[发明专利]高韧性可全生物降解聚乳酸薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚乳酸薄膜及其制备方法。

背景技术

通常，很多来源于石油产品的塑料(聚烯烃等)，被广泛应用于包装材料领域，它们被消费后很难回收而直接被弃入环境中，造成很严重的环境污染问题。现行处理此类固体污染物的方法通常是填埋或焚烧处理，但是焚烧处理过程中易产生有害气体二次污染环境，填埋处理又会占用大量有限的土地资源，传统塑料制品，包括聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等，它们化学、生物稳定性强，填埋后百年也几乎不会分解，造成土壤板结、作物减产、填埋地寿命变短等新的环境压力。以可全生物降解的聚合物替代传统石油基聚合物是解决上述环境污染问题的有效途径，人们对此进行了大量研究。

作为可全生物降解的聚合物研究的一个例子，有聚乳酸。它是由乳酸直接缩合或乳酸二聚体丙交酯开环聚合而形成的高分子，而乳酸主要来源于自然界十分丰富的可再生植物资源(如玉米淀粉、甜菜糖等)的发酵，聚乳酸在自然环境中可被水解或微生物降解为无公害的最终产物CO₂和H₂O，对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新的环境污染。

聚乳酸用于包装薄膜时并不具备所需的韧性，通常需要加入增塑剂改性。普通增塑剂，包括低聚乳酸(o-PLA)、低聚己内酯(o-PCL)、聚乙二醇(PEG)、柠檬酸三丁酯等，对聚乳酸韧性的提高也达不到应用的要求，并且增塑剂在使用过程中会向表面迁移，失去增塑效果。中国专利CN1384850A提供了一种生物降解双轴拉伸薄膜的制备方法，可以用于包装材料，并具有很好的低温粘合性能，但此薄膜的断裂伸长率也只能达到100％左右。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高韧性可全生物降解聚乳酸薄膜及其制备方法，该方法得到的聚乳酸薄膜具有断裂伸长率高的特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：高韧性可全生物降解聚乳酸薄膜，其特征在于它由包括聚乳酸、改性填料、添加剂和溶剂原料采用流延法制备而成，改性填料的质量为聚乳酸质量的2％～50％，溶剂的质量为聚乳酸质量的5～50倍，添加剂的质量为聚乳酸质量的0％～50％；

其中，聚乳酸的重量平均分子量为6～70万；

所述的改性填料由填料、填料改性剂和水混合而成，填料改性剂的质量为填料质量的2％～50％，水与填料的质量比为999～1∶1；所述的填料为碳酸钙、高岭土、云母、蒙脱石、滑石、三氧化二铝、二氧化硅中的任意一种或任意二种以上(含二种)的混合，任意二种以上(含二种)的混合时为任意配比；

所述的填料改性剂为下述二种之一：①增塑剂；②增塑剂和季铵盐类，增塑剂所占填料改性剂(增塑剂和季铵盐类)的质量百分数为1～99％，季铵盐类所占填料改性剂(增塑剂和季铵盐类)的质量百分数为1～99％；季铵盐类为含10～20个碳原子的直链饱和烷烃基的季铵盐中的任意一种或任意二种以上(含二种)的混合，任意二种以上(含二种)的混合时为任意配比；

所述的溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷、N，N-二甲基乙酰胺或N，N-二甲基甲酰胺。

所述的季铵盐为烷基二甲基苄基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基三甲基铵盐或烷基甲基二羟乙基铵盐。

所述的烷基二甲基苄基铵盐为十八烷基二甲基苄基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵或十六烷基二甲基苄基氯化铵；所述的二烷基二甲基铵盐为双十八烷基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基溴化铵或双十六烷基二甲基溴化铵；所述的烷基三甲基铵盐为十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵；所述的烷基甲基二羟乙基铵盐为十八烷基甲基二羟乙基溴化铵、十六烷基甲基二羟乙基溴化铵或十四烷基甲基二羟乙基溴化铵。

所述的添加剂为热稳定剂、光稳定剂、光吸收剂、润滑剂、增塑剂、着色剂、颜料中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以上的混合时为任意配比。

所述的增塑剂为低聚乳酸(o-PLA)、低聚己内酯(o-PCL)、聚乙二醇(PEG)、聚乙醇酸、聚3-羟基丁酸酯、聚4-羟基丁酸酯、聚3-羟基戊酸酯、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸乙二醇酯(PES)、聚乙烯醇(PVA)中的任意一种或任意二种以上(含二种)的混合，任意二种以上(含二种)的混合时为任意配比。

上述高韧性可全生物降解聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：