CN111907031B - 一种pla/pbat薄膜及制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体公开了一种PLA/PBAT薄膜及制备方法与应用。所述方法包括以下步骤：将PLA、PBAT树脂和助剂混合后通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出造粒后再采用单螺杆流延膜机熔融挤出，并在流延辊上形成铸片，再调节固定辊和移动辊的转速进行纵向拉伸，得到单轴纵向拉伸的PLA/PBAT薄膜。本发明在一定温度下通过拉伸诱导取向结晶，大幅提高薄膜的结晶度，同时在拉伸方向PLA/PBAT薄膜具有较高的拉伸强度和断裂伸长率。在本技术中不添加成核剂等助剂，免除了对薄膜透明性的影响，制备的薄膜具有完全可生物降解性，制备技术连续、简单、安全环保，可广泛应用包装等领域。

Description

一种PLA/PBAT薄膜及制备方法与应用
技术领域
本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种PLA/PBAT薄膜及制备方法与应用。
背景技术
聚乳酸(PLA)是目前较为成熟的生物可降解树脂，具有透明、易加工和可以完全生物降解的特点，而且合成原料来源于天然材料，是替代石油基树脂聚乙烯等的理想材料。作为替代聚乙烯制备保鲜膜、包装薄膜和农膜的PLA 虽然拉伸强度高，但抗冲击强度和抗撕裂能力差，结晶速率慢，结晶度低,热变形温度低,难于达到聚乙烯薄膜的技术性能指标；聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)具有良好的柔韧性和成膜性，热稳定性高，适用于制造薄膜制品，但其强度和模量较低，且价格高，推广与应用也受到限制。为此，试图达到性能互补，两者共混制备PLA/PBAT基包装材料。
然而，在PLA中加入少量的PBAT，可以一定程度上改善PLA的断裂伸长率，但会降低PLA的拉伸强度和模量。当PBAT添加量在20％～50％时，PLA与PBAT几乎不容，两种物质在结晶性和相容性的缺陷导致共混物的力学性能不佳。
提高PLA/PBAT共混物韧性的同时，不降低其拉伸强度，同时提高PLA的结晶速率和结晶度，制备具有优良可降解性的透明PLA/PBAT薄膜还缺乏有效的技术手段。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种制备PLA/PBAT薄膜的方法。
本发明另一目的在于提供上述方法制备得到的PLA/PBAT薄膜。
本发明再一目的在于提供上述PLA/PBAT薄膜在包装材料中的应用。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种制备PLA/PBAT薄膜的方法，包括以下步骤：
将PLA、PBAT和助剂混合后通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出造粒后再采用单螺杆流延膜机熔融挤出，并在流延辊上形成铸片，再通过调节固定辊和移动辊的转速以达到单轴拉伸比1～5，进行纵向拉伸，得到单轴纵向拉伸的PLA/PBAT薄膜。
所述PLA、PBAT和助剂的质量比为80～90:20～1:0～10。
所述助剂选自抗氧化剂、热稳定剂和抗菌剂中的至少一种；优选为抗氧化剂1010，用量优选为0.05～0.2g/100g树脂，所述树脂为PLA与PBAT的总和。
所述PLA为左旋聚乳酸或右旋聚乳酸中的一种或两种的组合。
所述PLA的熔体流动速率6～10g/10min；所述PBAT树脂的熔体流动速率为4-6g/10min。
所述双螺杆挤出机各段温度为155～170℃；
所述单螺杆流延膜机的各段温度为120～210℃；
所述单螺杆流延膜机的挤出速率为25～40r/min；所述流延辊温度为60～100℃。
一种PLA/PBAT薄膜通过上述方法制备得到。
上述PLA/PBAT薄膜在包装材料中的应用。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
本发明的PLA/PBAT薄膜，在一定温度下通过拉伸诱导取向结晶，大幅提高PLA/PBAT薄膜的结晶度，同时，在拉伸方向PLA/PBAT薄膜具有较高的拉伸强度和断裂伸长率；在本技术中不添加成核剂等助剂，免除了对薄膜透明性的影响，制备的薄膜具有完全可生物降解性，制备技术连续，工艺简单、安全环保，制备的薄膜可广泛应用农膜、地膜、食品、药品的包装等领域。
附图说明
图1为PLA/PBAT薄膜的结晶形态。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
各性能的测试方法：
(1)结晶度：结晶度的测试方法采用差示扫描量热仪，采用ASTME-793-95方法；
(2)拉伸强度、拉伸强度和断裂伸长率：力学性能采用万能力学试验机，采用GB/T1040-2006方法；
(3)可见光透过率：采用透光雾度测试仪，按照GB/T 2410-2008方法测试；
(4)熔融指数：在190℃/2.16Kg载荷测试条件下测试。
实施例1～16
一种制备PLA/PBAT薄膜的方法，包括以下步骤：
将PLA、PBAT树脂在鼓风干燥箱中80℃干燥2h，干燥后将PLA、PBAT树脂和助剂混合后通过双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机各段温度为155～170℃，挤出造粒后再采用单螺杆流延膜机熔融挤出，挤出的各段温度为120～210℃，并在流延辊上形成铸片，再通过调节固定辊和移动辊的转速以达到单轴拉伸比1～5，进行纵向拉伸，得到单轴纵向拉伸的PLA/PBAT薄膜。
对比例1～2
将PLA、PBAT树脂在鼓风干燥箱中80℃干燥2h，干燥后的树脂通过双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机各段温度为155～170℃，挤出造粒后采用平板硫化机模压成型，模压熔融温度为180℃，压力为10MPa，保压温度为80℃。
Figure BDA0002591440090000031
Figure BDA0002591440090000041
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种制备PLA/PBAT薄膜的方法，其特征在于包括以下步骤：
将PLA、PBAT树脂和助剂混合后通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出造粒后再采用单螺杆流延膜机熔融挤出，并在流延辊上形成铸片，再通过调节固定辊和移动辊的转速以达到单轴拉伸比4，进行纵向拉伸，得到单轴纵向拉伸的PLA/PBAT薄膜；
所述PLA的熔体流动速率6～10g/10min；所述PBAT树脂的熔体流动速率为4-6g/10min；
所述助剂选自抗氧化剂、热稳定剂和抗菌剂中的至少一种；所述PLA为左旋聚乳酸或右旋聚乳酸中的一种或两种的组合；
所述单螺杆流延膜机的挤出速率为25～40r/min；所述流延辊温度为75℃。
2.根据权利要求1所述的制备PLA/PBAT薄膜的方法，其特征在于：
所述PLA、PBAT树脂和助剂的质量比为80～90:20～1:0～10。
3.根据权利要求1所述的制备PLA/PBAT薄膜的方法，其特征在于：
所述助剂为抗氧化剂1010，用量为0.05～0.2g/100g树脂，所述树脂为PLA与PBAT的总和。
4.根据权利要求1所述的制备PLA/PBAT薄膜的方法，其特征在于：
所述双螺杆挤出机各段温度为155～170℃；
所述单螺杆流延膜机的各段温度为120～210℃。
5.一种PLA/PBAT薄膜通过权利要求1-4任一项所述方法制备得到。
6.根据权利要求5所述PLA/PBAT薄膜在包装材料中的应用。
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