CN110804288A - 一种聚乳酸薄膜及其制备方法 - Google Patents

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谢嘉宜
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徐睿杰
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Abstract

本申请属于高分子材料的技术领域，尤其涉及一种聚乳酸薄膜及其制备方法。本申请还提供了一种聚乳酸薄膜的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将高分子量聚乳酸和低分子量聚乳酸混合，得到聚乳酸混料，高分子量聚乳酸的摩尔质量为150～210kg/mol，低分子量聚乳酸的摩尔质量为800～2000g/mol，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的3％～15％；步骤2、将聚乳酸混料由挤出机挤出，再经流延辊流延后得到聚乳酸铸片；步骤3、将聚乳酸铸片进行轴向拉伸，热定型成膜得到聚乳酸薄膜。本申请提供了一种聚乳酸薄膜及其制备方法，能有效解决现有的聚乳酸在拉伸时容易发生脆性断裂的技术难题。

Description

一种聚乳酸薄膜及其制备方法
技术领域
本申请属于高分子材料的技术领域，尤其涉及一种聚乳酸薄膜及其制备方法。
背景技术
聚乳酸的合成原料来自农作物，如玉米杆，马铃薯，甘蔗等，是一种可生物降解的环保材料，应用前景广泛。但聚乳酸本身具有较大的缺陷，因为其分子链短，且分子量刚性较大，常规制备的聚乳酸制品在拉伸时，尤其是高速拉伸时，容易发生脆性断裂，其断裂伸长率不足10％，因此，研究聚乳酸增韧具有重要意义。
综上所述，现有工艺的聚乳酸制品，在拉伸时，尤其是高速拉伸时，存在容易发生脆性断裂的技术缺陷，使得聚乳酸薄膜难以在生产和应用。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种聚乳酸薄膜及其制备方法，能有效解决现有的聚乳酸在拉伸时容易发生脆性断裂，难以形成聚乳酸薄膜的技术缺陷。
本申请还提供了一种聚乳酸薄膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将高分子量聚乳酸和低分子量聚乳酸混合，得到聚乳酸混料，所述高分子量聚乳酸的摩尔质量为150000～210000g/mol，所述低分子量聚乳酸的摩尔质量为800～2000g/mol，所述低分子量聚乳酸占所述聚乳酸混料的质量的3％～15％；
步骤2、将所述聚乳酸混料由挤出机挤出，再经流延辊流延后得到聚乳酸铸片；
步骤3、将所述聚乳酸铸片进行轴向1拉伸，热定型成膜得到聚乳酸薄膜。
其中，聚乳酸混料的熔指为5～15g/10min，测试条件为190℃下采用2.16kg载荷测试。
更为优选，所述高分子量聚乳酸的摩尔质量为180000～210000g/mol。
其中，上述使用的聚乳酸的单个乳酸可以为L-乳酸，也可以为D-乳酸，或DL-乳酸。聚乳酸预先80℃烘干6h。
步骤3中，所述轴向拉伸为受限单向拉伸，所述受限单轴拉伸的受限方向垂直于所述聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向；所述受限单轴拉伸的单向拉伸方向平行于所述聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向。
作为优选，所述受限单向拉伸的温度为60～90℃；所述受限单向拉伸的拉伸速度：3mm/s～30mm/s；所述受限单向拉伸的拉伸倍率：100％～400％。
其中，采用受限单轴拉伸方式得到的聚乳酸薄膜其断裂伸长率最高达450％。
作为优选，步骤3中，所述轴向拉伸为双向拉伸，所述双向拉伸的横向方向垂直于所述聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向；所述双向拉伸的纵向方向平行于所述聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向；
或，所述双向拉伸的纵向方向垂直于所述聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向；所述双向拉伸的横向方向平行于所述聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向。
作为优选，所述双向拉伸的温度为50～100℃；所述双向拉伸的拉伸倍率为100％～400％；所述双向拉伸的的拉伸速度为5mm/s～50mm/s。
其中，采用双向拉伸方式得到的聚乳酸薄膜具有优异的气体阻隔性能，力学性能和较高的结晶度。
作为优选，步骤2中，所述流延辊的辊温为0℃～100℃；所述挤出机的口模温度为170-210℃；所述挤出机的口模与所述流延辊的间距为100mm～300mm；所述流延辊的转速与所述挤出机的口模处的挤出速度的比例为1～120。
更为优选，所述流延辊的辊温为0℃～60℃；所述挤出机的口模与所述流延辊的间距为100mm～200mm；所述流延辊的转速与所述挤出机的口模处的挤出速度的比例为1～80。
作为优选，所述热定型的温度为60～130℃，所述热定型的时间30s。
本申请还提供了一种聚乳酸膜，包括上述制备方法制得的聚乳酸膜。
作为优选，所述聚乳酸膜沿拉伸方向存在预取向纤维结构：当样品厚度低于60μm时，其表面存在大量取向的纤维结构，纤维直径为1～10um。
作为优选，所述聚乳酸膜的结晶度为10～43％。
其中，所述预取向纤维结构为类Shish-Kebab结构，Shish宽度为1～10μm，Kebab宽度为50～150μm。
本申请的目的针对现有的聚乳酸在拉伸时容易发生脆性断裂，难以形成聚乳酸薄膜的技术问题。本申请发现，通过添加特定比例的低分子量聚乳酸对聚乳酸薄膜的性能有较大影响。本申请通过通过两种不同分子量的聚乳酸混合，增加低分子量聚乳酸以增塑高分子量聚乳酸，然后，在略高于聚乳酸混料的玻璃环转变温度附近进行轴向拉伸，得到预取向纤维结构，预取向纤维结构能提高聚乳酸薄膜的力学性能。从实验数据可知，本申请提供的具有预取向纤维结构的聚乳酸膜，具有较高的透明度和结晶度，结晶度最高达42％；具有较高的断裂强度且没有屈服过程；其模量最高达4.2Gpa；其回弹最高达50％(当拉伸至30％时)。相比传统的共混增韧的聚乳酸薄膜的制备方法，本申请制备的聚乳酸薄膜未添加任何填料助剂，具有优异的透明度，在保证聚乳酸生物相容性，无毒无害的同时，使聚乳酸薄膜具有优异的的力学性能。本申请的薄膜具备透明，手感良好，生物降解，相容等特性，可应用于高分子材料，生物医用材料领域。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请实施例1制得的产品1的表面形貌图；
图2为本申请实施例1制得的产品1的第一微观图；
图3为本申请实施例1制得的产品1的第二微观图；
图4为本申请对比例2制得的产品10的微观图；
图5为本申请实施例采用受限单向拉伸设备进行受限单向拉伸的实物图；
图6为本申请实施例采用双向单向拉伸设备进行双向单向拉伸的实物图；
图7为本申请实施例9制得的产品11的表面形貌图；
其中，附图标记，聚乳酸薄膜1、受限单向拉伸设备2、双向单向拉伸设备3。
具体实施方式
本申请提供了一种聚乳酸薄膜及其制备方法，用于解决现有的聚乳酸在拉伸时容易发生脆性断裂，难以形成聚乳酸薄膜的技术缺陷。
下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
其中，以下实施例所用的原料均为市售或自制，以下实施例所用的受限单向拉伸采用现有常规的受限单向拉伸设备，双向拉伸采用现有常规的双向拉伸设备。
请参阅图5，1为聚乳酸薄膜，2为受限单向拉伸设备。受限单向拉伸设备包括受限单轴拉伸夹具、拉伸装置和预热炉，通入氮气，将受限单轴拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的两边(受限单轴拉伸夹具夹住的方向垂直于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为3-5min，使得聚乳酸铸片的温度达到60～90℃，启动拉伸装置，拉伸方向平行于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向。
请参阅图6，1为聚乳酸薄膜，3为双向单向拉伸设备。双向单向拉伸设备包括双向拉伸夹具、拉伸装置和预热炉，通入氮气，将双向单轴拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的四边(双向拉伸夹具夹住的一个方向垂直于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向，另一个方向平行于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为3-5min，使得聚乳酸铸片的温度达到60～90℃，启动拉伸装置进行双向拉伸。
实施例1
本申请实施例提供了第一种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的3％，高分子量聚乳酸为180kg/mol，低分子量聚乳酸为1000g/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将受限单轴拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的两边(受限单轴拉伸夹具夹住的方向垂直于产品1的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到60℃，启动拉伸装置，拉伸方向平行于产品1的预取向纤维结构的方向，拉伸倍率为100％，拉伸速率为3mm/s，热定型后制得产品1。
4、检测产品1的表面形貌和微观形貌，结果如图1-3所示，图1-3上可清晰观察到预取向纤维结构A，直径为1～10um，Kebab结构宽度为50～150um；所述预取向纤维结构为类Shish-Kebab结构。
实施例2
本申请实施例提供了第二种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的3％，高分子量聚乳酸为180kg/mol，低分子量聚乳酸为1000g/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将受限单轴拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的两边(受限单轴拉伸夹具夹住的方向垂直于产品2的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到60℃，启动拉伸装置，拉伸方向平行于产品2的预取向纤维结构的方向，拉伸倍率为100％，拉伸速率为30mm/s，热定型后制得产品2。
实施例3
本申请实施例提供了第三种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的3％，高分子量聚乳酸为180kg/mol，低分子量聚乳酸为1000g/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将受限单轴拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的两边(受限单轴拉伸夹具夹住的方向垂直于产品3的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到60℃，启动拉伸装置，拉伸方向平行于产品3的预取向纤维结构的方向，拉伸倍率为400％，拉伸速率为3mm/s，热定型后制得产品3。
实施例4
本申请实施例提供了第四种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的3％，高分子量聚乳酸为180kg/mol，低分子量聚乳酸为1000g/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将受限单轴拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的两边(受限单轴拉伸夹具夹住的方向垂直于产品4的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到60℃，启动拉伸装置，拉伸方向平行于产品4的预取向纤维结构的方向，拉伸倍率为400％，拉伸速率为30mm/s，热定型后制得产品4。
实施例5
本申请实施例提供了第五种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的3％，高分子量聚乳酸为180kg/mol，低分子量聚乳酸为1000g/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将受限单轴拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的两边(受限单轴拉伸夹具夹住的方向垂直于产品5的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到90℃，启动拉伸装置，拉伸方向平行于产品5的预取向纤维结构的方向，拉伸倍率为100％，拉伸速率为30mm/s，热定型后制得产品5。
实施例6
本申请实施例提供了第六种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的3％，高分子量聚乳酸为180kg/mol，低分子量聚乳酸为1000g/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将受限单轴拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的两边(受限单轴拉伸夹具夹住的方向垂直于产品6的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到90℃，启动拉伸装置，拉伸方向平行于产品6的预取向纤维结构的方向，拉伸倍率为400％，拉伸速率为30mm/s，热定型后制得产品6。
实施例7
本申请实施例提供了第七种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的15％，高分子量聚乳酸为180kg/mol，低分子量聚乳酸为1000g/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将受限单轴拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的两边(受限单轴拉伸夹具夹住的方向垂直于产品7的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到60℃，启动拉伸装置，拉伸方向平行于产品7的预取向纤维结构的方向，拉伸倍率为400％，拉伸速率为30mm/s，热定型后制得产品7。
实施例8
本申请实施例提供了第八种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的15％，高分子量聚乳酸为180kg/mol，低分子量聚乳酸为1000g/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将受限单轴拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的两边(受限单轴拉伸夹具夹住的方向垂直于产品8的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到90℃，启动拉伸装置，拉伸方向平行于产品8的预取向纤维结构的方向，拉伸倍率为400％，拉伸速率为30mm/s，热定型后制得产品8。
对比例1
本申请实施例提供了第一种对比产品，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的15％，高分子量聚乳酸为180kg/mol，低分子量聚乳酸为1000g/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片(记为产品9)。
对比例2
本申请实施例提供了第二种对比产品，其制备方法如下：
1、将高分子量聚乳酸添加至挤出机中，当高分子量聚乳酸熔体挤出拉伸稳定时，将高分子量聚乳酸由挤出机挤出，高分子量聚乳酸为180kg/mol，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
2、将聚乳酸铸片采用热拉辊进行非轴向拉伸，热拉辊的温度为60℃，拉伸倍率为100％，拉伸速率为3mm/s，热定型后制得产品10。
检测产品10的微观图，从图4可知，产品10的表面未出现预取向纤维结构，使得其理化性能较差。
检测产品1-10的性能指标，结果如表1所述。
表1
Figure BDA0002279946610000091
从表1可知，通过增加低分子量聚乳酸以增塑高分子量聚乳酸，然后，通过流延制备预取向纤维结构，经过流延辊拉伸以及热定型制备具有片晶结构的柔性聚乳酸制品，从产品1-8的结果可知，受限单轴拉伸的温度越高，制得的聚乳酸薄膜拉伸强度越高，透明度越低，受限单轴拉伸的拉伸倍率越高，制得的聚乳酸薄膜TD，MD力学性能差异越大，受限单轴拉伸的拉伸速率越高，制得的聚乳酸薄膜TD方向段伸越高。
实施例9
本申请实施例提供了第十一种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的8％，高分子量聚乳酸为210kg/mol，低分子量聚乳酸为120kg/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，挤出机服软摸头温度为190℃，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将双向拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的四边(双向拉伸夹具夹住的一个方向垂直于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向，另一个方向平行于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到60℃，启动拉伸装置，拉伸倍率为100％，拉伸速率为20mm/s，热定型温度为80℃后制得产品11。
4、检测产品11的表面形貌和微观形貌，结果如图7所示，图7上可清晰观察到致密排列的片晶结构，片晶厚度为20um。
实施例10
本申请实施例提供了第十二种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的8％，高分子量聚乳酸为210kg/mol，低分子量聚乳酸为120kg/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，挤出机服软摸头温度为190℃，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将双向拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的四边(双向拉伸夹具夹住的一个方向垂直于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向，另一个方向平行于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到60℃，启动拉伸装置，拉伸倍率为400％，拉伸速率为20mm/s，热定型温度为80℃后制得产品12。
实施例11
本申请实施例提供了第十三种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的8％，高分子量聚乳酸为210kg/mol，低分子量聚乳酸为120kg/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，挤出机服软摸头温度为190℃，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将双向拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的四边(双向拉伸夹具夹住的一个方向垂直于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向，另一个方向平行于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到60℃，启动拉伸装置，拉伸倍率为100％，拉伸速率为20mm/s，热定型温度为100℃后制得产品13。
实施例12
本申请实施例提供了第十四种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的8％，高分子量聚乳酸为210kg/mol，低分子量聚乳酸为120kg/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，挤出机服软摸头温度为190℃，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将双向拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的四边(双向拉伸夹具夹住的一个方向垂直于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向，另一个方向平行于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到60℃，启动拉伸装置，拉伸倍率为400％，拉伸速率为20mm/s，热定型温度为100℃后制得产品14。
实施例13
本申请实施例提供了第十五种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的8％，高分子量聚乳酸为210kg/mol，低分子量聚乳酸为120kg/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，挤出机服软摸头温度为190℃，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将双向拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的四边(双向拉伸夹具夹住的一个方向垂直于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向，另一个方向平行于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到90℃，启动拉伸装置，拉伸倍率为100％，拉伸速率为20mm/s，热定型温度为80℃后制得产品15。
实施例14
本申请实施例提供了第十六种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的8％，高分子量聚乳酸为210kg/mol，低分子量聚乳酸为120kg/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，挤出机服软摸头温度为190℃，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将双向拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的四边(双向拉伸夹具夹住的一个方向垂直于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向，另一个方向平行于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到90℃，启动拉伸装置，拉伸倍率为400％，拉伸速率为20mm/s，热定型温度为80℃后制得产品16。
实施例15
本申请实施例提供了第十七种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的8％，高分子量聚乳酸为210kg/mol，低分子量聚乳酸为120kg/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，挤出机服软摸头温度为190℃，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将双向拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的四边(双向拉伸夹具夹住的一个方向垂直于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向，另一个方向平行于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到90℃，启动拉伸装置，拉伸倍率为100％，拉伸速率为20mm/s，热定型温度为100℃后制得产品17。
实施例16
本申请实施例提供了第十八种聚乳酸薄膜，其制备方法如下：
1、混料：使用双螺杆挤出机将烘干的高分子量聚乳酸和烘干的低分子量聚乳酸进行共混，低分子量聚乳酸占聚乳酸混料的质量的8％，高分子量聚乳酸为210kg/mol，低分子量聚乳酸为120kg/mol，得到聚乳酸混料。
2、当聚乳酸混料熔体挤出拉伸稳定时，将聚乳酸混料由挤出机挤出，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，挤出机服软摸头温度为190℃，流延辊的辊温为50℃，得到聚乳酸铸片。
3、将双向拉伸夹具夹住聚乳酸铸片的四边(双向拉伸夹具夹住的一个方向垂直于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向，另一个方向平行于聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向)，启动预热炉进行预热，预热时间为5min，使得聚乳酸铸片的温度达到90℃，启动拉伸装置，拉伸倍率为400％，拉伸速率为20mm/s，热定型温度为100℃后制得产品18。
对比例3
本申请实施例提供了第三种对比产品，其制备方法如下：
1、将聚乳酸粒料210kg/mol，制成板材，制得产品19。
对比例4
本申请实施例提供了第四种对比产品，其制备方法如下：
1、将高分子量聚乳酸添加至挤出机中，当高分子量聚乳酸熔体挤出拉伸稳定时，将高分子量聚乳酸由挤出机挤出，高分子量聚乳酸为210kg/mol，设置流延辊的转速与挤出机口模处的挤出速度的比例为1，流延辊的辊温为50℃，流延成200μm的产品20。
检测产品11-20的性能指标，结果如表2所述。
表2
Figure BDA0002279946610000131
Figure BDA0002279946610000141
注：氧气透过系数测试条件为25℃，湿度0％。
从表2可知，通过增加低分子量聚乳酸以增塑高分子量聚乳酸，然后，通过流延制备预取向纤维结构，经过流延辊拉伸以及热定型制备具有片晶结构的柔性聚乳酸制品，从产品11-18的结果可知，双向拉伸的温度越高，制得的聚乳酸薄膜结晶度越高，氧气透过率越低，双向拉伸的拉伸倍率越高，制得的聚乳酸薄膜拉伸强度，结晶度越高，阻隔性能越好。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将高分子量聚乳酸和低分子量聚乳酸混合，得到聚乳酸混料，所述高分子量聚乳酸的摩尔质量为150000～210000g/mol，所述低分子量聚乳酸的摩尔质量为800～2000g/mol，所述低分子量聚乳酸占所述聚乳酸混料的质量的3％～15％；
步骤2、将所述聚乳酸混料由挤出机挤出，再经流延辊流延后得到聚乳酸铸片；
步骤3、将所述聚乳酸铸片进行轴向拉伸，热定型成膜得到聚乳酸薄膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述轴向拉伸为受限单向拉伸，所述受限单轴拉伸的受限方向垂直于所述聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向；所述受限单轴拉伸的单向拉伸方向平行于所述聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述受限单向拉伸的温度为60～90℃；所述受限单向拉伸的拉伸速度：3mm/s～30mm/s；所述受限单向拉伸的拉伸倍率：100％～400％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述轴向拉伸为双向拉伸，所述双向拉伸的横向方向垂直于所述聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向；所述双向拉伸的纵向方向平行于所述聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向；
或，所述双向拉伸的纵向方向垂直于所述聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向；所述双向拉伸的横向方向平行于所述聚乳酸薄膜的预取向纤维结构的方向。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述双向拉伸的温度为50～100℃；所述双向拉伸的拉伸倍率为100％～400％；所述双向拉伸的的拉伸速度为5mm/s～50mm/s。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述流延辊的辊温为0℃～100℃；所述挤出机的口模温度为170-210℃；所述挤出机的口模与所述流延辊的间距为50mm～300mm；所述流延辊的转速与所述挤出机的口模处的挤出速度的比例为1～120。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热定型的温度为60～130℃，所述热定型的时间30s。
8.一种聚乳酸膜，其特征在于，包括如所述权利要求1-7任意一项所述的制备方法制得的聚乳酸膜。
9.根据权利要求8所述的聚乳酸膜，其特征在于，所述聚乳酸膜的结晶度为10～43％。
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JP2007077193A (ja) * 2005-09-12 2007-03-29 Kohjin Co Ltd ポリ乳酸加水分解抑制剤およびそれを含有するポリ乳酸樹脂組成物
CN104592724A (zh) * 2014-12-24 2015-05-06 常州钟恒新材料有限公司 高速自动包装机用bopla热收缩型薄膜及其制备方法

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