[发明专利]一种可降解PHA/PLA共混物薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于可生物降解材料加工领域，具体涉及一种可降解PHA/PLA共混物薄膜及其制备方法。

背景技术

PHA是聚羟基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoates）的简称，是细菌在生长失衡的情况下（如N、P、S、Mg限制或O₂限制）积累的一种细胞能源和碳源的存储物质，具有良好的生物相容性、生物可降解性和塑料的热加工性能。聚乳酸PLA也称聚丙交酯，是以玉米、小麦、木薯等的淀粉为最初原料，经过生物发酵生成乳酸，再将乳酸经人工化学合成而得的生物降解热塑性聚合物。

PHA和PLA具有类似于传统塑料的物化特性，还具有生物可降解性，可作为可降解塑料来替代不可降解的、由石油路线合成的传统塑料，从而解决了塑料的回收利用问题。PHA和PLA都没有毒性，其降解产物是CO₂和H₂O，且原料可再生，是一类节约石化资源的可持续发展新材料。

PHA是典型的弹性材料，成膜后断裂伸长率大，但结晶速率慢、冷却时间长，且拉伸强度和熔融强度低。相比之下，PLA拉伸强度和熔融强度较高，结晶速率快，但其脆性大、耐撕裂强度低、断裂伸长率小，两者共混后的成膜性能和整体力学性能都优于共混前的纯料薄膜。

PHA、PLA的相容性对共混物薄膜的成型加工影响较大，导致其成型加工方法受到限制，目前公开的PHA/PLA共混物薄膜的制备方法主要以流延法为主。流延法制备的PHA/PLA共混物薄膜会有横向厚度不均、横向强度小、晶点多、膜卷有暴筋等缺陷，无法满足制卡及包装材料对薄膜力学性能的严格要求。除了流延法，吹塑法也用于PHA/PLA共混薄膜的制备，但是该方法制得的薄膜厚度范围较窄，在0.04mm-0.10mm之间，由于该薄膜太薄，其应用范围也受到限制，且力学性能达不到制卡和印刷行业的要求。迄今没有关于采用压延法制备PHA与PLA共混物薄膜的报道。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种可降解PHA/PLA共混物薄膜及其制备方法。采用压延成型法制备PHA/PLA共混物薄膜，薄膜厚度误差小，整体力学性能优异且均匀。

本发明的目的是通过下列技术措施实现的：

一种可降解PHA/PLA共混物薄膜，包括如下重量份的组分：PHA树脂30~40份，PLA树脂60~70份，PHA和PLA总重量的4.5~12%的增塑剂，PHA和PLA总重量的0.8~1.5%的无机填料，PHA和PLA总重量的0.2~0.7%的抗氧剂，PHA和PLA总重量的0.3~0.5%的润滑剂，PHA和PLA总重量的0.1~0.3%的抗静电剂。（所述百分比为重量百分比）

所述的PHA树脂为EM10080、EM20010型中的一种，PLA树脂的型号是4032D。

所述的增塑剂为柠檬酸三正丁酯。

所述的无机填料为碳酸钙、滑石粉中的一种或两种的混合物。

所述的抗氧剂为抗氧剂1076或抗氧剂168中的一种或两种混合物。

所述的抗静电剂为乙氧基化烷基胺。

润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。

所述一种可降解PHA/PLA共混物薄膜的制备方法，先将PHA、PLA树脂经过磨盘式磨粉机研磨成粉后充分干燥，与增塑剂、无机填料、抗氧剂、润滑剂、抗静电剂在高速混合机中充分混合后，进入挤出机熔融塑化，挤出物料，经压延出片、引离、拉伸、冷却、牵引、卷取、分切，得到PHA与PLA共混物薄膜，薄膜厚度为0.08mm~0.25mm；其中：磨盘式磨粉机的工作电流为12A~15A，工作温度为58℃~62℃，出料粒径＜0.4mm；高速混合机转速为650~1300r/min，混合时间为15~30 min。

挤出机的塑化温度为152~200℃，螺杆转速为150~280 r/min，喂料速度为18~35 r/min；

压延出片的工艺条件为：辊温是140~185℃，辊速是10~30 r/min，速比为1.00~1.22；

引离工艺条件为：引离辊辊温是70℃~85℃，辊速为18~45 r/min。

所述的制备方法，研磨采用磨盘式磨粉机；混合采用高速混合机；熔融塑化采用行星式排气挤出机；压延出片采用五辊压延机。

本发明中所用的PHA、PLA原料都是树脂颗粒，在捏合过程中与其它助剂不易达到最佳混合效果，本发明采用磨盘式磨粉机将PHA、PLA树脂颗粒研磨成粉，出料粒径＜0.4mm，增加其比表面积，从而提高共混物的相容性。