CN108822515B - 一种pla热收缩膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PLA热收缩膜的制备方法，各组分及重量份为：PLA88.8‑94.4、热收缩改性剂5‑10、开口剂0.6‑1.2，将PLA加入到高速混料机中，按顺序将事先预备好的热收缩改性剂、开口剂加入到高速混料机中，将混好的混合物加入到平行双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片制得聚乳酸改性树脂粒子；将得到的PLA改性粒子加入到单螺杆吹膜机中吹膜得到聚乳酸热收缩薄膜，本发明得到一种生物降解聚乳酸热收缩膜，拓展了聚乳酸应用领域，有利益保护生态环境。

Description

一种PLA热收缩膜的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种PLA热收缩膜的制备方法。
背景技术
目前，聚乳酸作为生物可降解材料的典型代表，备受关注。关于聚乳酸材料的文献和专利更是层出不穷，就聚乳酸薄膜类而言，目前已报到的按功能分有阻燃、抗菌、高阻隔、高强度、高韧性等等，就薄膜类型而言，有地膜、保险膜、多孔膜、购物袋膜等。
在聚乳酸薄膜众多的应用领域中，有关聚乳酸薄膜热收缩性能的研究和报道相对较少。
己二酸二丁基二甘酯和聚环氧乙烷作为聚乳酸常用的增塑剂，被广泛应用于聚乳酸改性领域。但有关用特定分子量的聚环氧乙烷与己二酸二丁基二甘酯复配作为聚乳酸热收缩改性剂的文献还未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种PLA热收缩膜的制备方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种PLA热收缩膜的制备方法，各组分及重量份为：PLA 88.8-94.4、热收缩改性剂5-10、开口剂0.6-1.2，具体生产步骤如下：
第一步，将PLA加入到高速混料机中，高速混料机的转速为200r/min，按顺序将事先预备好的热收缩改性剂、开口剂加入到高速混料机中，并混合2分钟后得到混合物；
第二步，将混好的混合物加入到平行双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片制得聚乳酸改性树脂粒子；平行双螺杆挤出机的长径比为52:1，平行双螺杆挤出机的料筒温度为175℃，模头温度180℃；
第三步，将得到的PLA改性粒子加入到单螺杆吹膜机中吹膜得到聚乳酸热收缩薄膜，其中单螺杆吹膜机长径比为35：1，所述单螺杆吹膜机模口间隙为0.6mm，单螺杆吹膜机料筒温度175℃，模头温度180℃。
优选的，所述热收缩改性剂为己二酸二丁基二甘酯和聚环氧乙烷的复配物，按重量比己二酸二丁基二甘酯与聚环氧乙烷为2:1，其中聚环氧乙烷的重均分子量为3万。
优选的，所述开口剂为纳米二氧化硅和芥酸酰胺的按照重量比2:1的复配物。
优选的，所述吹膜作业车间温度在20-30℃范围内，空气湿度在45-55％。
采用以上技术方案的有益效果是：本发明的一种PLA热收缩膜的制备方法，本发明针对聚乳酸线性分子结构构型，采用己二酸二丁基二甘酯复配特定分子量的聚环氧乙烷作为热收缩改性剂改变聚乳酸分子链高温运动能力，提高聚乳酸薄膜高温热收缩性能力，当己二酸二丁基二甘酯和聚环氧乙烷比例为2:1，复配热收缩改性剂重量百分比在5-10份时，制得的一种性能优异的聚乳酸热收缩膜。按照ISO14616标准，所得聚乳酸热收缩膜，在150℃空气辅热条件下，横向热收缩率在28-45％之间，热缩力为6-9N，冷缩力5-7.2N；纵向热收缩率在35-48％，热缩力7-10N，冷缩力为5-7.5N，与传统石油基热收缩膜相比较，本发明提供的聚乳酸聚乳酸热收缩膜具有以下优势：本发明热收缩所得热收缩膜原料主要来源与生物基，其原料来源可再生；本发明所得热收缩膜使用废弃后可以自动分解生成二氧化碳和水，减少环境污染，得到一种生物降解聚乳酸热收缩膜，拓展了聚乳酸应用领域，有利益保护生态环境。
具体实施方式
本发明的优选实施方式。
实施例1
将88.8重量份的PLA，10重量份的热收缩改性剂，1.2重量份的开口剂加入高速混料机以200r/min高混2min，将混好的混合物加入长径比为52:1的平行双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到PLA改性树脂粒子，平行双螺杆挤出机料筒温度为175℃，模头温度180℃；将得到的PLA改性树脂粒子加入长径比为35:1的单螺杆吹膜机吹膜，单螺杆吹膜机模口间隙为0.6mm，单螺杆吹膜机料筒温度175℃，模头温度180℃，吹膜作业车间温度在20-30℃范围内，空气湿度在45-55％，将所得聚乳酸热收缩膜按照ISO14616标准检测，在150℃空气辅热条件下，横向热收缩率为45％，热缩力为9N，冷缩力7.2N；纵向热收缩率为48％，热缩力10N，冷缩力为7.5N；
实施例2
将90重量份的PLA，9重量份的热收缩改性剂，1重量份的开口剂加入高速混料机以200r/min高混2min，将混好的混合物加入长径比为52:1的平行双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到PLA改性树脂粒子，平行双螺杆挤出机料筒温度为175℃，模头温度180℃；将得到的PLA改性树脂粒子加入长径比为35:1的单螺杆吹膜机吹膜，单螺杆吹膜机模口间隙为0.6mm，单螺杆吹膜机料筒温度175℃，模头温度180℃，吹膜作业车间温度在20-30℃范围内，空气湿度在45-55％，将所得聚乳酸热收缩膜按照ISO14616标准检测，在150℃空气辅热条件下，横向热收缩率在40％之间，热缩力为8.2N，冷缩力6.8N；纵向热收缩率在42％，热缩力9N，冷缩力为7N；
实施例3
将92.5重量份的PLA，6.7重量份的热收缩改性剂，0.8重量份的开口剂加入高速混料机以200r/min高混2min，将混好的混合物加入长径比为52:1的平行双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到PLA改性树脂粒子，平行双螺杆挤出机料筒温度为175℃，模头温度180℃；将得到的PLA改性树脂粒子加入长径比为35:1的单螺杆吹膜机吹膜，单螺杆吹膜机模口间隙为0.6mm，单螺杆吹膜机料筒温度175℃，模头温度180℃，吹膜作业车间温度在20-30℃范围内，空气湿度在45-55％，将所得聚乳酸热收缩膜按照ISO14616标准检测，在150℃空气辅热条件下，横向热收缩率为32％，热缩力为7.1N，冷缩力5.8N；纵向热收缩率在38％，热缩力7.8N，冷缩力为6.4N；
实施例4
将94.4重量份的PLA，5重量份的热收缩改性剂，0.6重量份的开口剂加入高速混料机以200r/min高混2min，将混好的混合物加入长径比为52:1的平行双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到PLA改性树脂粒子，平行双螺杆挤出机料筒温度为175℃，模头温度180℃；将得到的PLA改性树脂粒子加入长径比为35:1的单螺杆吹膜机吹膜，单螺杆吹膜机模口间隙为0.6mm，单螺杆吹膜机料筒温度175℃，模头温度180℃，吹膜作业车间温度在20-30℃范围内，空气湿度在45-55％，将所得聚乳酸热收缩膜按照ISO14616标准检测，在150℃空气辅热条件下，横向热收缩率为28％，热缩力为6N，冷缩力5N；纵向热收缩率在35％，热缩力7N，冷缩力为5N。
对比例1
将94.4重量份的PLA，5重量份的己二酸二丁基二甘酯，0.6重量份的开口剂加入高速混料机以200r/min高混2min，将混好的混合物加入长径比为52:1的平行双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到PLA改性树脂粒子，平行双螺杆挤出机料筒温度为175℃，模头温度180℃；将得到的PLA改性树脂粒子加入长径比为35:1的单螺杆吹膜机吹膜，单螺杆吹膜机模口间隙为0.6mm，单螺杆吹膜机料筒温度175℃，模头温度180℃，吹膜作业车间温度在20-30℃范围内，空气湿度在45-55％，将所得聚乳酸热收缩膜按照ISO14616标准检测，在150℃空气辅热条件下，横向热收缩率为10％，热缩力为3N，冷缩力2.5N；纵向热收缩率在15％，热缩力4N，冷缩力为3N。
对比例2
将94.4重量份的PLA，5重量份的重均分子量为3万的聚环氧乙烷，0.6重量份的开口剂加入高速混料机以200r/min高混2min，将混好的混合物加入长径比为52:1的平行双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到PLA改性树脂粒子，平行双螺杆挤出机料筒温度为175℃，模头温度180℃；将得到的PLA改性树脂粒子加入长径比为35:1的单螺杆吹膜机吹膜，单螺杆吹膜机模口间隙为0.6mm，单螺杆吹膜机料筒温度175℃，模头温度180℃，吹膜作业车间温度在20-30℃范围内，空气湿度在45-55％，将所得聚乳酸热收缩膜按照ISO14616标准检测，在150℃空气辅热条件下，横向热收缩率为8％，热缩力为2.8N，冷缩力2N；纵向热收缩率在12％，热缩力3N，冷缩力为2.7N。
对比例3
将94.4重量份的PLA，5重量份的己二酸二丁基二甘酯与重均分子量为3万的聚环氧乙烷混合物(其中己二酸二丁基二甘酯与聚环氧乙烷的质量比为1:1)，0.6重量份的开口剂加入高速混料机以200r/min高混2min，将混好的混合物加入长径比为52:1的平行双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到PLA改性树脂粒子，平行双螺杆挤出机料筒温度为175℃，模头温度180℃；将得到的PLA改性树脂粒子加入长径比为35:1的单螺杆吹膜机吹膜，单螺杆吹膜机模口间隙为0.6mm，单螺杆吹膜机料筒温度175℃，模头温度180℃，吹膜作业车间温度在20-30℃范围内，空气湿度在45-55％，将所得聚乳酸热收缩膜按照ISO14616标准检测，在150℃空气辅热条件下，横向热收缩率为12％，热缩力为4N，冷缩力3N；纵向热收缩率在16％，热缩力3.5N，冷缩力为3N。
对比例4
将94.4重量份的PLA，5重量份的己二酸二丁基二甘酯与重均分子量为3万的聚环氧乙烷混合物(其中己二酸二丁基二甘酯与聚环氧乙烷的质量比为3:1)0.6重量份的开口剂加入高速混料机以200r/min高混2min，将混好的混合物加入长径比为52:1的平行双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片得到PLA改性树脂粒子，平行双螺杆挤出机料筒温度为175℃，模头温度180℃；将得到的PLA改性树脂粒子加入长径比为35:1的单螺杆吹膜机吹膜，单螺杆吹膜机模口间隙为0.6mm，单螺杆吹膜机料筒温度175℃，模头温度180℃，吹膜作业车间温度在20-30℃范围内，空气湿度在45-55％，将所得聚乳酸热收缩膜按照ISO14616标准检测，在150℃空气辅热条件下，横向热收缩率为14％，热缩力为4.5N，冷缩力3.5N；纵向热收缩率在18％，热缩力4N，冷缩力为3.2N。
由实例1-4，本发明聚乳酸热收缩膜的收缩率和冷、热缩力随热收缩改性剂用量的增加而呈现上升趋势，由于热收缩改性剂含有的己二酸二丁基二甘酯为液体状态，当超过一定用量时薄膜会出现“发汗”现象，本发明经过反复实验验证，10重量份为本发明热收缩改性剂的最大用量，超过此用量可能存在“发汗”现象，而低于本发明最低用量5重量份热收缩改性剂，所得薄膜热收缩率和冷、热收缩力均不能满足日常热收缩膜的使用性能。此两种情况并没有出现在我们的对比例中，在此仅做简单说明。
由对比例1、2和实例4比较，可得单独使用热收缩改性剂中的任一种成分，在相同条件下不能达到热收缩改性剂所起到的效果；由对比例3、4和实例4比较，得到当热收缩改性剂中己二酸二丁基二甘酯和重均分子量为3万的聚环氧乙烷的比例高于或低于本发明所设定的2:1时均不能达到本发明所起的效果，值得一提的是当我们保持热收缩改性剂中两种成分的比例不变，仅改变聚环氧乙烷的重均分子量，实验结果也达不到此发明的效果，此种情况并未出现在我们的对比例中，在此仅做简单说明
基于上述，本发明的一种PLA热收缩膜的制备方法，本发明针对聚乳酸线性分子结构构型，采用己二酸二丁基二甘酯复配特定分子量的聚环氧乙烷作为热收缩改性剂改变聚乳酸分子链高温运动能力，提高聚乳酸薄膜高温热收缩性能力，当己二酸二丁基二甘酯和聚环氧乙烷比例为2:1，复配热收缩改性剂重量百分比在5-10份时，制得的一种性能优异的聚乳酸热收缩膜。按照ISO14616标准，所得聚乳酸热收缩膜，在150℃空气辅热条件下，横向热收缩率在28-45％之间，热缩力为6-9N，冷缩力5-7.2N；纵向热收缩率在35-48％，热缩力7-10N，冷缩力为5-7.5N，与传统石油基热收缩膜相比较，本发明提供的聚乳酸聚乳酸热收缩膜具有以下优势：本发明热收缩所得热收缩膜原料主要来源与生物基，其原料来源可再生；本发明所得热收缩膜使用废弃后可以自动分解生成二氧化碳和水，减少环境污染，得到一种生物降解聚乳酸热收缩膜，拓展了聚乳酸应用领域，有利益保护生态环境。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种PLA热收缩膜的制备方法，各组分及重量份为：PLA 88.8-94.4、热收缩改性剂5-10、开口剂0.6-1.2，采用己二酸二丁基二甘酯复配特定分子量的聚环氧乙烷作为热收缩改性剂改变聚乳酸分子链高温运动能力，提高聚乳酸薄膜高温热收缩性能力，当己二酸二丁基二甘酯和聚环氧乙烷比例为2:1，复配热收缩改性剂重量份在5-10份时，制得的一种性能优异的聚乳酸热收缩膜，具体生产步骤如下：
第一步，将PLA加入到高速混料机中，高速混料机的转速为200r/min，按顺序将事先预备好的热收缩改性剂、开口剂加入到高速混料机中，并混合2分钟后得到混合物；
第二步，将混好的混合物加入到平行双螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切片制得聚乳酸改性树脂粒子；平行双螺杆挤出机的长径比为52:1，平行双螺杆挤出机的料筒温度为175℃，模头温度180℃；
第三步，将得到的PLA改性粒子加入到单螺杆吹膜机中吹膜得到抗穿刺聚乳酸热收缩薄膜，其中单螺杆吹膜机长径比为35：1，所述单螺杆吹膜机模口间隙为0.6mm，单螺杆吹膜机料筒温度175℃，模头温度180℃。
2.根据权利要求1所述的一种PLA热收缩膜的制备方法，所述热收缩改性剂为己二酸二丁基二甘酯和聚环氧乙烷的复配物，按重量比己二酸二丁基二甘酯与聚环氧乙烷为2:1，其中聚环氧乙烷的重均分子量为3万。
3.根据权利要求1所述的一种PLA热收缩膜的制备方法，所述开口剂为纳米二氧化硅和芥酸酰胺的按照重量比2:1的复配物。
4.根据权利要求1所述的一种PLA热收缩膜的制备方法，所述吹膜作业车间温度在20-30℃范围内，空气湿度在45-55％。
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