CN110341271A - 一种高力学强度全生物降解复合膜及其生产工艺和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高力学强度全生物降解复合膜及其生产工艺及应用。高力学强度全生物降解复合膜包括外层、粘结层和内层，外层由改性聚乳酸制成；粘结层为聚氨酯粘胶剂；内层由以下重量百分比的组分制成：聚对苯二甲酸‑己二酸‑丁二醇酯75‑85%，聚乳酸15‑25%；改性聚乳酸包括以下重量百分比的组分：92.7‑96.7%聚乳酸、1‑2%聚丁二酸丁二醇酯、2‑5%生物相容剂、0.1%抗氧剂、0.2%爽滑剂；其制备方法为：S1、改性聚乳酸的制备；S2、外层的制备；S3、内层制备；S4、涂刷聚氨酯粘胶剂；S5、熟化。本发明的高力学强度全生物降解复合膜可用于包装袋领域，其具有力学强度高、能100%全降解的优点。

Description

一种高力学强度全生物降解复合膜及其生产工艺和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，更具体地说，它涉及一种高力学强度全生物降解复合膜及其生产工艺和应用。
背景技术
目前，随着国民经济的不断发展，塑料制品的消费量在不断增高，合成塑料在生产和生活中扮演着越来越重要的角色。但是由于绝大部分塑料制品废弃后无法降解，长期存在，不断累积造成了严重的白色污染，随着污染的不断加重以及人们环保意识的不断增强，可降解树脂由于其降解特性和经济特性，已经成为了研究的热点。
聚乳酸(PLA)是一种具有良好机械性能和生物降解性能的完全环保型生物降解材料，它易被自然界中的多种微生物或动植物体内的酶分解代替，最终形成水和二氧化碳，不污染环境，因而聚乳酸是一种能真正达到生态和经济双重效应的生物环保材料，是近年来开发研究最活跃、发展最快的生物降解材料，被认为是最有前途的可生物降解高分子材料。
但是聚乳酸常温下是一种硬而脆的材料，具有极低的断裂伸长率和冲击强度，这极大的限制了其应用，特别是在包装领域，未改性的PLA制品很难满足现实生活的需要。
现有技术中，申请号为CN201610962651.8的中国发明专利文件中公开了一种生物降解黑色地膜及其制备方法，按重量份计，该一种生物降解黑色地膜包括PBAT15-20份；PLA60-70份；微晶纤维素2-8份；淀粉1-5份；壳聚糖2-10份；扩链剂0.5-2份；PLA基黑色母粒8-12份。
现有的这种生物降解地膜，使用聚乳酸与淀粉混合，对聚乳酸进行改性，尽管产品达到了全生物降解，但是由于淀粉粘接性差的原因，存在淀粉/聚乳酸共混物机械性能较差，制得的复合膜力学强度不高，当需要包装较为坚韧的物品时，复合膜易撕裂损坏，因此，研制一种力学强度高，且能够全降解的复合膜是需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种高力学强度全生物降解复合膜，其具有拉伸强度、断裂伸长率等力学强度高，能够100％完全降解的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种高力学强度全生物降解复合膜的生产工艺，其具有方法简单，操作简便的优点。
本发明的第三个目的在于提供一种高力学强度全生物降解复合膜的应用，其具有力学性能高，能100％完全降解的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种高力学强度全生物降解复合膜，包括外层、粘结层和内层，所述外层由改性聚乳酸制成；
所述粘结层为聚氨酯粘胶剂；
所述内层由以下重量百分比的组分制成：聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯75-85％，聚乳酸15-25％；
所述改性聚乳酸包括以下重量百分比的组分：92.7-96.7％聚乳酸、1-2％聚丁二酸丁二醇酯、2-5％生物相容剂、0.1％抗氧剂、0.2％爽滑剂。
通过采用上述技术方案，由于聚乳酸具有极佳的光学特性、机械特性和较强的力学强度，良好的加工性能以及突出的生物相容性，但其韧性较差，脆性较大，而聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯同样作为全生物降解材料，具有较好的韧性，将聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯与聚乳酸复合作为内层膜，合理控制聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯与聚乳酸的含量，能够加速PBAT和PLA酯键水解的速率，从而增加复合膜的降解速率，使用聚氨酯粘胶剂作为中间层，将外层膜和内层膜进行粘贴复合，聚氨酯粘胶剂具有优异的抗剪切强度和抗冲击特性，具备优异的柔韧特性，可提高复合膜的力学性能，且聚氨酯粘胶剂的生物降解性较好，能够使复合膜达到100％全降解；使用聚丁二酸丁二醇酯、生物相容剂、抗氧剂和爽滑剂对聚乳酸进行改性，制备改性聚乳酸，并使改性聚乳酸制备外层膜，因为聚丁二酸丁二醇酯的力学性能优异，是目前世界公认的综合性能最好的生物降解材料，将聚丁二酸丁二醇酯与聚乳酸混合，对聚乳酸进行改性，能加快改性聚乳酸的降解速率和降解程度，并增加改性聚乳酸的力学强度，生物相容剂能促使聚丁二酸丁二醇酯和聚乳酸结合，进而得到稳定的改性聚乳酸，且相容剂能增加聚乳酸的韧性，改性聚乳酸的粘结性、印刷性、抗静电和光泽性，爽滑剂能使聚合物更加丰满、爽滑、细腻等。
使用生物相容剂不仅能促进聚丁二酸丁二醇酯和聚乳酸结合，还能提高改性聚乳酸的透光率，降低改性聚乳酸的雾度，提高外层膜的透明度，生物相容剂为生物降解类高分子材料，抗氧剂和爽滑剂改性聚乳酸后，不影响聚乳酸的降解速率。
进一步地，所述外层的厚度为0.02-0.06mm，内层的厚度为0.025-0.1mm。
通过采用上述技术方案，外层膜和内层膜厚度适宜，使复合膜的拉伸强度、韧性、撕裂强度和耐穿刺和耐冲击性能较好。
进一步地，所述聚乳酸的重均分子量为10-18万，聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯的重均分子量为6-10万，熔融指数为(3.2-3.5)g/10min。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂2112、抗氧剂1010和抗氧剂1076中的一种；所述爽滑剂为EVA3蜡。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种高力学强度全生物降解复合膜的生产工艺，包括以下步骤：
S1、改性聚乳酸的制备：(1)将聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯进行干燥处理；
(2)将干燥后的聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯和生物相容剂、抗氧剂和爽滑剂混合均匀，共混温度为200-210℃，经挤出、造粒，制得改性聚乳酸；
S2、外层的制备：将改性聚乳酸加入挤出机中，经熔融、挤出、冷却、牵引、收卷，制得外层膜；
S3、内层制备：将聚乳酸和聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯进行干燥，混合均匀，经挤出、冷却、牵引、收卷，制得内层膜；
S4、涂刷聚氨酯粘胶剂：将外层膜预热至40-50℃，在外层膜的一侧上用温度为35-50℃的涂刷辊辊涂一层聚氨酯粘胶剂，将内层膜用温度为35-50℃的热压辊复合在聚氨酯粘胶剂上，对复合后的薄膜进行冷却、牵引、收卷，制得半成品复合膜；
S5、熟化：将半成品复合膜置于熟化室中，控制熟化温度为35-45℃，熟化时间为12-48h，熟化后制成成品复合膜。
进一步地，所述步骤S4中聚氨酯粘胶剂的涂刷量为(1.2-4)g/m2，热压辊的压力为0.1-0.8MPa，压合时间为(0.5-1)min/mm。
进一步地，所述步骤S2中在制得的外层膜一侧上印刷所需图案，并在
进一步地，所述步骤S1中聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的干燥温度为60-80℃，干燥时间为6-10h。
为实现上述第三个目的，本发明提供了如下技术方案：一种高力学强度全生物降解复合膜在包装袋领域的应用。
进一步地，所述高力学强度全生物降解复合膜用于制备三边封平口袋、三边封自立袋、四边封袋、背封袋和开闭条自立袋，且内层膜靠近需要包装的产品。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、由于本发明采用改性聚乳酸作为复合膜的外层膜，使用聚乳酸和聚对苯二甲酸-己二醇-丁二醇酯的共混物制备内层膜，使用聚氨酯作为粘接层，由于聚乳酸的成膜性好，能完全生物降解，添加同样能生物降解的聚对苯二甲酸-己二醇-丁二醇酯，能赋予薄膜良好的拉伸性能、冲击强度。韧性和耐撕裂性能，使用改性聚乳酸制备外层膜，改善外层膜的力学性能、耐热性、柔韧性，从而获得了力学强度高，且能完全100％降解的复合膜。
第二、本发明中优选采用聚丁二酸丁二醇酯、生物相容剂、抗氧剂和爽滑剂对聚乳酸进行改性，由于聚丁二酸丁二醇酯的力学性能优异、耐热性好，是生物降解材料，使用生物相容剂能增加聚乳酸与聚丁二酸丁二醇酯的相容性，以提高改性聚乳酸成膜后的透明度，并改善聚乳酸成膜后的力学强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例
实施例1-6中聚乳酸选自淄博成达塑化有限公司出售的美国NatureWorks牌号为4032D的聚乳酸，聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯选自金发科技股份出售的型号Flex-64D的聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯、聚氨酯粘胶剂选自万华化学(北京)有限公司出售的型号为6092A的聚氨酯粘胶剂，抗氧剂2112、抗氧剂1010和抗氧剂1076均选自德国巴斯夫，EVA3蜡选自凯茵化工出售的品牌为德国巴斯夫型号为LUWAX EVA3的EVA3蜡，聚丁二酸丁二醇酯选自东莞市加百瑞材料科技有限公司出售的规格为新疆蓝山屯河TH803S的聚丁二酸丁二醇酯，生物相容剂选自佳易容相容剂江苏有限公司出售的型号为SOG-008的生物相容剂。
实施例1：一种高力学强度全生物降解复合膜，包括外层、粘结层和内层，外层由改性聚乳酸制成，内层膜的原料配比如表1所示，外层膜厚度为0.02mm，内层膜厚度为0.025mm，聚乳酸的重均分子量为10万，聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯的重均分子量为6万，熔融指数为3.2g/10min。
该高力学强度全生物降解复合膜的生产工艺，包括以下步骤：
S1、改性聚乳酸的制备：
(1)按照表2中的重量百分比，将92.7％聚乳酸和2％聚丁二酸丁二醇酯进行干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为10h；
(2)将干燥后的聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯和5％生物相容剂、0.1％抗氧剂和0.2％爽滑剂混合均匀，共混温度为200℃，经挤出、造粒，制得改性聚乳酸，抗氧剂为抗氧剂2112，爽滑剂为EVA3蜡；
S2、外层的制备：将改性聚乳酸加入挤出机中，经熔融、挤出、冷却、牵引、收卷，制得外层膜，挤出机的各区温度为：一区150℃、二区160℃、三区165℃、四区170℃、五区175℃、六区185℃，外层膜的牵引速度为100m/min；
S3、内层制备：将15％聚乳酸和85％聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯进行干燥，混合均匀，经挤出、冷却、牵引、收卷，制得内层膜，挤出机的各区温度为：一区115℃、二区125℃、三区125℃、四区130℃、五区140℃、六区150℃，内层膜的牵引速度为100m/min；
S4、涂刷聚氨酯粘胶剂：将外层膜预热至40℃，在外层膜的一侧上用温度为35℃的涂刷辊辊涂一层聚氨酯粘胶剂，将内层膜用温度为35℃的热压辊复合在聚氨酯粘胶剂上，对复合后的薄膜进行冷却、牵引、收卷，制得半成品复合膜，其中聚氨酯粘胶剂的涂刷量为1.2g/m2，热压辊的压力为0.1MPa，压合时间为1min/mm，外层膜和内层膜的放卷张力为6kg/m，半成品复合膜的收卷张力为7kg/m；
S5、熟化：将半成品复合膜置于熟化室中，控制熟化温度为35℃，熟化时间为48h，熟化后制成成品复合膜。
该高力学强度全生物降解复合膜应用于包装袋技术领域，可用于制备三边封平口袋、三边封自立袋、四边封袋、背封袋和开闭条自立袋，且内层膜靠近需要包装的产品。
表1实施例1-6中外层膜和内层膜的材料组成
表2实施例1-5中改性聚乳酸的原料配比
实施例2：一种高力学强度全生物降解复合膜，包括外层、粘结层和内层，外层由改性聚乳酸制成，内层膜的原料配比如表1所示，外层膜厚度为0.04mm，内层膜厚度为0.0625mm，聚乳酸的重均分子量为14万，聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯的重均分子量为8万，熔融指数为3.3g/10min。
该高力学强度全生物降解复合膜的生产工艺，包括以下步骤：
S1、改性聚乳酸的制备：
(1)按照表2中的重量百分比，将93.7％聚乳酸和1.8％聚丁二酸丁二醇酯进行干燥处理，干燥温度为70℃，干燥时间为8h
(2)将干燥后的聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯和4.2％生物相容剂、0.1％抗氧剂和0.2％爽滑剂混合均匀，共混温度为205℃，经挤出、造粒，制得改性聚乳酸，抗氧剂为抗氧剂1010，爽滑剂为EVA3蜡；
S2、外层的制备：将改性聚乳酸加入挤出机中，经熔融、挤出、冷却、牵引、收卷，制得外层膜，挤出机的各区温度为：一区155℃、二区165℃、三区170℃、四区175℃、五区180℃、六区190℃，外层膜的牵引速度为150m/min；
S3、内层制备：将18％聚乳酸和82％聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯进行干燥，混合均匀，经挤出、冷却、牵引、收卷，制得内层膜，挤出机的各区温度为：一区120℃、二区130℃、三区130℃、四区135℃、五区145℃、六区155℃，内层膜的牵引速度为150m/min；
S4、涂刷聚氨酯粘胶剂：将外层膜预热至45℃，在外层膜的一侧上用温度为40℃的涂刷辊辊涂一层聚氨酯粘胶剂，将内层膜用温度为40℃的热压辊复合在聚氨酯粘胶剂上，对复合后的薄膜进行冷却、牵引、收卷，制得半成品复合膜，其中聚氨酯粘胶剂的涂刷量为2.6g/m2，热压辊的压力为0.4MPa，压合时间为0.8min/mm，外层膜和内层膜的放卷张力为7kg/m，半成品复合膜的收卷张力为10kg/m；
S5、熟化：将半成品复合膜置于熟化室中，控制熟化温度为40℃，熟化时间为30h，熟化后制成成品复合膜。
该高力学强度全生物降解复合膜应用于包装袋技术领域，可用于制备三边封平口袋、三边封自立袋、四边封袋、背封袋和开闭条自立袋，且内层膜靠近需要包装的产品。
实施例3：一种高力学强度全生物降解复合膜，包括外层、粘结层和内层，外层由改性聚乳酸制成，内层膜的原料配比如表1所示，外层膜厚度为0.06mm，内层膜厚度为0.1mm，聚乳酸的重均分子量为18万，聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯的重均分子量为10万，熔融指数为3.5g/10min。
该高力学强度全生物降解复合膜的生产工艺，包括以下步骤：
S1、改性聚乳酸的制备：
(1)按照表2中的重量百分比，将94.7％聚乳酸和1.5％聚丁二酸丁二醇酯进行干燥处理，干燥温度为80℃，干燥时间为6h
(2)将干燥后的聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯和3.5％生物相容剂、0.1％抗氧剂和0.2％爽滑剂混合均匀，共混温度为210℃，经挤出、造粒，制得改性聚乳酸，抗氧剂为抗氧剂1076，爽滑剂为EVA3蜡；
S2、外层的制备：将改性聚乳酸加入挤出机中，经挤出、冷却、牵引、收卷，制得外层膜，挤出机的各区温度为：一区160℃、二区170℃、三区180℃、四区185℃、五区190℃、六区195℃，外层膜的牵引速度为200m/min；
S3、内层制备：将20％聚乳酸和80％聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯进行干燥，混合均匀，经挤出、冷却、牵引、收卷，制得内层膜，挤出机的各区温度为：一区125℃、二区135℃、三区135℃、四区140℃、五区150℃、六区160℃，内层膜的牵引速度为200m/min；
S4、涂刷聚氨酯粘胶剂：将外层膜预热至50℃，在外层膜的一侧上用温度为50℃的涂刷辊辊涂一层聚氨酯粘胶剂，将内层膜用温度为50℃的热压辊复合在聚氨酯粘胶剂上，对复合后的薄膜进行冷却、牵引、收卷，制得半成品复合膜，其中聚氨酯粘胶剂的涂刷量为4g/m2，热压辊的压力为0.8MPa，压合时间为0.5min/mm，外层膜和内层膜的放卷张力为8kg/m，半成品复合膜的收卷张力为12kg/m；
S5、熟化：将半成品复合膜置于熟化室中，控制熟化温度为45℃，熟化时间为12h，熟化后制成成品复合膜。
该高力学强度全生物降解复合膜应用于包装袋技术领域，可用于制备三边封平口袋、三边封自立袋、四边封袋、背封袋和开闭条自立袋，且内层膜靠近需要包装的产品。
实施例4：一种高力学强度全生物降解复合膜，与实施例1的区别在于，外层膜和内层膜的原料配比如表1所示，内层膜厚度为0.0425mm，外层膜厚度为0.03mm，改性聚乳酸的原料配比如表2所示，在外层膜的一侧上印刷所需图案，并在60℃下干燥。
实施例5：一种高力学强度全生物降解复合膜，与实施例1的区别在于，外层膜和内层膜的原料配比如表1所示，内层膜厚度为0.0825mm，外层膜厚度为0.05mm，改性聚乳酸的原料配比如表2所示，在外层膜的一侧上印刷所需图案，并在70℃下干燥。
实施例6：一种高力学强度全生物降解复合膜，与实施例1的区别在于，外层膜和内层膜的原料配比如表1所示，内层膜厚度为0.025mm，外层膜厚度为0.02mm，改性聚乳酸的原料配比如表2所示，在外层膜的一侧上印刷所需图案，并在80℃下干燥。
对比例
对比例1：一种高力学强度全生物降解复合膜，与实施例1的区别在于，内层膜原料用量如表3所示。
表3对比例1-4中内层膜原料用量
对比例5：一种高力学强度全生物降解复合膜，与实施例1的区别在于，外层膜中聚乳酸未经改性处理。
对比例6：一种高力学强度全生物降解复合膜，与实施例1的区别在于，外层膜中改性聚乳酸使用申请号为CN104086777A的中国发明专利文件中实施例1制备的PLA改性材料替代，PLA改性材料的配方为：PLA100份、PETG30份、聚醚0.1份、N，N-2，6-二异丙基苯基碳二亚胺0.05份、石蜡0.5份、油酸酰胺0.1份、Joncryl ADR-4368 0.1份、RX-80 1份、Ca/Zn复合稳定剂0.1份。
对比例7：一种高力学强度全生物降解复合膜，与实施例1的区别在于，以申请号为CN201210289135.5的中国发明专利文件中实施例1制备的全生物降解PLA/PBAT复合薄膜作为内层膜：(1)将PLA(4032D)和PBAT于80℃鼓风烘箱中干燥处理12h，碳酸钙于105℃鼓风烘箱中干燥处理6h；(2)然后取90份PLA、10份PBAT、0.04份2，2’-双(2-恶唑啉)、2.4份六亚甲基二异氰酸酯、0.6份硬脂酸钙、0.1份抗氧剂1010、10份碳酸钙于高混机中常温混合5min；(3)将得到的混合物加入到双螺杆机中挤出造粒，双螺杆机各区温度为：一区150℃、二区160℃、三区160℃、四区170℃、五区170℃、六区175℃、机头180℃；螺杆转速为200rpm，长径比L/D＝40/1；(4)将步骤(3)得到的粒料于80℃鼓风烘箱中干燥处理12h；(5)将步骤(4)中干燥后的粒料加入到单螺杆机中挤出吹塑，单螺杆机各区温度为：一区120℃、二区140℃、三区160℃、四区170℃、五区170℃、六区170℃、机头165℃；螺杆转速为150rpm，长径比L/D＝25/1，单螺杆挤出机的模头口径与泡管直径之比为3:1。
对比例8：一种高力学强度全生物降解复合膜，与实施例1的区别在于，以对比例6制备的改性PLA材料制备外层膜，以对比例7制备的PLA/PBAT复合膜作为内层膜，按照实施例1中的方法制成复合膜。
性能检测试验
一、外层膜和复合膜的透明度检测：按照实施例1-6和对比例5-6中的方法制备复合膜，并按照GB/T2410-1980《透明塑料透光率和雾度试验方法》中的方法检测外层膜和复合膜的透光率和雾度，检测结果如表4所示。
表4实施例1-6和对比例5-6的复合膜透光率和雾度的检测结果
由表4中数据可以看出，使用改性聚乳酸制备的外层膜透光率达到98％以上，雾度为3.2-3.5％，透明度较高，与内层膜复合后，复合膜的透明度仍达到70.4-71.1％，雾度为6.1-6.4％，仍具有较好的透明度。
对比例5中因未使用改性聚乳酸制备外层膜，外层膜的透光率降低，仅为87.3％，雾度变大，透明度减弱，与内层膜复合后，透明度与实施例1-6相比降低明显，说明使用改性聚乳酸制备外层膜，能提高外层膜和复合膜的透明度。
对比例6因使用现有技术对聚乳酸进行改性，并制备成外层膜，外层膜的透过率仅为90.25％，雾度仅为5.7％，与实施例1-6相比，对比例6制备的外层膜透光率降低，雾度增大，说明使用现有技术改性的聚乳酸制成外层膜后，透明度不如本发明中的改性聚乳酸。
二、复合膜力学强度的检测：按照实施例1-6和对比例1-8中方法制备复合膜，并按照以下方法检测复合膜的各项力学性能，并将检测结果记录于表5中：
1、拉伸强度和拉伸模量：按照GB13022-1991《塑料薄膜拉伸性能试验方法》进行测试；
2、断裂伸长率：按照GB/T1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件》进行测试；
3、落镖冲击质量：按照GB/T9639-1988《塑料薄膜和薄片抗冲击性能试验方法自由落镖法》进行测试；
4、穿刺强度：按照GB/T10004《关于包装塑料复合膜穿刺强度测试方法》进行测试。
表5各实施例和各对比例制备的复合膜力学强度检测
由表5中数据可以看出，实施例1-6制备的复合膜的纵向拉伸强度、横向拉伸强度、纵向拉伸模量大和横向拉伸模量大，断裂伸长率高，落锤冲击质量大，耐穿刺强度大，说明本发明
实施例1-6制备的复合膜拉伸强度大、拉伸模量好，断裂伸长率大，耐穿刺、耐冲击性能强，力学强度高。
对比例1因内层膜中聚乳酸含量为5％，聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯含量为95％，由对比例1制备的内层膜与外层膜复合后，制得的复合膜的拉伸强度变小、断裂伸长率降低，耐穿刺和耐冲击性能变差，说明聚乳酸含量降低，聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯含量增大时，复合膜的力学强度会降低。
对比例2因内层膜中聚乳酸含量为10％，聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯的含量为90％，对照表5中数据可以看出，对比例2制备的复合膜的多项力学强度均明显下降，说明聚乳酸含量降低，聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯含量增大，复合膜的力学强度会下降。
对比例3和对比例4因增大聚乳酸含量，降低聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯的含量，对比例3和对比例4制备的复合膜，拉伸强度减少，断裂伸长率降低，耐穿刺和耐冲击性能变差，说明增大聚乳酸含量，降低聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯含量，会使复合膜的力学性能下降。
对比例5中因使用未改性聚乳酸制备外层膜，将外层膜与内层膜复合后，复合膜的各项力学性能较差，说明使用本发明中的方法对聚乳酸进行改性，制备成外层膜，能显著提高复合膜的力学强度。
对比例6为使用现有改性方法对聚乳酸进行改性处理，制成外层膜后，与内层膜复合，复合膜的各项力学性能与对比例5制备的复合膜相比，虽然有所提成，都是与实施例1-6制备的复合膜相比，力学强度依然有所欠缺。
对比例7为现有聚乳酸和聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯混合制备内层膜，与改性聚乳酸制成的外层膜复合后，各项力学性能与实施例1-6制备的复合膜相比，均有所下降。
对比例8为使用现有技术改性制得的聚乳酸制备外层膜，与现有PLA和PBAT混合制成的内层膜复合，制成的复合膜各项力学性能与对比例5-7制备的复合膜相比，均有所提升，但是与实施例1-6制备的复合膜相比，各项力学性能依然有所欠缺，说明本发明实施例1-6制备的复合膜的拉伸强度大、断裂伸长率强、耐穿刺和耐冲击性能好。
三、复合膜的生物降解率检测：按照实施例1-6和对比例1-8中的方法制备复合膜，每个实施例和每个对比例均取100块复合膜，并按照HJ/T209-2005《环境标志产品技术要求包装制品》对块复合膜进行检测，每个实施例或对比例中100块复合膜的检测结果取平均值，将检测结果记录于表6中。
表6各实施例和各对比例制备的复合膜的生物降解率检测结果
由表6中数据可以看出，按照实施例1-6中方法制备的复合膜在100天时生物降解率即接近100％，在110天时全部达到100％全降解，降解速度快，降解完全。
由对比例1-4制备的复合膜，在100天时，降解率仅达到83.3-88.9％，在110天时降解率只有98.1-99.3％，且120天时的降解率与110天的降解率相同，与实施例1-6相比，对比例1-4制备的复合膜的降解速度较慢，且不能达到100％完全降解。
对比例5为使用未改性的聚乳酸制备外层膜，复合膜的降解率在110天和120天时相同，降解速度较慢，且降解不完全。
对比例6为使用现有技术对聚乳酸进行改性，制备成外层膜，复合膜的降解率与对比例5相比，有所提高，但是与实施例1-6相比，降解率仍较低，降解速度慢，降解不完全。
对比例7使用PLA和PBAT共混制备内层膜，复合膜的降解率在110天和120天时达到99.8％，降解速度快，但未能降解完全。
对比例8为使用现有技术改性聚乳酸制备外层膜，与现有技术制备的PLA和PBAT共混内层膜复合，制成的复合膜降解速度较快，在110天时为99.9％，早120天时为100％。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高力学强度全生物降解复合膜，包括外层、粘结层和内层，其特征在于，所述外层由改性聚乳酸制成；
所述粘结层为聚氨酯粘胶剂；
所述内层由以下重量百分比的组分制成：聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯75-85%，聚乳酸15-25%；
所述改性聚乳酸包括以下重量百分比的组分：92.7-96.7%聚乳酸、1-2%聚丁二酸丁二醇酯、2-5%生物相容剂、0.1%抗氧剂、0.2%爽滑剂。
2.根据权利要求1所述的高力学强度全生物降解复合膜，其特征在于，所述外层的厚度为0.02-0.06mm，内层的厚度为0.025-0.1mm。
3.根据权利要求1所述的高力学强度全生物降解复合膜，其特征在于，所述聚乳酸的重均分子量为10-18万，聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯的重均分子量为6-10万，熔融指数为（3.2-3.5）g/10min。
4.根据权利要求1所述的高力学强度全生物降解复合膜，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂2112、抗氧剂1010和抗氧剂1076中的一种；所述爽滑剂为EVA3蜡。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的高力学强度全生物降解复合膜的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、改性聚乳酸的制备：（1）将聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯进行干燥处理；
（2）将干燥后的聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯和生物相容剂、抗氧剂和爽滑剂混合均匀，共混温度为200-210℃，经挤出、造粒，制得改性聚乳酸；
S2、外层的制备：将改性聚乳酸加入挤出机中，经熔融、挤出、冷却、牵引、收卷，制得外层膜；
S3、内层制备：将聚乳酸和聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯进行干燥，混合均匀，经挤出、冷却、牵引、收卷，制得内层膜；
S4、涂刷聚氨酯粘胶剂：将外层膜预热至40-50℃，在外层膜的一侧上用温度为35-50℃的涂刷辊辊涂一层聚氨酯粘胶剂，将内层膜用温度为35-50℃的热压辊复合在聚氨酯粘胶剂上，对复合后的薄膜进行冷却、牵引、收卷，制得半成品复合膜；
S5、熟化：将半成品复合膜置于熟化室中，控制熟化温度为35-45℃，熟化时间为12-48h，熟化后制成成品复合膜。
6.根据权利要求5所述的高力学强度全生物降解复合膜的生产工艺，其特征在于，所述步骤S4中聚氨酯粘胶剂的涂刷量为（1.2-4）g/m2，热压辊的压力为0.1-0.8MPa，压合时间为（0.5-1）min/mm。
7.根据权利要求5所述的高力学强度全生物降解复合膜的生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中在制得的外层膜一侧上印刷所需图案，并在60-80℃下烘干。
8.根据权利要求5所述的高力学强度全生物降解复合膜的生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的干燥温度为60-80℃，干燥时间为6-10h。
9.一种根据权利要求1-4任一项所述的高力学强度全生物降解复合膜在包装袋领域的应用。
10.根据权利要求9所述的高力学强度全生物降解复合膜的应用，其特征在于，所述高力学强度全生物降解复合膜用于制备三边封平口袋、三边封自立袋、四边封袋、背封袋和开闭条自立袋，且内层膜靠近需要包装的产品。
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