CN115260720A - 一种全生物降解薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于塑料薄膜技术领域，提供了一种全生物降解薄膜，包括以下重量份的原料：聚乳酸10～70份，聚(对苯二甲酸丁二醇‑co‑己二酸丁二醇)酯30～90份，增容剂A 1～5份，增容剂B 1～5份，润滑剂0～3份，抗氧剂0～3份，填料1～51份，表面处理剂0.01～0.5份；其中，所述增容剂A为丙烯酸共聚酯；增容剂B为缩水甘油酯。本发明还提供了一种全生物降解薄膜的制备方法。本发明添加增容剂A和增容剂B混合使用，不仅可以功能互补，还能减少整体添加量，通过选择合适的增容剂配比大大提高了PLA和PBAT之间的界面相容性，为改善共混材料的力学性能提供良好基础，制备方法工艺过程简单，配合原料组成，可简单制得具备理想性能且可全生物降解的高分子材料薄膜。

Description

一种全生物降解薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料薄膜技术领域，尤其涉及一种全生物降解薄膜及其制备方法。
背景技术
塑料已经渗透到人们生活的方方面面，被广泛用作食品包装、电子电器产品包装及商场购物袋、垃圾袋等。传统的石油基塑料材料如聚丙烯(PP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜，在被人们使用完后随意丢弃到自然环境中，并且在自然环境中可存在长达数百年甚至千年难以降解，使得生态环境遭到严重破坏。
近年来，随着人们对环境的日益重视，生物可降解材料越来越受到重视，环保可降解塑料是今后一次性包装的发展趋势，具有广泛的应用前景，因此如何提供一种可全生物降解、且具有良好力学性能的塑料材料是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种全生物降解薄膜，旨在解决上述背景技术中存在的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种全生物降解薄膜，包括以下重量份的原料：
聚乳酸10～70份，聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯30～90份，增容剂A1～5份，增容剂B1～5份，润滑剂0～3份，抗氧剂0～3份，填料1～51份，表面处理剂0.01～0.5份；
其中，所述增容剂A为丙烯酸共聚酯；
增容剂B为缩水甘油酯。
优选地，所述增容剂A为乙烯-甲基丙烯酸酯、乙烯-乙基丙烯酸酯或乙烯-丁基丙烯酸酯中的至少一种。
优选地，所述增容剂B为甲基丙烯酸缩水甘油、丁酸缩水甘油酯、十二二酸二缩水甘油酯、叔碳酸缩水甘油酯或叔癸酸缩水甘油酯中的至少一种。
优选地，所述聚乳酸重均分子量为20000～200000，所述聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯的重均分子量为20000～150000。
优选地，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、石蜡或聚乙烯蜡中的至少一种。
优选地，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酸酯、2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。
优选地，所述填料为碳酸钙、淀粉、海藻粉、高岭土、二氧化硅、硅灰石、漂珠、蒙脱土、碳酸钡、硫酸钠、滑石粉、氧化铝、硫酸钡或硫酸镁中的至少一种。
优选地，所述表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、甘油、环氧大豆油、硬脂酸中的至少一种。
本发明实施例的另一目的在于提供一种全生物降解薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乳酸、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯和填料干燥处理；
(2)按配比称取各组分原料，将经过步骤(1)处理的聚乳酸、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯、增容剂A、增容剂B、润滑剂、抗氧剂、表面处理剂和经过步骤(1)处理的填料混合均匀；
(3)将步骤(2)混合好的原料加入到双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒；
(4)将步骤(3)挤出得到的粒料进行干燥处理；
(5)将步骤(4)中干燥后的粒料加入到单螺杆挤出机中，挤出吹塑，得到所述全生物降解薄膜。
优选地，步骤(1)中，所述聚乳酸、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯的干燥温度为50～70℃，干燥时间为6～12h，所述填料的干燥温度为110℃，时间为8～10h，干燥设备为真空烘箱或鼓风烘箱；
步骤(3)中，所述双螺杆挤出机挤出温度为130～200℃，螺杆转速60～300rpm，螺杆长径比L/D为40～48:1；
步骤(4)中，所述干燥温度为50～70℃，干燥时间为6～12h，干燥设备为真空烘箱或鼓风烘箱；
步骤(5)中，所述单螺杆挤出机挤出温度为140～170℃，螺杆转速100～200rpm，螺杆长径比L/D为20～40:1。
本发明实施例提供的一种全生物降解薄膜，添加增容剂A和增容剂B混合使用，不仅可以功能互补，还能减少整体添加量，通过选择合适的增容剂配比大大提高了PLA和PBAT之间的界面相容性，为改善共混材料的力学性能提供良好基础；
采用本发明实施例的组分组成来制备高分子材料，所获得的聚合物基体间界面相容性好，共混物不仅具有优良的力学拉伸强度，而且还具有优良的柔韧性，制备的薄膜可全生物降解，具有广泛的应用前景，同时本发明实施例提供的薄膜制备方法工艺过程简单，配合本发明的原料组成，可简单制得具备理想性能且可全生物降解的高分子材料薄膜。
附图说明
图1为实施例1制备得到的材料拉伸断面电镜图；
图2为对比例1制备得到的材料拉伸断面电镜图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
聚乳酸(PLA)是由玉米、马铃薯等可再生植物资源提取出的淀粉转化为葡萄糖，葡萄糖经过发酵成为乳酸，进一步聚合而成的生物质来源并且可生物降解的真正的绿色环保材料，降解后的最终产物为水和二氧化碳；聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯(PBAT)是一种具有优异柔韧性和延展性的脂肪族-芳香族共聚酯，这种共聚酯同样具有良好的生物降解性能，降解的最终产物为水和二氧化碳，同时其还具有很好的耐热性和冲击性能。但是纯PLA的断裂伸长率大概5％左右，这大大限制了PLA应用领域，将PBAT与PLA共混后得到的产物具有良好的力学性能，通过采用适当的PLA和PBAT共混比例，可得到强度较高的共混物，而且共混物的柔韧性优良，利用这种共混物制备的薄膜可以实现全生物降解，是一种环境友好型材料；
然而共混物具有理想的力学性能，但是PLA和PBAT的相容性并不理想，配方的组成成分若不恰当将直接导致成型制备工艺困难或者导致成型工艺成本大幅上升，目前大多数PLA和PBAT的可降解薄膜材料都只是简单的进行了分体偶联剂处理，并没有针对PLA和PBAT进行专门的相容性改进，这使得制备所得薄膜力学性能下降，粉体填充含量降低，通过在调整PLA和PBAT共混比例的基础上选择合适的相容剂配比，可以大大提高材料中PLA和PBAT的相容性，同时添加润滑剂、抗氧剂、填料等组分，可有效降低成型工艺难度、提高薄膜材料成型后的稳定性；
在选择相容剂时，通过混合增容剂A和增容剂B，来提高PLA和PBAT的增容效果，增容剂A可以是乙烯-甲基丙烯酸酯(EMA)、乙烯-乙基丙烯酸酯(EEA)或乙烯-丁基丙烯酸酯(EBA)中的至少一种，增容剂A通过环氧基团与PLA的端羧基和端羟基反应，实现促进相容的目的；增容剂B可以是甲基丙烯酸缩水甘油、丁酸缩水甘油酯、十二二酸二缩水甘油酯、叔碳酸缩水甘油酯、叔癸酸缩水甘油酯中的至少一种，增容剂B可使得PBAT的分散粒径变小，增加PLA和PBAT之间的作用力，从而增加PLA和PBAT的相容性，通过增容剂A和增容剂B的混合使用，能够有效改善PLA和PBAT之间的界面相容性，为共混材料的力学性能改善提供良好基础；
为使得共混材料的性能更加符合预期，限定PLA的重均分子量为20000-200000，PBAT的重均分子量为20000-150000，在此分子量范围内的PLA和PBAT有良好的力学性能和加工性能，超过此范围分子量的原料不能在通常工艺下加工和成型；
在选择润滑剂、抗氧剂、填料、表面处理剂时，根据整体组分组成综合考虑，包括原料成本、成型工艺成本和成型工艺难度等方面，由此确定润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、石蜡或聚乙烯蜡中的至少一种，抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酸酯、2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种，填料为碳酸钙、淀粉、海藻粉、高岭土、二氧化硅、硅灰石、漂珠、蒙脱土、碳酸钡、硫酸钠、滑石粉、氧化铝、硫酸钡或硫酸镁中的至少一种，表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、甘油、环氧大豆油、硬脂酸中的至少一种，选择上述组分后，本发明实施例的材料组成既能够获得具备预期力学性能的薄膜，同时工艺简单、成本合理；
在制备过程中，本发明实施例先对原料进行干燥，控制原料的水分，避免干燥不足会产生气泡，影响成品的质量和外观，同时选择双螺杆挤出机中对原料进行熔融共混，可以很好的实现混炼和分散，最后选择单螺杆挤出机挤出吹塑，可以防止降解。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
实施例中采用的原料为：
PLA：聚乳酸，Natureworks公司提供，牌号为4032D；该牌号的PLA聚合原料主要成分为L-乳酸，实施例1～4重均分子量Mw范围为10～20万，实施例5～7重均分子量Mw范围为2万～10万。
PBAT：聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯，蓝山屯河公司生产，牌号为TH-801T的PBAT，实施例1～4重均分子量Mw为10～15万，实施例5～7重均分子量Mw为2万～10万。
实施例1
一种全生物降解薄膜，制备方法如下：
(1)将PLA(4032D)和PBAT于80℃鼓风烘箱中干燥处理12h，海藻粉于90℃鼓风烘箱中干燥处理7h；
(2)取70份步骤(1)处理的PLA、30份步骤(1)处理的PBAT、1份乙烯-甲基丙烯酸酯(EMA)、2份甲基丙烯酸缩水甘油、0.5份硬脂酸钙、0.2份2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和0.1份三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、0.05份甘油以及20份步骤(1)处理过的海藻粉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250rpm，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。
实施例2
一种全生物降解薄膜，制备方法如下：
(1)将PLA(4032D)和PBAT于80℃烘箱中干燥处理12h，二氧化硅粉于120℃烘箱中干燥处理6h；
(2)取50份步骤(1)处理的PLA、50份步骤(1)处理的PBAT、2份乙烯-乙基丙烯酸酯(EEA)、2份叔癸酸缩水甘油酯、3份芥酸酰胺、0.1份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.02份硅烷偶联剂以及30份步骤(1)处理的二氧化硅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。
实施例3
一种全生物降解薄膜，制备方法如下：
(1)将PLA和PBAT于80℃烘箱中干燥处理12h，淀粉于80℃烘箱中干燥处理6h；
(2)取10份步骤(1)处理的PLA、90份步骤(1)处理的PBAT、5份乙烯-丁基丙烯酸酯(EBA)、1份甲基丙烯酸缩水甘油、0.1份乙撑双硬脂酰胺、0.3份β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酸酯、0.1份钛酸酯偶联剂以及40份步骤(1)处理的淀粉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。
实施例4
一种全生物降解薄膜，制备方法如下：
(1)将PLA(2002D)和PBAT于80℃烘箱中干燥处理12h，碳酸钙于105℃烘箱中干燥处理6h；
(2)取70份步骤(1)处理的PLA、30份步骤(1)处理的PBAT、1.5份乙烯-丁基丙烯酸酯(EBA)、5份十二二酸二缩水甘油酯、0.2份油酸酰胺、0.1份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.2份铝酸酯偶联剂以及51份步骤(1)处理的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150rpm，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。
实施例5
一种全生物降解薄膜，制备方法如下：
(1)将PLA(4032D)和PBAT于80℃烘箱中干燥处理12h，硫酸钡于105℃烘箱中干燥处理6h；
(2)取10份步骤(1)处理的PLA、90份步骤(1)处理的PBAT、1份乙烯-甲基丙烯酸酯(EMA)、1份丁酸缩水甘油酯、3份石蜡和1份芥酸酰胺、3份2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、0.3份环氧大豆油以及30份步骤(1)处理的硫酸钡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＝50/1；
(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＝20/1。
实施例6
一种全生物降解薄膜，制备方法如下：
(1)将PLA(4032D)和PBAT于80℃烘箱中干燥处理12h，硅灰石于105℃烘箱中干燥处理6h；
(2)取40份步骤(1)处理的PLA、60份步骤(1)处理的PBAT、5份乙烯-丁基丙烯酸酯(EBA)、2.5份甲基丙烯酸缩水甘油、0.02份硬脂酸以及20份步骤(1)处理的硅灰石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250rpm，长径比L/D＝45/1；
(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＝40/1。
实施例7
一种全生物降解薄膜，制备方法如下：
(1)将PLA(4032D)和PBAT于80℃烘箱中干燥处理12h，硅灰石于105℃烘箱中干燥处理6h；
(2)取40份步骤(1)处理的PLA、60份步骤(1)处理的PBAT、5份叔碳酸缩水甘油酯、3份甲基丙烯酸缩水甘油、0.01份硅烷偶联剂、0.01份钛酸酯偶联剂以及20份步骤(1)处理的硅灰石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250rpm，长径比L/D＝45/1；
(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＝40/1。
实施例8
一种全生物降解薄膜，制备方法如下：
(1)将PLA和PBAT于80℃真空烘箱中干燥处理10h，高岭土和蒙脱土于105℃真空烘箱中干燥处理6h；
(2)取60份步骤(1)处理的PLA、40份步骤(1)处理的PBAT、1.5份乙烯-丁基丙烯酸酯(EBA)、1份乙烯-乙基丙烯酸酯(EEA)、5份十二二酸二缩水甘油酯、0.2份硬脂酸锌、0.1份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.2份铝酸酯偶联剂以及50份步骤(1)处理的高岭土和蒙脱土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150rpm，长径比L/D＝40/1
(4)将步骤(3)得到的粒料于80℃真空烘箱中干燥处理10h；
(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。
实施例9
一种全生物降解薄膜，制备方法如下：
(1)将PLA和PBAT于80℃鼓风烘箱中干燥处理12h，硫酸镁和硫酸钠于105℃鼓风烘箱中干燥处理6h；
(2)取20份步骤(1)处理的PLA、80份步骤(1)处理的PBAT、1份乙烯-甲基丙烯酸酯(EMA)、1份丁酸缩水甘油酯、3份聚乙烯蜡、3份2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、0.3份环氧大豆油以及30份步骤(1)处理的硫酸镁和硫酸钠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＝50/1；
(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＝20/1。
实施例10
一种全生物降解薄膜，制备方法如下：
(1)将PLA和PBAT于80℃鼓风烘箱中干燥处理12h，漂珠和滑石粉于105℃鼓风烘箱中干燥处理6h；
(2)取50份步骤(1)处理的PLA、50份步骤(1)处理的PBAT、5份叔碳酸缩水甘油酯、3份甲基丙烯酸缩水甘油、0.01份硅烷偶联剂、0.01份钛酸酯偶联剂以及20份步骤(1)处理的漂珠和滑石粉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250rpm，长径比L/D＝45/1；
(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＝40/1。
实施例11
一种全生物降解薄膜，制备方法如下：
(1)将PLA和PBAT于鼓风80℃烘箱中干燥处理12h，碳酸钡于105℃鼓风烘箱中干燥处理6h；
(2)取60份步骤(1)处理的PLA、40份步骤(1)处理的PBAT、1.5份乙烯-丁基丙烯酸酯(EBA)、5份十二二酸二缩水甘油酯、0.1份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、0.2份铝酸酯偶联剂以及51份步骤(1)处理的碳酸钡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150rpm，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。
实施例12
一种全生物降解薄膜，制备方法如下：
(1)将PLA和PBAT于80℃鼓风烘箱中干燥处理12h，氧化铝于90℃鼓风烘箱中干燥处理7h；
(2)取70份步骤(1)处理的PLA、30份步骤(1)处理的PBAT、1份乙烯-甲基丙烯酸酯(EMA)、2份甲基丙烯酸缩水甘油、0.05份甘油以及20份步骤(1)处理过的海藻粉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250rpm，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。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于所采用的增容剂仅为1份乙烯-甲基丙烯酸酯(EMA)，未添加甲基丙烯酸缩水甘油，其余同实施例1。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于所采用的增容剂仅为2份甲基丙烯酸缩水甘油，未添加乙烯-甲基丙烯酸酯(EMA)，其余同实施例1。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于所采用的PLA的重均分子量范围为1万-1.5万，其余同实施例1。
对比例4
本对比例与实施例6的区别仅在于所采用的PBAT的重均分子量范围为1万-1.5万，其余同实施例6。
对比例5
本对比例与实施例1的区别仅在于步骤(5)采用与步骤(3)同样的单螺杆挤出机，并且设置参数也与步骤(3)相同，其余同实施例1。
对比例6
本对比例与实施例1的区别仅在于步骤(3)采用与步骤(5)同样的双螺杆挤出机，并且设置参数也与步骤(5)相同，其余同实施例1。
对比例7
本对比例与实施例1的区别仅在于步骤(1)与步骤(4)中的干燥过程，干燥时间缩减一半，其余同实施例1。
对比例8
本对比例与实施例1的区别仅在于步骤(3)中双螺杆挤出机挤出温度为125℃，螺杆转速350rpm，螺杆长径比L/D为50:1；步骤(5)中单螺杆挤出机挤出温度为130℃，螺杆转速250rpm，螺杆长径比L/D为45:1，其余同实施例1。
对比例9
本对比例与实施例1的区别仅在于步骤(3)中双螺杆挤出机挤出温度为220℃，螺杆转速55rpm，螺杆长径比L/D为35:1；步骤(5)中单螺杆挤出机挤出温度为180℃，螺杆转速95rpm，螺杆长径比L/D为18:1，其余同实施例1。
性能测试：
(1)将实施例1～7和对比例1～9制备得到的薄膜材料进行力学性能测试，拉伸性能测试标准为ASTM D638，拉伸速度50mm/min，得到结果如表1所示：
表1拉伸力学性能表
Figure BDA0003774128930000151
Figure BDA0003774128930000161
从实施例1～7和对比例1～9的测试结果可以看出，采用本发明实施例制得的薄膜材料具有良好的力学性能，其拉伸强度均在35MPa以上，断裂伸长率均在215％以上，可见力学性能得到明显改善，由此说明，相容剂的选择、PLA的重均分子量的选择、PBAT的重均分子量范围的选择以及制备过程中单、双螺杆挤出机的选择、温度参数的差异、干燥时间的差异、挤出机温度以及螺杆长径比的差异都会影响薄膜材料的力学性能。
(2)对实施例1和对比例1的拉伸断面进行电镜扫描，得到结果如图1和图2所示：
根据图1可以看出，两相界面模糊，没有明显的相界面，表明两相的相容性较理想，根据图2可以看出，两项界面有明显相界面和间隙，相容性相比实施例1明显降低，由此说明缺少相容剂影响了PLA和PBAT的相容性。
本发明实施例涉及到的材料、试剂和实验设备，如无特别说明，均为符合高分子材料组成及制备工艺领域的市售产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全生物降解薄膜，其特征在于，包括以下重量份的原料：
聚乳酸10～70份，聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯30～90份，增容剂A1～5份，增容剂B1～5份，润滑剂0～3份，抗氧剂0～3份，填料1～51份，表面处理剂0.01～0.5份；
其中，所述增容剂A为丙烯酸共聚酯；
增容剂B为缩水甘油酯。
2.根据权利要求1所述的全生物降解薄膜，其特征在于，所述增容剂A为乙烯-甲基丙烯酸酯、乙烯-乙基丙烯酸酯或乙烯-丁基丙烯酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的全生物降解薄膜，其特征在于，所述增容剂B为甲基丙烯酸缩水甘油、丁酸缩水甘油酯、十二二酸二缩水甘油酯、叔碳酸缩水甘油酯或叔癸酸缩水甘油酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的全生物降解薄膜，其特征在于，所述聚乳酸重均分子量为20000～200000，所述聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯的重均分子量为20000～150000。
5.根据权利要求1所述的全生物降解薄膜，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、石蜡或聚乙烯蜡中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的全生物降解薄膜，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酸酯、2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的全生物降解薄膜，其特征在于，所述填料为碳酸钙、淀粉、海藻粉、高岭土、二氧化硅、硅灰石、漂珠、蒙脱土、碳酸钡、硫酸钠、滑石粉、氧化铝、硫酸钡或硫酸镁中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的全生物降解薄膜，其特征在于，所述表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、甘油、环氧大豆油、硬脂酸中的至少一种。
9.根据权利要求1-8任一所述的全生物降解薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚乳酸、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯和填料干燥处理；
(2)按配比称取各组分原料，将经过步骤(1)处理的聚乳酸、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯、增容剂A、增容剂B、润滑剂、抗氧剂、表面处理剂和经过步骤(1)处理的填料混合均匀；
(3)将步骤(2)混合好的原料加入到双螺杆挤出机中熔融共混，挤出造粒；
(4)将步骤(3)挤出得到的粒料进行干燥处理；
(5)将步骤(4)中干燥后的粒料加入到单螺杆挤出机中，挤出吹塑，得到所述全生物降解薄膜。
10.根据权利要求9所述的全生物降解薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚乳酸、聚(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)酯的干燥温度为50～70℃，干燥时间为6～12h，所述填料的干燥温度为110℃，时间为8～10h，干燥设备为真空烘箱或鼓风烘箱；
步骤(3)中，所述双螺杆挤出机挤出温度为130～200℃，螺杆转速60～300rpm，螺杆长径比L/D为40～48:1；
步骤(4)中，所述干燥温度为50～70℃，干燥时间为6～12h，干燥设备为真空烘箱或鼓风烘箱；
步骤(5)中，所述单螺杆挤出机挤出温度为140～170℃，螺杆转速100～200rpm，螺杆长径比L/D为20～40:1。
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