的阻隔性和耐热性特点。并且，在最终合成的母料中，微观为插层结构，聚乳酸为基质，有机改性蒙脱土为填料。聚乳酸分子通过和蒙脱土有机基团间的相互作用以及螺杆的剪切作用插入蒙脱土的片层，并将片层剥离，使改性蒙脱土达到微观尺度的均匀分散。为了进一步改善聚合物和蒙脱土之间的相容性，制备过程采用了改进的母料法，先制备成有机改性蒙脱土含量较高的母料后，再将该母料与聚乳酸及助剂通过熔融共混挤出，使改性蒙脱土在聚合物中具有良好的分散性。此外，在制备过程中所用到的一系列温度及转速等条件，均是根据实际操作过程中选择的最适宜的工艺条件范围，保证物料的充分熔融共混与吹塑成膜。
与现有技术相比，本发明制备出的PLA/PPC可降解薄膜具有优异的阻隔性和耐热性，且使用后可生物降解，不会污染环境，可广泛应用于包装和存储运输领域。
附图说明
图1为本发明制备得到的PLA/PPC可降解复合薄膜样品。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
本文中所用的术语“包含”或“为”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
说明书与权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数值，还包括与该数值接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精确度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明，这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
本发明在一方面提出了一种PLA/PPC可降解复合薄膜，其至少包括以下重量份数的组分：
在本发明的一种优选的实施方式中，所述PLA/PPC可降解复合薄膜至少包括以下重量份数的组分：
在本发明的一种优选的实施方式中的更优选，至少包括以下重量份数的组分：
在本发明的一种优选的实施方式中，所述的乙烯—α烯烃共聚物中的α烯烃为丁烯、己烯或辛烯中的一种。更优选的，所述的乙烯—α烯烃共聚物中的α烯烃为辛烯。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述的低分子量聚己内酯Mw＝68,000g/mol。
本发明在另一方面提出了一种PLA/PPC可降解复合薄膜的制备方法，其优选包括以下步骤：
(1)按配方称取聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，加热搅拌共混，得到共混产物；
(2)将步骤(1)所得的共混产物与有机改性蒙脱土、低分子量聚己内酯加入螺杆挤出机中，熔融，共混，挤出，冷却，切粒，即得到母粒；
(3)再将步骤(2)所得母粒于吹膜机挤出吹膜，即得到具有优异阻隔性和耐热性的PLA/PPC可降解复合薄膜。
在本发明的一种优选的实施方式中，步骤(1)中加热搅拌的工艺条件为：在氮气气氛下加热到110℃，搅拌转速为300r/min，搅拌时间为1h。
在本发明的一种优选的实施方式中，步骤(2)中：螺杆挤出机中加料段温度为180℃、压缩段温度为210℃、均化段温度为200℃，螺杆转速为55r/min。
在本发明的一种优选的实施方式中，步骤(2)中共混产物与有机改性蒙脱土、低分子量聚己内酯的熔融共混挤出的过程具体为：先取一部分共混产物与有机改性蒙脱土、低分子量聚己内酯加入螺杆挤出机中，熔融共混挤出切粒，得到高蒙脱土含量预混母料，再将高蒙脱土含量预混母料与剩余部分共混产物一起加入到螺杆挤出机中，熔融共混挤出冷却切粒，即得到母料。这样将共混产物分两部分与有机改性蒙脱土、低分子量聚己内酯熔融共混，可以提高各原料之间的分散性。
在本发明的一种优选的实施方式中，步骤(3)中，吹膜机料筒前段的三部分温度依次控制为160℃、180℃、170℃，料筒后段的三部分温度依次控制为170℃、180℃、175℃，吹胀比为2，螺杆转速为55r/min，牵引速度为25m/min。
下面结合实施例对本发明的技术方案及效果作进一步的描述。
本文所选的聚乳酸购自上海同杰良生物材料有限公司，分子量为130000。
所选的低分子量聚已内酯购自国药集团化学试剂有限公司，分子量为68000。
所选的聚碳酸亚丙酯购自江苏中科金龙化工有限公司，分子量为150000。
所选的有机改性蒙脱土为采用钠基蒙脱土(优选由同济大学混凝土重点实验室提供)经改性剂(优选双十八烷基铵盐)改性而成。
所选的乙烯—α烯烃共聚物为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的乙烯—α烯烃共聚物购自上海日之升新技术发展有限公司，分子量为240000，甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为1.5％。
实施例1：
(1)按重量称取聚乳酸50份；聚碳酸亚丙酯10份；乙烯—α烯烃共聚物1份；有机改性蒙脱土1份；低分子量聚己内酯0.2份。
(2)将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热到110℃，在300r/min的转速下不断搅拌，共混1h。
(3)将部分步骤(2)所得产物与有机改性蒙脱土及低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，制备蒙脱土含量较高的母料，然后再将该母料与步骤(2)所得产物的剩余部分共混挤出，控制各段温度分别为加料段180℃、压缩段210℃、均化段200℃，螺杆转速55r/min，挤出样条经水冷、风干、切粒，得到母粒；
(4)将步骤(3)所得母粒于塑料吹膜机挤出吹膜，吹膜机料筒后段温度分三段控制，分别控制在170℃、180℃、175℃，料筒前段温度分三段控制，分别控制在160℃、180℃、170℃，吹胀比为2，螺杆转速55r/min，牵引速度25m/min，得到如图1所示的PLA/PPC可降解复合薄膜。
采用万能拉伸试验仪和维卡软化点测试仪对材料的力学性能、耐热性能进行表征，通过生物降解率、氧气透过率(OTR)以及水蒸汽透过率(WVTR)的测试对降解和阻隔性能进行表征。
实施例1制得的可降解复合薄膜，常温下拉伸强度为86MPa，软化点温度为108℃，生物降解率95％，OTR为2.3ml/m2d·bar，WVTR为2.1g/m2·d。
实施例2：
(1)按重量称取聚乳酸70份；聚碳酸亚丙酯30份；乙烯—α烯烃共聚物5份；有机改性蒙脱土5份；低分子量聚己内酯2份。
(2)将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热到110℃，在300r/min的转速下不断搅拌，共混1h。
(3)取部分步骤(2)所得产物与有机改性蒙脱土及低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，制备蒙脱土含量较高的母料，然后再将该母料与步骤(2)所得产物的剩余部分共混挤出，控制各段温度为加料段180℃、压缩段210℃、均化段200℃，螺杆转速55r/min，挤出样条经水冷、风干、切粒，得到母粒；
(4)将步骤(3)所得母粒于塑料吹膜机挤出吹膜，吹膜机料筒后段温度分三段控制，分别控制在170℃、180℃、175℃，料筒前段温度分三段控制，分别控制在160℃、180℃、170℃，吹胀比为2，螺杆转速55r/min，牵引速度25m/min，得到PLA/PPC可降解复合薄膜。采用万能拉伸试验仪和维卡软化点测试仪对材料的力学性能、耐热性能进行表征，通过生物降解率、氧气透过率(OTR)以及水蒸汽透过率(WVTR)的测试对降解和阻隔性能进行表征。
实施例2制得的可降解复合薄膜，常温下拉伸强度为84MPa，软化点温度为110℃，生物降解率94％，OTR为2.0ml/m2d·bar，WVTR为2.2g/m2·d。
实施例3：
(1)按重量称取聚乳酸52份；聚碳酸亚丙酯12份；乙烯—α烯烃共聚物1.5份；有机改性蒙脱土1.5份；低分子量聚己内酯0.5份。
(2)将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热到110℃，在300r/min的转速下不断搅拌，共混1h。
(3)将部分步骤(2)所得产物与有机改性蒙脱土及低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，制备蒙脱土含量较高的母料，然后再将该母料与步骤(2)所得产物的剩余部分共混挤出，控制各段温度为加料段180℃、压缩段210℃、均化段200℃，螺杆转速55r/min，挤出样条经水冷、风干、切粒，得到母粒；
(4)将步骤(3)所得母粒于塑料吹膜机挤出吹膜，吹膜机料筒后段温度分三段控制，分别控制在170℃、180℃、175℃，料筒前段温度分三段控制，分别控制在160℃、180℃、170℃，吹胀比为2，螺杆转速55r/min，牵引速度25m/min，得到PLA/PPC可降解复合薄膜。采用万能拉伸试验仪和维卡软化点测试仪对材料的力学性能、耐热性能进行表征，通过生物降解率、氧气透过率(OTR)以及水蒸汽透过率(WVTR)的测试对降解和阻隔性能进行表征。
实施例3制得的可降解复合薄膜，常温下拉伸强度为85MPa，软化点温度为110℃，生物降解率94％，OTR为2.2ml/m2d·bar，WVTR为2.1g/m2·d。
实施例4：
(1)按重量称取聚乳酸55份；聚碳酸亚丙酯15份；乙烯—α烯烃共聚物1份；有机改性蒙脱土1份；低分子量聚己内酯0.6份。
(2)将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热到110℃，在300r/min的转速下不断搅拌，共混1h。
(3)将部分步骤(2)所得产物与有机改性蒙脱土及低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，制备蒙脱土含量较高的母料，然后再将该母料与步骤(2)所得产物的剩余部分共混挤出，控制各段温度为加料段180℃、压缩段210℃、均化段200℃，螺杆转速55r/min，挤出样条经水冷、风干、切粒，得到母粒；
(4)将步骤(3)所得母粒于塑料吹膜机挤出吹膜，吹膜机料筒后段温度分三段控制，分别控制在170℃、180℃、175℃，料筒前段温度分三段控制，分别控制在160℃、180℃、170℃，吹胀比为2，螺杆转速55r/min，牵引速度25m/min，得到PLA/PPC可降解复合薄膜。采用万能拉伸试验仪和维卡软化点测试仪对材料的力学性能、耐热性能进行表征，通过生物降解率、氧气透过率(OTR)以及水蒸汽透过率(WVTR)的测试对降解和阻隔性能进行表征。
实施例4制得的可降解复合薄膜，常温下拉伸强度为87MPa，软化点温度为112℃，生物降解率95％，OTR为1.7ml/m2d·bar，WVTR为1.8g/m2·d。
实施例5：
(1)按重量称取聚乳酸65份；聚碳酸亚丙酯25份；乙烯—α烯烃共聚物3份；有机改性蒙脱土3份；低分子量聚己内酯1.2份。
(2)将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热到110℃，在300r/min的转速下不断搅拌，共混1h。
(3)将部分步骤(2)所得产物与有机改性蒙脱土及低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，制备蒙脱土含量较高的母料，然后再将该母料与步骤(2)所得产物的剩余部分共混挤出，控制各段温度为加料段180℃、压缩段210℃、均化段200℃，螺杆转速55r/min，挤出样条经水冷、风干、切粒，得到母粒；
(4)将步骤(3)所得母粒于塑料吹膜机挤出吹膜，吹膜机料筒后段温度分三段控制，分别控制在170℃、180℃、175℃，料筒前段温度分三段控制，分别控制在160℃、180℃、170℃，吹胀比为2，螺杆转速55r/min，牵引速度25m/min，得到PLA/PPC可降解复合薄膜。采用万能拉伸试验仪和维卡软化点测试仪对材料的力学性能、耐热性能进行表征，通过生物降解率、氧气透过率(OTR)以及水蒸汽透过率(WVTR)的测试对降解和阻隔性能进行表征。
实施例5制得的可降解复合薄膜，常温下拉伸强度为88MPa，软化点温度为113℃，生物降解率94％，OTR为1.6ml/m2d·bar，WVTR为1.9g/m2·d。
实施例6：
(1)按重量称取聚乳酸63份；聚碳酸亚丙酯24份；乙烯—α烯烃共聚物2.5份；有机改性蒙脱土2.5份；低分子量聚己内酯1.1份。
(2)将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热到110℃，在300r/min的转速下不断搅拌，共混1h。
(3)将部分步骤(2)所得产物与有机改性蒙脱土及低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，制备蒙脱土含量较高的母料，然后再将该母料与步骤(2)所得产物的剩余部分共混挤出，控制各段温度为加料段180℃、压缩段210℃、均化段200℃，螺杆转速55r/min，挤出样条经水冷、风干、切粒，得到母粒；
(4)将步骤(3)所得母粒于塑料吹膜机挤出吹膜，吹膜机料筒后段温度分三段控制，分别控制在170℃、180℃、175℃，料筒前段温度分三段控制，分别控制在160℃、180℃、170℃，吹胀比为2，螺杆转速55r/min，牵引速度25m/min，得到PLA/PPC可降解复合薄膜。采用万能拉伸试验仪和维卡软化点测试仪对材料的力学性能、耐热性能进行表征，通过生物降解率、氧气透过率(OTR)以及水蒸汽透过率(WVTR)的测试对降解和阻隔性能进行表征。
实施例6制得的可降解复合薄膜，常温下拉伸强度为89MPa，软化点温度为113℃，生物降解率94％，OTR为1.8ml/m2d·bar，WVTR为1.7g/m2·d。
实施例7：
(1)按重量称取聚乳酸60份；聚碳酸亚丙酯20份；乙烯—α烯烃共聚物2份；有机改性蒙脱土2份；低分子量聚己内酯1份。
(2)将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热到110℃，在300r/min的转速下不断搅拌，共混1h。
(3)将部分步骤(2)所得产物与有机改性蒙脱土及低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，制备蒙脱土含量较高的母料，然后再将该母料与步骤(2)所得产物的剩余部分共混挤出，控制各段温度为加料段180℃、压缩段210℃、均化段200℃，螺杆转速55r/min，挤出样条经水冷、风干、切粒，得到母粒；
(4)将步骤(3)所得母粒于塑料吹膜机挤出吹膜，吹膜机料筒后段温度分三段控制，分别控制在170℃、180℃、175℃，料筒前段温度分三段控制，分别控制在160℃、180℃、170℃，吹胀比为2，螺杆转速55r/min，牵引速度25m/min，得到PLA/PPC可降解复合薄膜。采用万能拉伸试验仪和维卡软化点测试仪对材料的力学性能、耐热性能进行表征，通过生物降解率、氧气透过率(OTR)以及水蒸汽透过率(WVTR)的测试对降解和阻隔性能进行表征。
实施例7制得的可降解复合薄膜，常温下拉伸强度为94MPa，软化点温度为123℃，生物降解率96％，OTR为1.0ml/m2d·bar，WVTR为1.2g/m2·d。
通过以上实施方案可以看出，采用本发明选用的配方与制备工艺制得的PLA/PPC可降解复合薄膜产品均具有优异的阻隔性和耐热性，未对制品的其它物理性能造成影响，且使用后可生物降解，不会对环境造成危害，有效的促进了聚乳酸薄膜在包装、运输领域的推广和应用。
对比例1：
(1)按重量称取聚乳酸80份；聚碳酸亚丙酯5份；乙烯—α烯烃共聚物8份；有机改性蒙脱土8份；低分子量聚己内酯3份。
(2)将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热到110℃，在300r/min的转速下不断搅拌，共混1h。
(3)将部分步骤(2)所得产物与有机改性蒙脱土及低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，制备蒙脱土含量较高的母料，然后再将该母料与步骤(2)所得产物的剩余部分共混挤出，控制各段温度为加料段180℃、压缩段210℃、均化段200℃，螺杆转速55r/min，挤出样条经水冷、风干、切粒，得到母粒；
(4)将步骤(3)所得母粒于塑料吹膜机挤出吹膜，吹膜机料筒后段温度分三段控制，分别控制在170℃、180℃、175℃，料筒前段温度分三段控制，分别控制在160℃、180℃、170℃，吹胀比为2，螺杆转速55r/min，牵引速度25m/min，得到PLA/PPC可降解复合薄膜。采用万能拉伸试验仪和维卡软化点测试仪对材料的力学性能、耐热性能进行表征，通过生物降解率、氧气透过率(OTR)以及水蒸汽透过率(WVTR)的测试对降解和阻隔性能进行表征。
对比例1制得的可降解复合薄膜，常温下拉伸强度为65MPa，软化点温度为75℃，生物降解率93％，OTR为32ml/m2d·bar，WVTR为19.8g/m2·d。
对比例2：
(1)按重量称取聚乳酸45份；聚碳酸亚丙酯8份；乙烯—α烯烃共聚物0.5份；有机改性蒙脱土0.5份；低分子量聚己内酯1份。
(2)将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热到110℃，在300r/min的转速下不断搅拌，共混1h。
(3)将步骤(2)所得产物与有机改性蒙脱土及低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，制备蒙脱土含量较高的母料，然后再将该母料与步骤(2)所得产物共混挤出，控制各段温度为加料段180℃、压缩段210℃、均化段200℃，螺杆转速55r/min，挤出样条经水冷、风干、切粒，得到母粒；
(4)将步骤(3)所得母粒于塑料吹膜机挤出吹膜，吹膜机料筒后段温度分三段控制，分别控制在170℃、180℃、175℃，料筒前段温度分三段控制，分别控制在160℃、180℃、170℃，吹胀比为2，螺杆转速55r/min，牵引速度25m/min，得到PLA/PPC可降解复合薄膜。采用万能拉伸试验仪和维卡软化点测试仪对材料的力学性能、耐热性能进行表征，通过生物降解率、氧气透过率(OTR)以及水蒸汽透过率(WVTR)的测试对降解和阻隔性能进行表征。
对比例2制得的可降解复合薄膜，常温下拉伸强度为67MPa，软化点温度为78℃，生物降解率94％，OTR为29ml/m2d·bar，WVTR为21.3g/m2·d。由对比例1和2可以看出，当组分含量不在选择范围内时，复合薄膜的综合性能差，无法达到理想的效果。
对比例3：
(1)按重量称取聚乳酸70份；聚碳酸亚丙酯30份；乙烯—α烯烃共聚物5份；低分子量聚己内酯2份。
(2)将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热到110℃，在300r/min的转速下不断搅拌，共混1h。
(3)将步骤(2)所得产物与低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，控制各段温度为加料段180℃、压缩段210℃、均化段200℃，螺杆转速55r/min，挤出样条经水冷、风干、切粒，得到母粒；
(4)将步骤(3)所得母粒于塑料吹膜机挤出吹膜，吹膜机料筒后段温度分三段控制，分别控制在170℃、180℃、175℃，料筒前段温度分三段控制，分别控制在160℃、180℃、170℃，吹胀比为2，螺杆转速55r/min，牵引速度25m/min，得到PLA/PPC可降解复合薄膜。采用万能拉伸试验仪和维卡软化点测试仪对材料的力学性能、耐热性能进行表征，通过生物降解率、氧气透过率(OTR)以及水蒸汽透过率(WVTR)的测试对降解和阻隔性能进行表征。
对比例3制得的可降解复合薄膜，常温下拉伸强度为63MPa，软化点温度为65℃，生物降解率95％，OTR为112ml/m2d·bar，WVTR为94g/m2·d。
对比例4：
(1)按重量称取聚乳酸70份；乙烯—α烯烃共聚物5份；有机改性蒙脱土5份；低分子量聚己内酯2份。
(2)将聚乳酸、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热到110℃，在300r/min的转速下不断搅拌，共混1h。
(3)将步骤(2)所得产物与有机改性蒙脱土及低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，制备蒙脱土含量较高的母料，然后再将该母料与步骤(2)所得产物共混挤出，控制各段温度为加料段180℃、压缩段210℃、均化段200℃，螺杆转速55r/min，挤出样条经水冷、风干、切粒，得到母粒；
(4)将步骤(3)所得母粒于塑料吹膜机挤出吹膜，吹膜机料筒后段温度分三段控制，分别控制在170℃、180℃、175℃，料筒前段温度分三段控制，分别控制在160℃、180℃、170℃，吹胀比为2，螺杆转速55r/min，牵引速度25m/min，得到PLA/PPC可降解复合薄膜。采用万能拉伸试验仪和维卡软化点测试仪对材料的力学性能、耐热性能进行表征，通过生物降解率、氧气透过率(OTR)以及水蒸汽透过率(WVTR)的测试对降解和阻隔性能进行表征。
对比例4制得的可降解复合薄膜，常温下拉伸强度为66MPa，软化点温度为76℃，生物降解率94％，OTR为84ml/m2d·bar，WVTR为38g/m2·d。由对比例3和4可以看出，当组分缺少时，复合薄膜的阻隔性和耐热性未见明显提高。
对比例5：
(1)按重量称取聚乳酸70份；聚碳酸亚丙酯30份；乙烯—α烯烃共聚物5份；有机改性蒙脱土5份；低分子量聚己内酯2份。
(2)将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，在氮气气氛下加热到110℃，在300r/min的转速下不断搅拌，共混1h。
(3)将步骤(2)所得产物与有机改性蒙脱土及低分子量聚己内酯一起熔融共混挤出，制备蒙脱土含量较高的母料，然后再将该母料与步骤(2)所得产物共混挤出，挤出温度230℃，螺杆转速60r/min，挤出样条经水冷、风干、切粒，得到母粒；
(4)将步骤(3)所得母粒于塑料吹膜机挤出吹膜，吹膜机料筒后段温度分三段控制，分别控制在220℃、230℃、220℃，料筒前段温度分三段控制，分别控制在210℃、230℃、220℃，吹胀比为2，螺杆转速60r/min，牵引速度35m/min，得到PLA/PPC。采用万能拉伸试验仪和维卡软化点测试仪对材料的力学性能、耐热性能进行表征，通过生物降解率、氧气透过率(OTR)以及水蒸汽透过率(WVTR)的测试对降解和阻隔性能进行表征。
对比例5制得的可降解复合薄膜，常温下拉伸强度为59MPa，软化点温度为60℃，生物降解率95％，OTR为104ml/m2d·bar，WTR为68.5g/m2·d。由对比例5可以看出，当制备过程中的条件发生变化时，也会导致生成薄膜的性能较差，无法达到理想效果。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种PLA/PPC可降解复合薄膜的制备方法，其特征在于，PLA/PPC可降解复合薄膜至少包括以下重量份数的组分：
聚乳酸 50~70份；
聚碳酸亚丙酯 10~30份；
乙烯—α烯烃共聚物 1~5份；
有机改性蒙脱土 1~5份；
低分子量聚己内酯 0.2~2份；
制备方法包括以下步骤：
（1）按配方称取聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、乙烯—α烯烃共聚物投入到反应釜中，加热搅拌共混，得到共混产物；
（2）将步骤（1）所得的共混产物与有机改性蒙脱土、低分子量聚己内酯加入螺杆挤出机中，熔融，共混，挤出，冷却，切粒，即得到母粒；
（3）再将步骤（2）所得母粒于吹膜机挤出吹膜，即得到所述PLA/PPC可降解复合薄膜；
步骤（1）中加热搅拌的工艺条件为：在氮气气氛下加热到110℃，搅拌转速为300r/min，搅拌时间为1h；
步骤（2）中：螺杆挤出机中加料段温度为180℃、压缩段温度为210℃、均化段温度为200℃，螺杆转速为55r/min；
步骤（2）中共混产物与有机改性蒙脱土、低分子量聚己内酯的熔融共混挤出的过程具体为：先取一部分共混产物与有机改性蒙脱土、低分子量聚己内酯加入螺杆挤出机中，熔融共混挤出切粒，得到高蒙脱土含量预混母料，再将高蒙脱土含量预混母料与剩余部分共混产物一起加入到螺杆挤出机中，熔融共混挤出冷却切粒，即得到母料；
步骤（3）中，吹膜机料筒前段的三部分温度依次控制为160℃、180℃、170℃，料筒后段的三部分温度依次控制为170℃、180℃、175℃，吹胀比为2，螺杆转速为55r/min，牵引速度为25m/min；
所述的低分子量聚己内酯的Mw＝68000 g/mol。
2.根据权利要求1所述的一种PLA/PPC可降解复合薄膜的制备方法，其特征在于，PLA/PPC可降解复合薄膜至少包括以下重量份数的组分：
聚乳酸 55~65份；
聚碳酸亚丙酯 15~25份；
乙烯—α烯烃共聚物 1~3份；
有机改性蒙脱土 1~3份；
低分子量聚己内酯 0.6~1.2份。
3.根据权利要求2所述的一种PLA/PPC可降解复合薄膜的制备方法，其特征在于，PLA/PPC可降解复合薄膜至少包括以下重量份数的组分：
聚乳酸 60份；
聚碳酸亚丙酯 20份；
乙烯—α烯烃共聚物 2份；
有机改性蒙脱土 2份；
低分子量聚己内酯 1份。
4.根据权利要求1所述的一种PLA/PPC可降解复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述的乙烯—α烯烃共聚物为乙烯—丁烯共聚物、乙烯—己烯共聚物或乙烯—辛烯共聚物中的一种或几种的混合。
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