FR3098443A1 - Un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, sa technologie de traitement et son application - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, sa technologie de traitement et son application. Ce film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique est structuré en trois couches, soit le film interne, le film de liaison et le film externe, dont le film externe est composé de l’acide polylactique modifié; le film de liaison est constitué de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane; le film interne est composé des composantes en pourcentage de masses suivantes: acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 75-85%, acide polylactique à 15-25%; l’acide polylactique modifié comprend des composantes en pourcentage de masses suivantes: acide polylactique à 92.7-96.7%, succinate de polybutylène à 1-2%, agent biocompatible à 2-5%, antioxydant à 0.1%, agent de glissement à 0.2%; la technologie de traitement est la suivante: S1, fabrication de l’acide polylactique modifié; S2, fabrication du film externe; S3, fabrication du film interne; S4, appliquer de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane; S5, maturation. Le film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique de la présente invention peut être utilisé pour former le sac d’emballage, et présente les avantages d’une résistance mécanique élevée et d’une dégradation totale à 100%.

Description

Un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, sa technologie de traitement et son application
La présente invention concerne le domaine technique des matériaux polymères, et précisément, elle concerne un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, sa technologie de traitement et son application.
Etat de la technique
Actuellement, au fur et à mesure le développement continu de l’économie nationale, la consommation de produits en plastique s’augmente, la plastique synthétique joue un rôle de plus en plus important dans le cadre de la production et la vie. Néamoins, la plupart des produits en plastique ne peuvent pas être dégradés après avoir été jetés et ils se sont accumulés pendant longtemps, causant une grave pollution blanche. Avec la pollution croissante et la prise de conscience croissante de la protection de l'environnement, la résine dégradable est devenu un point chaud de la recherche. en raison de ses caractéristiques dégradables et économiques.
L’acide polylactique (PLA) est un des matériaux entièrement biodégradables et respectueux de l’environnement revêtu d’une bonne performance mécanique et de biodégradabilité, il est facilement remplacé par la décomposition enzymatique de divers microorganismes ou d'animaux et de plantes de la nature, formant finalement de l'eau et du dioxyde de carbone, et ne pollue pas l'environnement. Il est considéré comme le matériau bio-environnemental ayant des effets à la fois écologiques et économiques, c’est le matériau biodégradable le plus actif et qui se développe le plus rapidement ces dernières années, et il est considéré comme le matériau polymère biodégradable le plus prometteur.
Cependant, l’acide polylactique est un matériau dur et fragile à la température ambiante, avec un taux d’allongement à la rupture et une résistance aux chocs extrêmement faibles, ce qui limite grandement son application, en particulier dans le domaine de l’emballage, donc les produits en PLA non modifiés répondent difficilement aux besoins de la vie réelle.
Parmi les technologies actuelles, le document de brevet d'invention chinois en numéro de demande de CN201610962651.8 concerne un film de paillis noir biodégradable, et son procédé de fabrication, comprenant les composants en poids: 15-20 pcs de PBAT, 60-70 pcs de PLA, 2-8 pcs de la cellulose microcristalline, 1-5 pcs de l’amidon, 2-10 pcs de la chitosane, 0.5-2 pcs de l’extenseur de chaîne, 8-12 pcs du mélange-maître noir de PLA.
Le présent film de paillis biodégradable, on mélange de l’acide polylactique et de l’amidon pour modifier l'acide polylactique. Bien que le produit a atteint une biodégradation complète, les propriétés mécaniques du mélange amidon / acide polylactique sont faibles à cause de la mauvaise adhérence de l’amidon, ce qui entraîne la résistance mécanique du film composite pas élevé, lorsque l’article à emballer est plus dur, le film composite sera déchiré et endommagé facilement, par conséquent, la réalisation de l’invention d'un film composite revêtu d’une résistance mécanique élevée et d’une dégradation complète à 100 % est un problème à résoudre.
Visant à l’insuffisance des technologies existantes, le premier but de la présente invention est de fournir un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique qui présente les avantages d’une résistance à la traction et d’un taux d’allongement à la rupture élevés et d’une dégradation complète.
Le deuxième but de la présente invention est de fournir la technologie de traitement d’un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique qui présente les avantages d’un procédé de fabrication simple et d’une opération facile.
Le troisième but de la présente invention est de fournir l’application d’un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique qui présente les avantages des propriétés mécaniques élevées et d’une dégradation complète.
A ces effets, l’invention a pour objet une sorte de film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique qui comprend le film interne, le film de liaison et le film externe, dont le film externe est composé de l’acide polylactique modifié;
le film de liaison est constitué de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane;
le film interne est composé des composantes en pourcentage de masses suivantes: acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 75-85%, acide polylactique à 15-25%;
l’acide polylactique modifié comprend des composantes en pourcentage de masses suivantes: acide polylactique à 92,7-96,7%, succinate de polybutylène à 1-2%, agent biocompatible à 2-5%, antioxydant à 0,1%, agent de glissement à 0,2%.
Le film composite biodegradable entièrement à haute résistance mécanique selon l’invention peut en outre présenter les caractéristiques suivantes:
- le film externe évoqué peut avoir une épaisseur de 0,02-0,06mm, le film interne pouvant avoir une épaisseur de 0,025-0,1mm.
- le poids moléculaire de l’acide polylactique peut être de 100 000 à 180 000, et le poids moléculaire de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol peut être de 60 000 à 100 000, l’indice de fusion peut être de 3,2 à 3,5g/10min; et
- l’antioxydant peut être un des antioxydants de 2112, 1010 et 1076; l’agent de glissement peut être la cire EVA3;
L’invention s’étend à un procédé de fabrication du film composite biodegradable entièrement et à haute résistance mécanique, comprenant les étapes suivantes:
S1) la fabrication de l’acide polylactique modifié:(1) sécher l’acide polylactique et la succinate de polybutylène;(2) mélanger de l’acide polylactique et de la succinate de polybutylène séchés avec de l’agent biocompatible, de l’antioxydant et de l’agent de glissement de façon uniforme à 200-210°C pour produire de l’acide polylactique modifié avec de la granulation par extrusion;
S2) la fabrication du film externe: ajouter de l’acide polylactique modifié dans la machine d’extrusion, pour former en film externe après la fusion, l’extrusion, le refroidissement, la traction et le roulement;
S3) la fabrication du film interne: sécher et mélanger de l’acide polylactique et de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol de manière homogène, pour former en film interne après l’extrusion, le refroidissement, la traction et le roulement;
S4) application de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane; chauffer le film externe à 40-50°C, et puis appliquer une couche de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane avec le rouleau pinceau à une température de 35 à 50°C sur le côté du film extérieur, et puis presser le film intérieur avec le rouleau pinceau à une température de 35 à 50°C sur la couche de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane, enfin exécuter le refroidissement, la traction et le roulement sur le film composite formé pour former un film composite semi-fini;
S5) la maturation: placer le film composite semi-fini dans la chambre de maturation, contrôler la température de maturation de 35 à 45°C, le temps de maturation est de 12 à 48 h et le film composite fini sera formé après la maturation.
Le procédé de fabrication du film composite biodegradable entièrement et à haute résistance mécanique selon l’invention peut en outre présenter les caractéristiques suivantes:
- la quantité de revêtement de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane peut être de 3 à 5 g/m2, la pression du rouleau pinceau peut être de 0,1 à 0,8 MPa, et le temps de pression peut être de 0,5 à 1 min/mm;
- on peut imprimer le dessin sur le côté du film extérieur formé à l’étape S2, et puis on peut le sécher à la température de 60 à 80°C; et
- la température de séchage de l’acide polylactique et de la succinate de polybutylène peut être de 60 à 80°C, et le temps de séchage peut être de 6 à 10h.
L’invention s’étend à une application du film composite biodégradable entièrement à haute résistance au domaine de sac d’emballage.
L’application du film composite biodégradable entièrement à haute résistance selon l’invention peut présenter la caractéristique suivant:
- le film composite biodégradable entièrement à haute résistance peut être utilisé pour former le sac aplati scellé à trois côtés, le sac de maintien scellé à trois côtés, le sac scellé à quatre côtés, le sac scellé en arrière et le sac de maintien en bande d'ouverture et de fermeture et pour emballer le produit proche du film intérieur.
Afin de réaliser ledit premier but, la présente invention fournit le programme technique suivant: un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique est structuré en trois couches, soit le film interne, le film de liaison et le film externe, dont le film externe est composé de l’acide polylactique modifié;
Le film de liaison est constitué de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane;
Le film interne est composé des composantes en pourcentage de masses suivantes: acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 75-85%, acide polylactique à 15-25%;
L’acide polylactique modifié comprend des composantes en pourcentage de masses suivantes: acide polylactique à 92.7-96.7%, succinate de polybutylène à 1-2%, agent biocompatible à 2-5%, antioxydant à 0.1%, agent de glissement à 0.2%;
(1) En adoptant ledit programme technique, l’acide polylactique a les caractéristiques optiques et mécaniques excellentes, une forte résistance mécanique, une bonne performance de traitement et biocompatibilité, mais sa ténacité est médiocre, la fragilité est grande et l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol a également une bonne ténacité en tant que le matériau biodégradable entièrement. L’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol et l'acide polylactique sont combinés en tant que le film interne, la contrôle correcte de la teneur de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol et l'acide polylactique permet d’accélérer la vitesse d'hydrolyse des liaisons d’ester de PBAT et de PLA, augmentant ainsi la vitesse de dégradation du film composite, en utilisant la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane en tant que le film intermédiaire, coller et compopser le film externe et le film interne, la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane a une excellente résistance au cisaillement et une résistance aux chocs, possède d’excellentes caractéristiques de flexibilité, peuvent améliorer les propriétés mécaniques du film composite, et la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane a une bonne propriété de dégradation, permettant de rendre dégrader le film composé complètement à haute résistance mécanique; modifier l’acide polylactique en utilisant la succinate de polybutylène, l’agent biocompatible, l’antioxydant et l’agent de glissement en l’acide polylactique modifié, pour le former le film externe en raison des propriétés mécaniques excellentes de la succinate de polybutylène qui est reconnue dans le monde entier comme le matériau biodégradable avec la meilleure performance synthétique, modifier l’acide polylactique en mélangeant la succinate de polybutylène et l’acide polylactique, et il peut augmenter la vitesse et le degré de dégradation de l’acide polylactique, et augmenter la résistance mécanique de l’acide polylactique modifié, l’agent biocompatible peut promouvoir la liaison de la succinate de polybutylène et l’acide polylactique pour obtenir l’acide polylactique modifié stable, à la fois, l’agent biocompatible peut augmenter la ténacité de l’acide polylactique, l’adhérence, l’imprimabilité, l’anti-statique et l’éclat de l’acide polylactique modifié, et l’agent de glissement peut rendre le film composite plus complète, lisse et délicate.
L’agent biocompatible peut promouvoir la liaison de la succinate de polybutylène et l’acide polylactique, à la fois améliorer la transmission de la lumière, et réduire la brume de l’acide polylactique modifié, améliorer la transparence du film externe, l’agent de glissement est le matériau polymère biodégradable, l’antioxydant et l’agent de glissement peuvent modifier l’acide polylactique mais n'affecter pas le taux de dégradation de l’acide polylactique.
En outre, l’épaisseur du film externe évoqué est de 0.02-0.06mm, et celle du film interne est de 0.025-0.1mm.
En adoptant ledit programme technique, l’épaisseur du film externe et du film interne est appropriée, de sorte que la résistance, la ténacité, la résistance à la déchirure et la propriété de barrière du film composite sont meilleures.
En outre, le poids moléculaire de l’acide polylactique est de 100 000-180 000, et le poids moléculaire de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol est de 60 000-100 000，et l’indice de fusion est de（3.2-3.5）g/10min.
En outre, l’antioxydant évoqué est un des antioxydants de 2112, 1010 et 1076; l’agent de glissement évoqué est la cire EVA3.
Afin de réaliser ledit deuxième but, la présente invention propose le programme technique suivant: une technologie de traitement du film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique comprend les étapes suivantes:
S1. La fabrication de l’acide polylactique modifié: (1) sécher l’acide polylactique et la succinate de polybutylène; (2) mélanger de l’acide polylactique et de la succinate de polybutylène séchés avec de l’agent biocompatible, de l’antioxydant et de l’agent de glissement de façon uniforme à 200-210°C, pour produire de l’acide polylactique modifié avec de la granulation par extrusion;
S2. La fabrication du film externe: ajouter de l’acide polylactique modifié dans la machine d’extrusion, pour former en film externe après la fusion, l’extrusion, le refroidissement, la traction et le roulement;
S3. La fabrication du film interne: sécher et mélanger de l’acide polylactique et de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol de manière homogène, pour former en film interne après l’extrusion, le refroidissement, la traction et le roulement;
S4. Application de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane; chauffer le film externe à 40-50°C, et puis appliquer une couche de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane avec le rouleau pinceau à une température de 35 à 50°C sur le côté du film extérieur, et puis presser le film intérieur avec le rouleau pinceau à une température de 35 à 50°C sur la couche de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane, enfin exécuter le refroidissement, la traction et le roulement sur le film composite formé pour former un film composite semi-fini;
S5. La maturation: placer le film composite semi-fini dans la chambre de maturation, contrôler la température de maturation de 35 à 45°C, le temps de maturation est de 12 à 48 h et le film composite fini sera formé après la maturation.
En outre, la quantité de revêtement de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane à l’étape S4 évoqué est de (3-5) g / m2, la pression du rouleau pinceau est de 0.1-0.8 MPa, et le temps de pression est de (0.5-1) min/mm.
En outre, déssiner le dessin sur le côté du film extérieur formé à l’étape S2 évoqué, et puisle sèche à la température de 60-80°C.
En outre, la température de séchage de l’acide polylactique et de la succinate de polybutylène est de 60-80°C, et le temps de séchage est de 6-10h.
Pour atteindre ledit troisième but, la présente invention fournit le programme technique suivant: l’application d’un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, dans le domaine de sac d’emballage.
En outre, ce film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique peut être utilisé pour former le sac aplati scellé à trois côtés, le sac de maintien scellé à trois côtés, le sac scellé à quatre côtés, le sac scellé en arrière et le sac de maintien en bande d'ouverture et de fermeture et pour emballer le produit proche du film intérieur.
En résumé, la présente invention a les effets bénéfiques suivants:
Premièrement, étant donné que la présente invention utilise de l’acide polylactique modifié à former le film externe du film composite, et de l’acide polylactique et de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à former le film interne du film composite, et du polyuréthan en tant que le film de liaison, étant donné que l’acide polylactique a une bonne propriété filmogène, l’ajout de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol biodégradable peut améliorer les propriétés de traction, de résistance aux chocs, de ténacité, de résistance au déchirement ; utilisation de l’acide polylactique modifié pour former le film externe permet d’améliorer les propriétés mécaniques, la résistance à la chaleur et la flexibilité pour obtenir le film composite à haute résistance mécanique et dégradé complètement à 100 %.
Deuxièmement, la présente invention est de préférence utilisé la succinate de polybutylène, l’agent biocompatible, l’agent de glissement, et l’antioxydant pour modifier l’acide polylactique, la succinate de polybutylène poosède les bonnes propriétés mécaniques et la bonne résistance à la chaleur, comme le matériau biodégradable, et l’agent biocompatible peut améliorer la compatibilité de l’acide polylactique et la succinate de polybutylène, améliorer la transparence et la résistance mécanique du film formé en acide polylactique modifié.
Description détaillée
La présente invention sera décrite plus en détail ci-dessous en référence aux modes d’application.
Exemple d’application
L'acide polylactique choisi de l’exemple 1-6 est celui vendu par Chengda plastique chimique Co., Ltd à Zibo en modèle de 4032D sous la marque de NatureWorks des États-Unis, l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol choisi est celui vendu par Jinfa technologie Co., Ltd en modèle de Flex-64D, la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane choisi est celle vendue par BASF en Allemagne en modèle de Epotal®ECO3702, les antioxydants 2112,1011 et 1076 choisis tous sont ceux vendu par BASF en Allemagne, la cire EVA3 choisie est celle vendu par Kaiyin industrie chimique Co., Ltd en modèle de LUWAX EVA3 sous la marque de BASF, la succinate de polybutylène choisie est celle vendue par Jiabairui technologie des matériaux Co., Ltd à Dongguan en modèle de TH803S l de Lanshan Tunhe de Xinjiang, et l’agent biocompatible choisie est celui vendu par Jiayirong l’agent compatible Co., Ltd à Jiangsu en modèle de SOG-008.
Exemple d’application 1: un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, comprenant un film externe, un film de liaison et un film interne, dont le film externe est composé de l’acide polylactique modifié, la proportion de la matière première du film interne est présentée dans le tableau 1, l’épaisseur du film externe est de 0.02mm, l’épaisseur du film interne est de 0.025mm, le poids moléculaire de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol est de 60 000 et le poids moléculaire de l’acide polylactique est de 100 000, l’indice de fusion est de 3.2g/10min.
Le processus de fabrication du film composite entièrement biodégradable à haute résistance mécanique comprend les étapes suivantes:
S1. La fabrication de l’acide polylactique modifié:
(1) conformément au pourcentage en poids dans le tableau 2, sécher l’acide polylactique à 92.7% et la succinate de polybutylène à 2%, la température de séchage est de 60°C, et le temps de séchage est de 10h ;
(2) mélanger de l’acide polylactique et de la succinate de polybutylène séchés avec de l’agent biocompatible à 5%, de l’antioxydant à 0.1% et de l’agent de glissement à 0.2% de façon uniforme à 200°C, pour produire de l’acide polylactique modifié avec de la granulation par extrusion, l’antioxydant est celui de 2112, l’agent de glissement est la cire EVA3;
S2. La fabrication du film externe: ajouter de l’acide polylactique modifié dans la machine d’extrusion, et puis former le film externe après la fusion, l’extrusion, le refroidissement, la traction et le roulement, les températures de chaque zone de la machine d’extruction sont les suivantes: zone 1: 150°C, zone 2: 160°C, zone 3: 165°C, zone 4: 170°C, zone 5: 175°C, zone 6: 185°C, et la vitesse de traction du film externe est de 100m/min.
S3. La fabrication du film interne: shécher et mélanger de l’acide polylactique 15% et de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 85% de manière homogène, et puis former le film interne après l’extrusion, le refroidissement, la traction et le roulement, les températures de chaque zone de la machine d’extruction sont les suivantes: zone 1: 115°C, zone 2: 125°C, zone 3: 125°C, zone 4: 130°C, zone 5: 140°C, zone 6: 150°C, et la vitesse de traction du film interne est de 100m/min.
S4. Application de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane; chauffer le film externe à 40°C, et puis appliquer une couche de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane avec le rouleau pinceau à une température de 35°C sur le côté du film extérieur, et puis presser le film intérieur avec le rouleau pinceau à une température de 35°C sur la couche de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane, enfin exécuter le refroidissement, la traction et le roulement sur le film composite formé pour former un film composite semi-fini, dont la quantité de revêtement de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane est de 3g / m2, la pression du rouleau pinceau est de 0.1MPa, et le temps de pression est de (0.5-1)min/mm, la tension de déroulement du film externe et du film interne est de 6kg/m, la tension d'enroulement du film composite semi-fini est de 7 kg/m.
S5. La maturation: placer le film composite semi-fini dans la chambre de maturation, contrôler la température de maturation à 35°C, le temps de maturation est de 48h et le film composite fini sera formé après la maturation.
Le film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique s’applique dans le domaine du sac d'emballage, peut être utilisé pour former le sac aplati scellé à trois côtés, le sac de maintien scellé à trois côtés, le sac scellé à quatre côtés, le sac scellé en arrière et le sac de maintien en bande d'ouverture et de fermeture et pour emballer le produit proche du film intérieur.
Tableau 1, la composition des matériaux du film interne et externe de l’exemple 1-6
Article Composition des matériaux du film externe Composition des matériaux du film interne Épaisseur/mm/interne /externe
Exemple d’application 1 L’acide polylactique modifié à 100 % L’acide polylactique modifié à 15%
L’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 85%
 0.02/0.025
Exemple d’application 2 L’acide polylactique modifié à 100 % L’acide polylactique modifié à 18 %
L’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 82%		 0.04/0.0625
Exemple d’application 3 L’acide polylactique modifié à 100 % L’acide polylactique modifié à 20 %
L’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 80%		 0.06/0.1
Exemple d’application 4 L’acide polylactique modifié à 100 % L’acide polylactique modifié à 23 %
L’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 77%		 0.03/0.0425
Exemple d’application 5 L’acide polylactique modifié à 100 % L’acide polylactique modifié à 25%
L’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 75%		 0.05/0.0825
Exemple d’application 6 L’acide polylactique modifié à 100 % L’acide polylactique modifié à 15 %
L’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 85%		 0.02/0.025
Tableau 2, la proportion de la matière première de l'acide polylactique modifié de l’exemple 1-5

%


Composant		 Exemple d’application 1 Exemple d’application 2 Exemple d’application 3 Exemple d’application 4 Exemple d’application 5 Exemple d’application 6
Acide polylactique 92.7 93.7 94.7 95.7 96.7 96.7
Acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol 2 1.8 1.5 1.2 1 1
Agent biocompatible 5 4.2 3.5 2.8 2 2
Antioxydant 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
Agent de glissement 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
Exemple d’application 2: un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, comprenant un film externe, un film de liaison et un film interne, dont le film externe est composé de l’acide polylactique modifié, la proportion de la matière première du film interne est présentée dans le tableau 1, l’épaisseur du film externe est de 0.04mm, l’épaisseur du film interne est de 0.0625mm, le poids moléculaire de l’acide polylactique est de 140 000 et le poids moléculaire de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol est de 80 000, l’indice de fusion est de 3.3g/10min.
Le processus de fabrication du film composite entièrement biodégradable à haute résistance mécanique comprend les étapes suivantes:
S1. La fabrication de l’acide polylactique modifié:
(1) conformément au pourcentage en poids dans le tableau 2, sécher l’acide polylactique à 93.7% et la succinate de polybutylène à 1.8%, la température de séchage est de 70°C, et le temps de séchage est de 8h ;
(2) mélanger de l’acide polylactique et de la succinate de polybutylène séchés avec de l’agent biocompatible à 4.2%, de l’antioxydant à 0.1% et de l’agent de glissement à 0.2% de façon uniforme à 205°C, pour produire de l’acide polylactique modifié avec de la granulation par extrusion, l’antioxydant est celui de 1010, l’agent de glissement est la cire EVA3;
S2. La fabrication du film externe: ajouter de l’acide polylactique modifié dans la machine d’extrusion, et puis former le film externe après la fusion, l’extrusion, le refroidissement, la traction et le roulement, les températures de chaque zone de la machine d’extruction sont les suivantes: zone 1: 155°C, zone 2: 165°C, zone 3: 170°C, zone 4: 175°C, zone 5: 180°C, zone 6: 190°C, et la vitesse de traction du film externe est de 150m/min.
S3. La fabrication du film interne: shécher et mélanger de l’acide polylactique 18% et de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 82% de manière homogène, et puis former le film interne après l’extrusion, le refroidissement, la traction et le roulement, les températures de chaque zone de la machine d’extruction sont les suivantes: zone 1: 120°C, zone 2: 130°C, zone 3: 130°C, zone 4: 135°C, zone 5: 145°C, zone 6: 155°C, et la vitesse de traction du film interne est de 150m/min.
S4. Application de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane; chauffer le film externe à 45°C, et puis appliquer une couche de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane avec le rouleau pinceau à une température de 40°C sur le côté du film extérieur, et puis presser le film intérieur avec le rouleau pinceau à une température de 40°C sur la couche de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane, enfin exécuter le refroidissement, la traction et le roulement sur le film composite formé pour former un film composite semi-fini, dont la quantité de revêtement de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane est de 4g / m2, la pression du rouleau pinceau est de 0.4MPa, et le temps de pression est de 0.8min/mm, la tension de déroulement du film externe et du film interne est de 7kg/m, la tension d'enroulement du film composite semi-fini est de 10kg/m.
S5. La maturation: placer le film composite semi-fini dans la chambre de maturation, contrôler la température de maturation à 40°C, le temps de maturation est de 30h et le film composite fini sera formé après la maturation.
Le film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique s’applique dans le domaine du sac d'emballage, peut être utilisé pour former le sac aplati scellé à trois côtés, le sac de maintien scellé à trois côtés, le sac scellé à quatre côtés, le sac scellé en arrière et le sac de maintien en bande d'ouverture et de fermeture et pour emballer le produit proche du film intérieur.
Exemple d’application 3: un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, comprenant un film externe, un film de liaison et un film interne, dont le film externe est composé de l’acide polylactique modifié, la proportion de la matière première du film interne est présentée dans le tableau 1, l’épaisseur du film externe est de 0.06mm, l’épaisseur du film interne est de 0.1mm, le poids moléculaire de l’acide polylactique est de 180 000 et le poids moléculaire de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol est de 100 000, l’indice de fusion est de 3.5g/10min.
Le processus de fabrication du film composite entièrement biodégradable à haute résistance mécanique comprend les étapes suivantes:
S1. La fabrication de l’acide polylactique modifié:
(1) conformément au pourcentage en poids dans le tableau 2, sécher l’acide polylactique à 94.7% et la succinate de polybutylène à 1.5%, la température de séchage est de 80°C, et le temps de séchage est de 6h ;
(2) mélanger de l’acide polylactique et de la succinate de polybutylène séchés avec de l’agent biocompatible à 3.5%, de l’antioxydant à 0.1% et de l’agent de glissement à 0.2% de façon uniforme à 210°C, pour produire de l’acide polylactique modifié avec de la granulation par extrusion, l’antioxydant est celui de 1076, l’agent de glissement est la cire EVA3;
S2. La fabrication du film externe: ajouter de l’acide polylactique modifié dans la machine d’extrusion, et puis former le film externe après la fusion, l’extrusion, le refroidissement, la traction et le roulement, les températures de chaque zone de la machine d’extruction sont les suivantes: zone 1: 160°C, zone 2: 170°C, zone 3: 180°C, zone 4: 185°C, zone 5: 190°C, zone 6: 195°C, et la vitesse de traction du film externe est de 200m/min.
S3. La fabrication du film interne: shécher et mélanger de l’acide polylactique 20% et de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 80% de manière homogène, et puis former le film interne après l’extrusion, le refroidissement, la traction et le roulement, les températures de chaque zone de la machine d’extruction sont les suivantes: zone 1: 125°C, zone 2: 135°C, zone 3: 135°C, zone 4: 140°C, zone 5: 150°C, zone 6: 160°C, et la vitesse de traction du film interne est de 200m/min.
S4. Application de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane; chauffer le film externe à 50°C, et puis appliquer une couche de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane avec le rouleau pinceau à une température de 50°C sur le côté du film extérieur, et puis presser le film intérieur avec le rouleau pinceau à une température de 50°C sur la couche de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane, enfin exécuter le refroidissement, la traction et le roulement sur le film composite formé pour former un film composite semi-fini, dont la quantité de revêtement de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane est de 5g/m2, la pression du rouleau pinceau est de 0.8MPa, et le temps de pression est de 0.5min/mm, la tension de déroulement du film externe et du film interne est de 8kg/m, la tension d'enroulement du film composite semi-fini est de 12kg/m.
S5. La maturation: placer le film composite semi-fini dans la chambre de maturation, contrôler la température de maturation à 45°C, le temps de maturation est de 12h et le film composite fini sera formé après la maturation.
Le film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique s’applique dans le domaine du sac d'emballage, peut être utilisé pour former le sac aplati scellé à trois côtés, le sac de maintien scellé à trois côtés, le sac scellé à quatre côtés, le sac scellé en arrière et le sac de maintien en bande d'ouverture et de fermeture et pour emballer le produit proche du film intérieur.
Exemple d’application 4: Un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, qui diffère de l'exemple d’application 1 est que la composition de la matière première du film interne et externe est indiquée dans le tableau 1, l’épaisseur du film interne est de 0.0425mm, et celle du film externe est de 0.03mm, et la composition de la matière première de l’acide polylactique est indiquée dans le tableau 2, déssiner le dessin sur le côté du film extérieur, et puis sécher à la température de 60°C.
Exemple d’application 5: Un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, qui diffère de l'exemple d’application 1 est que la composition de la matière première du film interne et externe est indiquée dans le tableau 1, l’épaisseur du film interne est de 0.0825mm, et celle du film externe est de 0.05mm, et la composition de la matière première de l’acide polylactique est indiquée dans le tableau 2, déssiner le dessin sur le côté du film extérieur, et puis sécher à la température de 70°C.
Exemple d’application 6: Un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, qui diffère de l'exemple d’application 1 est que la composition de la matière première du film interne et externe est indiquée dans le tableau 1, l’épaisseur du film interne est de 0.025mm, et celle du film externe est de 0.02mm, et la composition de la matière première de l’acide polylactique est indiquée dans le tableau 2, déssiner le dessin sur le côté du film extérieur, et puis sécher à la température de 80°C.
Exemple de comparaison
Exemple de comparaison 1: Un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, qui diffère de l'exemple d’application 1 est que la quantité de matière première du film interne est indiquée dans le tableau 3.
Tableau 3, la quantité de matière première du film interne de l'Exemple de comparaison 1-4.
Exemple de comparaison La quantité de matière première du film interne
Exemple de comparaison 1 Acide polylactique à 5%,
Acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 95%
Exemple de comparaison 2 Acide polylactique à 10%,
Acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 90%
Exemple de comparaison 3 Acide polylactique à 30%,
Acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 70%
Exemple de comparaison 4 Acide polylactique à 35%,
Acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 65%
Exemple de comparaison 5: Un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, qui diffère de l’exemple d’application 1 est que l’acide polylactique du film externe n’a pas été modifié.
Exemple de comparaison 6: Un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, qui diffère de l'exemple d’application 1 est que l’acide polylactique modifié du film externe est remplacé par le matériau modifié PLA produit dans l’exemple d’application 1 du document de brevet chinois en numéro de demande CN104086777A, la prescription du matériau modifié PLA est la suivante: 100 pcs de PLA, 30 pcs de PETG, 0.1 pc du polyéther, 0.05 pc de N,N-2,6-diisopropylphénylcarbodiimide, 0.5 pc de la paraffine, 0.1 pc de l’amide d'acide oléique, 0.1 pc de Joncryl ADR-4368, 1 pc de RX-80, 0.1pc de stabilisant composite Ca / Zn.
Exemple de comparaison 7: un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, qui diffère de l’exemple d’application 1 est que le film composite biodégradable PLA/PBAT produit dans l’exemple d’application 1 du document de brevet chinois en numéro de demande CN201210289135.5 a été traité en tant que le film interne, (1) sécher PLA (4032D) et PBAT pour 12 h dans le séchoir de soufflage à 80°C, et le carbonate de calcium pour 6 heures, (2) mélanger ensuite 90 parties de PLA, 10 parties PBAT, 0.04 partie de 2.2’-bis(2-oxazoline), 2.4 parties d’hexaméthylène diisocyanate, 0.6 partie de stéarate de calcium, 0.1 partie d'antioxydant 1010, 10 parties de carbonate de calcium dans un mélangeur à haute fréquence à température ambiante pour 5 minutes; (3) ajouter du mélange obtenu dans une machine à double vis pour obtenir de la granulation par extrusion, la température de chaque zone de la machine à double vis est: zone 1: 150°C, zone 2: 160°C, zone 3: 160°C, zone 4: 170°C, zone 5: 170°C, zone 6: 175°C, tête de la machine: 180°C; la vitesse de rotation de la vis est de 200 rpm / min et le rapport hauteur / largeur L / Dest de 40/1; (4) sécher la granulation obtenue à l’étape (3) dans le séchoir de soufflage à 80°C pour 12 heures; (5) ajouter de la granulation séchée à l’étape (4) dans la machine à vis unique pour faire le moulage par soufflage. La température de chaque zone de la machine à vis unique est: zone 1: 120°C, zone 2: 140°C, zone 3: 160°C, zone 4: 170°C, zone 5: 170°C, zone 6: 170°C, tête de la machine: 165°C; la vitesse de rotation de la vis est de 150 rpm / min et le rapport hauteur / largeur L / D est de 25/1; le rapport du diamètre de la filière de l’extrudeuse à vis unique et celui du tube à bulles est de 3 : 1.
Exemple de comparaison 8: un film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique, qui diffère de l’exemple d’application 1 est que le film externe est formé par le matériau modifié PLA de l’exemple de comparaison 6, le film interne est formé par le film composite PLA/PBAT de l’exemple de comparaison 7, et puis former le film composite de la même manière que dans l’exemple d’application 1.
Essai de détection des propriétés
  1. Détection de transparence du film externe et du film composite: former le film composite en fonction du procédé de l’exemple d’application 1-6 et de l’exemple de comparaison 5-6, et détecter le taux de transmission de la lumière et le degré de la brume du film externe et du film composite conformément au procédé de GB/T2410-1980 « Méthode d'essai du taux de transmission de la lumière et du degré de la brume de la plastique transparente », et les résultats d'essai sont indiqués dans le tableau 4.
Tableau 4, résultats d'essai du taux de transmission de la lumière et du degré de la brume du film composite de l’exemple d’application 1-6 et de l’exemple de comparaison 5-6
Articles d'essai Taux de transmission de la lumière/ % Degré de la brume / %
Film externe Film composite Film externe Film composite
Exemple d’application 1 98.1 70.4 3.5 6.3
Exemple d’application 2 98.2 70.8 3.4 6.2
Exemple d’application 3 98.5 71.1 3.2 6.1
Exemple d’application 4 98.3 70.6 3.3 6.3
Exemple d’application 5 98.6 70.9 3.2 6.2
Exemple d’application 6 98.2 70.5 3.5 6.4
Exemple de comparaison 5 87.3 63.2 5.8 8.5
Exemple de comparaison 6 90.2 65.3 5.7 8.4
D’après les données du tableau 4, le film externe qui forme de l’acide polylactique modifié, dont le taux de transmission de la lumière s’élève à 98% ou plus, le degré de la brume est de 3.2-3.5%, la transparence est élevée, même après avoir combiné avec le film interne, la transparence du film composite a atteint 70.4-71.1%, le degré de la brume est de 6.1-6.4%, la transparence est toujours bonne.
Dans l’exemple de comparaison 5, dont le film externe n'a pas été formé de l’acide polylactique modifié, le taux de transmission de la lumière n’est pas élevé, juste atteint 87.3%, le degré de la brume augmente, la transparence a été affaiblie, après avoir combiné avec le film interne, la transparence s’est réduite évidemment par appport à celle de l’exemple d’application 1-6, ça signifie que l’utilisation d’acide polylactique modifié pour préparer le film externe peut améliorer la transparence du film externe et du film composite.
Dans l’exemple de comparaison 6, on modifie l’acide polylactique avec la technologie actuelle, et puis forme en film externe, dont le taux de transmission de la lumière est de 90.25%，et le degré de la brume est de 5.7%, pour le film externe formé dans l’exemple de comparaison 6, dont le taux de transmission de la lumière est moins élevé et le degré de la brume est plus élevé par appport à celui de l’exemple d’application 1-6, ça signifie que la transparence du film externe formé par l’acide polylactique modifié par la technologie actuelle n’est pas bonne comme celle du film externe formé par l’acide polylactique modifié de la présente invention.
2. Détection de résistance mécanique du film composite: former le film composite en fonction du procédé de l’exemple d’application 1-6 et de l’exemple de comparaison 1-8, et détecter toutes les propriétés mécaniques via les procédés suivants, et enregistrer les résultats de détection dans le tableau 5.
1. Résistance à la traction et le module de traction: contrôlée conformément à la norme GB13022-1991 «Méthode d'essai des propriétés de traction d'un film plastique» ;
2. Taux d’allongement à la rupture: contrôlée selon GBB/T1040.3-2006 «Détermination des propriétés en traction - Partie 3: Conditions d'essai du film et de la feuille»;
3. Qualité d'impact de fléchettes: contrôlée selon GB/T9639-1988 «Méthode d'essai de la résistance aux chocs du film et de la feuille plastiques-fléchette de chute libre»;
4. Résistance à la perforation: selon GB/T10004 «Méthode d'essai de la résistance à la perforation du film composite du sac d’emballage en plastique» .
Tableau 5, détection de résistance mécanique du film composite formé dans chaque exemple d’application et de comparaison
Articles d'essai Résistance à la traction ( MPa ) Module de traction ( M Pa ) Taux d’allongement à la rupture (%) Qualité d'impact de fléchettes
( G )		 Résistance à la perforation(N / μ m )
horizontal
 vertical
 horizontal
 vertical
 horizontal
 vertical
Exemple d’application 1 85.7 83.8 3550 3281 50.2 41.3 168 0.78
Exemple d’application 2 85.9 83.9 3559 3284 50.5 41.5 175 0.80
Exemple d’application 3 86.3 84.2 3562 3288 50.8 41.8 179 0.83
Exemple d’application 4 86.4 84.4 3567 3293 51.3 42.3 185 0.85
Exemple d’application 5 86.5 84.7 3572 3295 51.6 42.6 190 0.88
Exemple d’application 6 85.6 83.9 3558 3283 50.4 41.4 169 0.79
Exemple de comparaison 1 56.7 52.1 2183 1822 28.6 21.5 132 0.23
Exemple de comparaison 2 58.7 55.4 2216 1943 29.8 22.8 137 0.26
Exemple de comparaison 3 55.3 53.6 2205 1962 30.4 23.5 142 0.24
Exemple de comparaison 4 56.2 52.6 2227 1954 28.9 22.3 146 0.25
Exemple de comparaison 5 50.7 48.5 1875 1572 25.3 16.8 123 0.18
Exemple de comparaison 6 61.9 59.6 2248 1976 31.6 24.7 137 0.20
Exemple de comparaison 7 66.8 54.3 2616 2487 34.3 26.3 145 0.34
Exemple de comparaison 8 68.7 61.8 2742 2576 36.5 25.6 168 0.43
D’après les données du tableau 5, le film composite préparé dans les exemples 1-6, dont la résistance à la traction horizontale et verticale est élevée, le module de traction horizontale et verticale est grand, le taux d’allongement à la rupture est élevé, et la qualité d'impact de fléchettes est importante et la résistance à la perforation est grande, indiquant que le film composite préparé dans les exemples 1-6 de l'invention a une bonne résistance à la traction, un bon module de traction, un taux d’allongement élevé à la rupture, une bonne résistance à la perforation et aux chocs et une bopnne résistance mécanique.
Dans l’exemple de comparaison 1, la teneur de l’acide polylactique du film interne est de 5%, et celle de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol est de 95%, après avoir combiné du film interne et externe formé de l’exemple de comparaison 1, la résistance à la traction et le taux d’allongement à la rupture du film composite se sont baissés, la résistance à la perforation et aux chocs a été affaiblie, ça signifie que lorsque la teneur en acide polylactique est baissée et celle en acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol est augmentée, la résistance mécanique du film composite est réduite.
Dans l’exemple de comparaison 2, la teneur de l’acide polylactique du film externe est de 10%, et celle de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol est de 90%, d’après les données du tableau 5, plusieur résistances mécaniques du film composite de l’exemple de comparaison 2 se sont réduites évidemment, ça signifie que lorsque la teneur en acide polylactique est baissée et celle en acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol est augmentée, la résistance mécanique du film composite est réduite.
Dans l’exemple de comparaison 3 et 4, on augmente la teneur de l’acide polylactique et réduit la teneur de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol, la résistance à la traction et le taux d’allongement à la rupture du film composite se sont baissés, la résistance à la perforation et aux chocs a été affaiblie, ça signifie que lorsque la teneur en acide polylactique est augmentée et celle en acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol est baissée, la résistance mécanique du film composite est réduite.
Dans l’exemple de comparaison 5, dont le film externe n'a pas été formé de l’acide polylactique modifié, et le film externe a été combiné au film interne, et les propriétés mécaniques du film composite étaient médiocres, ça signifie que l’utilisation d’acide polylactique modifié de la présente invention pour préparer le film externe permet d’améliorer la résistance mécanique du film composite.
L’exemple de comparaison 6 consiste à modifier l’acide polylactique en utilisant le procédé de modification existant. Après avoir formé le film externe, il est combiné au film interne et les propriétés mécaniques du film composite sont mieux que celles de l’exemple de comparaison 5, mais la résistance mécanique est encore insuffisante par rapport au film composite formé dans les exemples d’application 1-6.
Dans l’exemple de comparaison 7, le film interne est formé du mélange de l’acide polylactique existant et de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol, étant combiné avec le film externe constitué de l’acide polylactique modifié, mais la résistance mécanique est réduite par rapport au film composite formé dans les exemples d’application 1-6.
L’exemple de comparaison 8 consiste à modifier l’acide polylactique en utilisant le procédé de modification existant. Après avoir formé le film externe, il est combiné au film interne constitué du mélange de PLA et PBAT, dont les propriétés mécaniques du film composite sont mieux que celles de l’exemple de comparaison 5-7, mais la résistance mécanique est encore insuffisante par rapport au film composite formé dans les exemples d’application 1-6, indiquant que le film composite préparé dans les exemples d’application 1-6 de l'invention a une bonne résistance à la traction, un taux d’allongement élevé à la rupture, une bonne résistance à la perforation et aux chocs.
3. Détection du taux de biodégradation du film composite: former le film composite en fonction du procédé de l’exemple d’application 1-6 et de l’exemple de comparaison 1-8, choisir 100 pcs de film composite dans chaque exemple d’application et de comparaison, et détecter chaque film composite conformément au HJ/T209-2005 «Exigences techniques des produits d’étiquetage de l’environnement produits d’emballage », enfin, prendre la moyenne des résultats de détection de chacun des 100 pcs de l’exemple d’application ou de comparaison, et enregistrer les résultats de détection dans le tableau 6.
Tableau 6, résultats de détection du taux de biodégradation du film composite formé dans chacun des exemples d’application et de comparaison
Article Taux de biodégradation / %
80d 90d 100d 110d 120d
Exemple d’application 1 69.8 83.7 94.9 100 100
Exemple d’application 2 71.3 82.4 96.7 100 100
Exemple d’application 3 73.2 85.7 96.2 100 100
Exemple d’application 4 75.8 88.9 98.8 100 100
Exemple d’application 5 72.5 90.2 99.2 100 100
Exemple d’application 6 71.9 88.5 98.4 100 100
Exemple de comparaison 1 52.1 72.3 86.5 98.2 98.2
Exemple de comparaison 2 53.8 73.3 88.4 99.2 99.2
Exemple de comparaison 3 52.7 71.6 83.3 98.1 98.1
Exemple de comparaison 4 56.0 76.8 88.9 99.3 99.3
Exemple de comparaison 5 51.3 70.5 81.5 96.3 96.3
Exemple de comparaison 6 64.4 81.8 91.1 98.6 98.6
Exemple de comparaison 7 67.3 82.3 91.4 99.8 99.8
Exemple de comparaison 8 70.2 82.7 92.6 99.9 100
D’après les données du tableau 6, le film composite formé via les procédés des exemples d’application 1-6, dont le taux de biodégradation atteint près de 100 % au 100ème jour, au 110ème jour, toute la dégradation est terminée, c’est dégradé rapidement et complètement.
Le film composite formé de l’exemple de comparaison 1-4, dont le taux de biodégradation n’atteint que 83.3-88.9% au 100ème jour, et que 98.1-99.3% au 110ème jour, et le taux de biodégradation au 120ème jour est le même que celui au 110ème jour, la vitesse de dégradation du film composite des exemples de comparaison 1-4 est moins rapide que celle du film composite des exemples d’application 1-6, de plus, il ne peut pas réaliser une dégradation complète à 100%.
L’exemple de comparaison 5 concerne le film externe constitué de l’acide polylactique pas modifié. La vitesse de dégradation du film composite est la même au 110ème jour et au 120ème jour, la vitesse de dégradation est lente et la dégradation est incomplète.
Dans l’exemple de comparaison 6, on modifie l’acide polylactique avec la technologie actuelle, et puis forme en film externe, dont la vitesse de dégradation du film composite est plus rapide que celle de l’exemple de comparaison 5, mais par apport aux exemples d’application 1-6, le taux de dégradation est toujours bas, la vitesse est lente, et la dégradation est incomplète.
L’exemple de comparaison 7 concerne le film interne constitué de PLA et PBAT, le taux de dégradationp du film composite atteint 99.8% au 110ème jour et au 120ème jour, la vitesse de la dégradation est rapide, mais n'a pas complètement dégradé.
L’exemple de comparaison 8 consiste à modifier l’acide polylactique en utilisant le procédé de modification existant. Après avoir formé le film externe, il est combiné au film interne constitué du mélange de PLA et PBAT, dont la vitesse de la dégradation du film composite formé est rapide, atteint 99.9% au 110ème jour et 100% au 120ème jour.
4. Détection du taux de dégradation du compost du film composite selon la manière de l’exemple d’application 1-5: Détecter conformément au EN13432 « Les exigences relatives à l’essai et à l'évaluation finale des matériaux d'emballage en recyclant par le compost et la décomposition biologique », le groupe vierge est le film dégradable vendu au marché, les résultats de détection sont indiqués dans le tableau 4.
Tableau 7, résultats de détection du taux de dégradation du compost du film composite de l’exemple 1-5.
Élément de détection Propriétés chimiques Taux de dégradation aérobie/% Taux de désintégration du compost /% Toxicité biologique
/ 90d 120d 150d 180d 6 semaines 9 semaines 12 semaine Taux de germination /% Gain quotidien moyen de la plante /g
Exemple d’application 1 Le métal lourd ne dépasse pas la limite 89.6 98.6 99.8 100 89.7 95.4 98.8 98.7 1.8
Exemple d’application 2 Le métal lourd ne dépasse pas la limite 90.8 99.5 100 100 90.5 97.4 100 97.5 1.9
Exemple d’application 3 Le métal lourd ne dépasse pas la limite 91.3 100 100 100 84.6 92.6 99.7 98.2 2.1
Exemple d’application 4 Le métal lourd ne dépasse pas la limite 89.4 96.2 98.6 100 86.1 96.3 100 97.8 2.0
Exemple d’application 5 Le métal lourd ne dépasse pas la limite 92.1 98.6 100 100 89.5 97.8 100 99.1 1.9
Groupe vierge Le métal lourd ne dépasse pas la limite 67.8 78.4 84.2 96.7 67.1 76.2 84.3 82.1 1.1
D'après les données indiquées dans le tableau 4, il n’y a pas de métal lourd dans le film composite entièrement dégradable formé selmon l’exemple d’application 1-5, et le taux de dégradation du compost peut atteindre 100% au 120-180ème jour, et 99.3-100% peuvent être décomposés en morceau qui peut passer le crible en diamètre de 22mm, pas de toxicité biologique, le taux de germination est élevé après la plantation de l’arbre, et la vitesse de croissance est rapide.
Les présents exemples d’application ne sont que l’explication de la présente invention, mais pas la limite, le technicien de ce domaine peut faire la modification pas créative sur les exemples d’application selon le besoin après avoir lu ce mode d’emploi, et tout est protégé par la loi de brevet dans le cadre de la revendication de la présente invention.

Claims (10)

  1. Film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique qui comprend un film interne, un film de liaison et un film externe, dont le film externe est composé de l’acide polylactique modifié ;
    le film de liaison est constitué de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane;
    le film interne est composé des composantes en pourcentage de masses suivantes : acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol à 75-85%, acide polylactique à 15-25%;
    l’acide polylactique modifié comprend des composantes en pourcentage de masses suivantes : acide polylactique à 92,7-96,7%, succinate de polybutylène à 1-2%, agent biocompatible à 2-5%, antioxydant à 0,1%, agent de glissement à 0,2%.
  2. Film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le film externe a une épaisseur de 0,02 à 0,06mm, le film interne ayant une épaisseur de 0,025 à 0,1mm.
  3. Film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le poids moléculaire de l’acide polylactique est de 100 000 à 180 000, et le poids moléculaire de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol est de 60 000 à 100 000, l’indice de fusion est de3,2 à 3,5g/10min.
  4. Film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l’antioxydant est un des antioxydants de 2112, 1010 et 1076 ; l’agent de glissement est la cire EVA3.
  5. Procédé de traitement du film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les étapes suivantes sont comprises :
    S1) la fabrication de l’acide polylactique modifié :
    (1) sécher l’acide polylactique et la succinate de polybutylène;
    (2) mélanger de l’acide polylactique et de la succinate de polybutylène séchés avec de l’agent biocompatible, de l’antioxydant et de l’agent de glissement de façon uniforme à 200-210°C, pour produire de l’acide polylactique modifié avec de la granulation par extrusion ;
    S2) la fabrication du film externe : ajouter de l’acide polylactique modifié dans la machine d’extrusion, pour former en film externe après la fusion, l’extrusion, le refroidissement, la traction et le roulement;
    S3) la fabrication du film interne : sécher et mélanger de l’acide polylactique et de l’acide polytéréphtalique-acide adipique-ester de butylène glycol de manière homogène, pour former en film interne après l’extrusion, le refroidissement, la traction et le roulement ;
    S4) application de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane ; chauffer le film externe à 40-50°C, et puis appliquer une couche de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane avec le rouleau pinceau à une température de 35 à 50°C sur le côté du film extérieur, et puis presser le film intérieur avec le rouleau pinceau à une température de 35 à 50°C sur la couche de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane, enfin exécuter le refroidissement, la traction et le roulement sur le film composite formé pour former un film composite semi-fini ;
    S5) la maturation: placer le film composite semi-fini dans la chambre de maturation, contrôler la température de maturation de 35 à 45°C, le temps de maturation est de 12 à 48h et le film composite fini sera formé après la maturation.
  6. Procédé de traitement selon la revendication 5 du film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique caractérisé en ce que la quantité de revêtement de la dispersion aqueuse de l’élastomère de polyester-polyuréthane est de 3 à 5) g/m2, la pression du rouleau pinceau est de 0,1 à 0,8 MPa, et le temps de pression est de 0,5 à 1 min/mm.
  7. Procédé de traitement selon la revendication 5 du film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique caractérisé en ce qu’on imprime le dessin sur le côté du film extérieur formé à l’étape S2, et puis on le sèche à la température de 60 à 80°C.
  8. Procédé de traitement selon la revendication 5 du film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique caractérisé en ce que la température de séchage de l’acide polylactique et de la succinate de polybutylène est de 60 à 80°C, et le temps de séchage est de 6 à 10h.
  9. Utilisation du film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans le domaine de sac d’emballage.
  10. Utilisation du film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique selon la revendication 9 caractérisé en ce que ce film composite biodégradable entièrement à haute résistance mécanique est utilisé pour former un sac aplati scellé à trois côtés, le sac de maintien scellé à trois côtés, le sac scellé à quatre côtés, le sac scellé en arrière et le sac de maintien en bande d'ouverture et de fermeture et pour emballer le produit proche du film intérieur.
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