[发明专利]可降解PP-EVOH高阻隔复合薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及多层复合薄膜技术领域，特别涉及一种可生物降解PP-EVOH高阻隔复合薄膜。

背景技术

多层共挤复合薄膜是指由多种不同聚合物，采用共挤出吹塑方法、共挤出流延方法或共挤出拉伸方法复合而成的薄膜。这种薄膜作为塑料包装材料广泛应用于食品、加工肉类产品、日用品、化妆品、化工产品、农药、军工产品等等，并且可以实现产品的密封软包装以及满足充气或抽真空、热成型等各种包装功能、在各种环境下具有高阻湿、阻氧、阻油、保香等各种阻隔性能。

随着大量复合薄膜在各个领域的使用，复合薄膜对环境的污染日益加剧。由于其难以降解，随着用量的与日俱增，复合薄膜所造成的污染已成为世界性的公害。目前处理复合薄膜废弃物的一些传统方法如焚烧、掩埋、回收利用等都存在缺陷，并有一定的局限性给环境带来严重的负荷，因此开发减少环境污染的可生物降解复合薄膜是解决环境污染的重要途径。

据申请人了解，目前有关具有相同降解速率的复合薄膜的生物降解技术及应用技术还是一个空白，在国内外尚未见相关报道。但从市场需求量迅速增加的现状以及保护生态平衡出发，研究具有可生物降解性能的多层共挤复合薄膜已迫在眉睫，其中，如何使多层共挤复合薄膜中的各层材料在生物降解过程中的降解速率趋于一致，同时不损失原有的机械性能以及货架期，是具有现实意义的重要研究课题。

发明内容

本发明目的是提供一种生物降解速率趋于一致的可降解PP-EVOH高阻隔复合薄膜。

为达到上述目的，本发明采用的第一技术方案是：一种可降解PP-EVOH高阻隔复合薄膜，该复合薄膜的结构如下：

PP/PP-TIE/PA/EVOH/PA/PE-TIE/PE                   式（1）

式（1）中，从左往右依次表示的含义是：

PP表示外层，其功能为保护层或展示层，其材料为聚丙烯，聚丙烯不含亲水基团；

PP-TIE表示第一粘合层，其材料为马来酸酐接枝的聚丙烯共聚物，马来酸酐接枝的聚丙烯共聚物含有的亲水基团为酸酐；

PA/EVOH/PA表示由三层结构组合形成的中层，其功能为阻隔层，其材料为PA表示聚酰胺，聚酰胺含有的亲水基团为酰胺基，EVOH表示乙烯-乙烯醇共聚物，乙烯-乙烯醇共聚物含有的亲水基团为羟基；

PE-TIE表示第二粘合层，其材料为马来酸酐接枝的聚乙烯共聚物，马来酸酐接枝的聚乙烯共聚物含有的亲水基团为酸酐； 

PE表示内层，其功能为热封层，其材料为聚乙烯，聚乙烯不含亲水基团；

其创新在于：所述复合薄膜中的各层材料均通过引入生物基获得趋于一致的生物降解性能，所述生物基是一类在垃圾处理场或堆肥条件下具有生物降解活性的添加型母料，该添加型母料按比例均匀添加到各层材料中，然后通过熔融共挤方法制备复合薄膜；

所述添加型母料由载体和活性剂组成，所述活性剂为含有亲水基团的聚合物，其中，活性剂的有效成份为亲水基团，所述亲水基团是指羧酸盐、羧基、羟基、醛基、酰胺基、酸酐和酯基中的至少一种；

所述式（1）各层材料以及添加型母料中，亲水基团按照亲水活性从高到低排列依次为羧酸盐、羧基、羟基、醛基、酰胺基、酸酐、酯基；

所述载体针对各层材料按相似相溶原理进行选择：

对于外层的聚丙烯材料，添加型母料中的载体为聚丙烯、聚乙烯中的至少一种；

对于第一粘合层的马来酸酐接枝的聚丙烯共聚物材料，添加型母料中的载体为聚丙烯、聚乙烯中的至少一种；

对于中层的聚酰胺材料，添加型母料中的载体为聚酰胺；

对于中层的乙烯-乙烯醇共聚物材料，添加型母料中的载体为聚乙烯；

对于第二粘合层的马来酸酐接枝的聚乙烯共聚物材料，添加型母料中的载体为聚乙烯；

对于内层的聚乙烯材料，添加型母料中的载体为聚乙烯；

所述添加型母料在各层材料中的添加量控制在该层材料总质量的0.3-15%范围；所述添加型母料中亲水基团的亲水活性应大于或等于式（1）各层材料中亲水基团的亲水活性；通过加入添加型母料，使式（1）中各层材料的亲水基团与碳原子的摩尔比趋于一致，即生物活性趋于一致，从而使复合薄膜的各层材料降解速率趋于一致。 

为达到上述目的，本发明采用的第二技术方案是：一种可降解PP-EVOH高阻隔复合薄膜，该复合薄膜的结构如下：

PP/PP-TIE/EVOH/PE-TIE/PE                   式（2）

式（2）中，从左往右依次表示的含义是：