CN112721247A - 一种聚乳酸吸管风温结晶工艺 - Google Patents

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许建
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Abstract

本发明公开一种聚乳酸吸管风温结晶工艺，包括以下步骤：所述聚乳酸吸管挤出成型，定长切断后，将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为85～95℃、空气流量为2～10L/min、结晶时间为2～3min，之后再风冷却1～2min，控制风冷却温度为40～50℃、空气流量为2～10L/min，拔管脱内芯，即可。本发明首次利用风温支撑加热法实现聚乳酸吸管的结晶，风温法能使聚乳酸吸管均匀受热，不易变形，同时，通过内嵌不锈钢支撑内芯使聚乳酸吸管结构被固定，使其在风温加热过程中不会软化变形，生产出合格的耐热型聚乳酸吸管。

Description

一种聚乳酸吸管风温结晶工艺
技术领域
本发明属于聚乳酸结晶技术领域，具体涉及一种聚乳酸吸管风温结晶工艺。
背景技术
聚乳酸，又称聚丙交酯，将淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再聚合成一定分子量的聚乳酸，具有良好的生物可降解性，能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，无毒无害，是一种新型的生物降解材料，被广泛应用于民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业、民用布以及药物缓释材料等。
纯品聚乳酸软化点低，当使用环境温度超过55℃就会变形，耐热性极差，限制了其在高温条件中的应用。采用加温结晶工艺可提高聚乳酸制品的耐热性，但是由于聚乳酸吸管壁较薄，在加热时，由于受热不均，极易软化变形，反而致使聚乳酸吸管成品率大大降低，因此，市售的聚乳酸吸管都是未经加温结晶处理，现有技术也未报道或公开关于聚乳酸吸管的加热结晶方法，但是不经加温结晶处理，聚乳酸吸管的使用温度仅限于-10～54℃，而无法在55～95℃的热水或热饮中使用。因此，开创一种成品率高、结晶度高、耐温范围广的聚乳酸吸管结晶工艺对于聚乳酸吸管的推广和应用具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种聚乳酸吸管风温结晶工艺。
本发明的技术方案概述如下：
一种聚乳酸吸管风温结晶工艺，包括以下步骤：所述聚乳酸吸管挤出成型，定长切断后，将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为85～95℃、空气流量为2～10L/min、结晶时间为2～3min，之后再风冷却1～2min，控制风冷却温度为40～50℃、空气流量为2～10L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
优选的是，所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为85～95℃、空气流量为2～10L/min、结晶时间为2～3min，之后再风冷却1～2min，控制风冷却温度为40～50℃、空气流量为2～10L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
优选的是，所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为85℃、空气流量为2L/min、结晶时间为2min，之后再风冷却1min，控制风冷却温度为40℃、空气流量为2L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
优选的是，所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为87℃、空气流量为4L/min、结晶时间为2min，之后再风冷却1min，控制风冷却温度为42℃、空气流量为4L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
优选的是，所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为89℃、空气流量为6L/min、结晶时间为2.5min，之后再风冷却1.5min，控制风冷却温度为44℃、空气流量为6L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
优选的是，所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为91℃、空气流量为6L/min、结晶时间为2.5min，之后再风冷却1.5min，控制风冷却温度为46℃、空气流量为6L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
优选的是，所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为93℃、空气流量为8L/min、结晶时间为3min，之后再风冷却2min，控制风冷却温度为48℃、空气流量为8L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
优选的是，所述支撑内芯材质为不锈钢。
本发明的有益效果：
1、本发明首次利用风温支撑加热法实现聚乳酸吸管的结晶，风温法能使聚乳酸吸管均匀受热，不易变形；同时，通过内嵌不锈钢支撑内芯使聚乳酸吸管结构被固定，使其在风温加热过程中不会软化变形，生产出合格的耐热型聚乳酸吸管；反之，若无支撑内芯支持作用，聚乳酸吸管受热后，会收缩变形，无法生产出合格的聚乳酸吸管。
2、本发明首次利用风温支撑加热法实现聚乳酸吸管的结晶，使聚乳酸吸管结晶度达到52.2～62.9％，使其耐温性由原来的-10～54℃提升到-10～95℃，在95℃使用环境中不会变形、发软，大幅度提高其结晶度和耐温性，扩大了聚乳酸吸管的温度使用范围，有利于聚乳酸吸管的推广使用。
附图说明
图1为本发明聚乳酸吸管风温结晶工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
将聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将不锈钢支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为85℃、空气流量为2L/min、结晶时间为2min，之后再风冷却1min，控制风冷却温度为40℃、空气流量为2L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
实施例2
将聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将不锈钢支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为87℃、空气流量为4L/min、结晶时间为2min，之后再风冷却1min，控制风冷却温度为42℃、空气流量为4L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
实施例3
将聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将不锈钢支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为89℃、空气流量为6L/min、结晶时间为2.5min，之后再风冷却1.5min，控制风冷却温度为44℃、空气流量为6L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
实施例4
将聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将不锈钢支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为91℃、空气流量为6L/min、结晶时间为2.5min，之后再风冷却1.5min，控制风冷却温度为46℃、空气流量为6L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
实施例5
将聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将不锈钢支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为93℃、空气流量为8L/min、结晶时间为3min，之后再风冷却2min，控制风冷却温度为48℃、空气流量为8L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
实施例6
将聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将不锈钢支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为95℃、空气流量为10L/min、结晶时间为3min，之后再风冷却2min，控制风冷却温度为50℃、空气流量为10L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
对比例1：将聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断，即可(不经后续风温结晶处理)。
验证试验
1、测定实施例1～6及对比例1制备出的聚乳酸吸管的结晶度；
2、将实施例1～6及对比例1制备出的聚乳酸产品浸于95℃热水中，保持2min，观察是否形变。
试验结果如下表所示：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 对比例1
结晶度/％ 52.2 54.7 56.8 58.5 61.3 62.9 3.4
95℃,2min 不形变 不形变 不形变 不形变 不形变 不形变 软化形变
实施例1～6首次利用风温支撑加热法实现聚乳酸吸管的结晶，风温法能使聚乳酸吸管均匀受热，不易变形；同时，通过内嵌不锈钢支撑内芯使聚乳酸吸管结构被固定，使其在风温加热过程中不会软化变形，生产出合格的耐热型聚乳酸吸管；反之，若无支撑内芯支持作用，聚乳酸吸管受热后，会收缩变形，无法生产出合格的聚乳酸吸管。
实施例1～6首次利用风温支撑加热法实现聚乳酸吸管的结晶，使聚乳酸吸管结晶度达到52.2～62.9％，使其耐温性由原来的-10～54℃提升到-10～95℃，在95℃使用环境中不会变形、发软，大幅度提高其结晶度和耐温性，扩大了聚乳酸吸管的温度使用范围，有利于聚乳酸吸管的推广使用。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (9)

1.一种聚乳酸吸管风温结晶工艺，其特征在于，包括以下步骤：所述聚乳酸吸管挤出成型，定长切断后，将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为85～95℃、空气流量为2～10L/min、结晶时间为2～3min，之后再风冷却1～2min，控制风冷却温度为40～50℃、空气流量为2～10L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
2.根据权利要求1所述一种聚乳酸吸管风温结晶工艺，其特征在于，包括以下步骤：所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为85～95℃、空气流量为2～10L/min、结晶时间为2～3min，之后再风冷却1～2min，控制风冷却温度为40～50℃、空气流量为2～10L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
3.根据权利要求2所述一种聚乳酸吸管风温结晶工艺，其特征在于，包括以下步骤：所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为85℃、空气流量为2L/min、结晶时间为2min，之后再风冷却1min，控制风冷却温度为40℃、空气流量为2L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
4.根据权利要求2所述一种聚乳酸吸管风温结晶工艺，其特征在于，包括以下步骤：所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为87℃、空气流量为4L/min、结晶时间为2min，之后再风冷却1min，控制风冷却温度为42℃、空气流量为4L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
5.根据权利要求2所述一种聚乳酸吸管风温结晶工艺，其特征在于，包括以下步骤：所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为89℃、空气流量为6L/min、结晶时间为2.5min，之后再风冷却1.5min，控制风冷却温度为44℃、空气流量为6L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
6.根据权利要求2所述一种聚乳酸吸管风温结晶工艺，其特征在于，包括以下步骤：所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为91℃、空气流量为6L/min、结晶时间为2.5min，之后再风冷却1.5min，控制风冷却温度为46℃、空气流量为6L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
7.根据权利要求2所述一种聚乳酸吸管风温结晶工艺，其特征在于，包括以下步骤：所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为93℃、空气流量为8L/min、结晶时间为3min，之后再风冷却2min，控制风冷却温度为48℃、空气流量为8L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
8.根据权利要求2所述一种聚乳酸吸管风温结晶工艺，其特征在于，包括以下步骤：所述聚乳酸吸管从挤出装置中挤出成型，定长切断后，通过插管装置将支撑内芯插入聚乳酸吸管空腔内，以防止吸管热变形，并通过风温隧道炉的加热区域进行风温结晶，控制加热温度为95℃、空气流量为10L/min、结晶时间为3min，之后再风冷却2min，控制风冷却温度为50℃、空气流量为10L/min，拔管脱内芯后，即得所述聚乳酸吸管。
9.根据权利要求1～8任一项所述一种聚乳酸吸管风温结晶工艺，其特征在于，所述支撑内芯材质为不锈钢。
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