[发明专利]一种可直接热封的双向拉伸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技术领域，具体涉及一种可直接热封的双向拉伸聚乳酸薄膜。

背景技术

塑料包装制品的发明至今，在人类生活和生产中发挥着重要的作用，随着塑料包装的大量使用，已经给人类的生存环境带来了毁灭性环保灾难，导致了严重的“白色污染”等问题。

而聚乳酸(polylactic acid，简称PLA)是属于脂肪族聚酯中最重要的一种可生物降解环境友好的高分子材料，其单体原料乳酸可通过发酵玉米等粮食作物大规模制取，因而能完全摆脱聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等普通薄膜对石油资源的依赖；PLA材料具有优良的可生物降解性，在自然环境中，在细菌、水等的作用下，能完全降解为二氧化碳和水，对环境无害，可以彻底解决聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料制品带来的“白色污染”等问题。

尽管PLA优势明显，但由于其耐热温度太低(软化点55℃)，限制了它的使用和发展。目前PLA薄膜的制备工艺大多采用吹塑方式成膜，该成膜工艺存在成膜厚度不均，透明度不高，拉伸强度低等问题，但如何提高PLA膜耐温性能尚未有系统研究和报导。

尤其是在PLA双向拉伸的研究历程中，存在多次技术壁垒，导致双向拉伸PLA薄膜(简称BOPLA)一直未有工业化生产。

首先：国内外尚无专业的BOPLA生产线，对BOPLA的生产拉伸工艺，拉伸条件没有有效的生产方案。

第二：可热封的BOPLA尚未见生产。

第三：PLA材料特性脆，形成铸片后无法有效穿膜。

第四：由于无专业的PLA生产线，PLA的实验生产线都在BOPET生产线上进行，由于PET与PLA熔点相差大，PLA与PET之间无法高效转换。

以上诸多技术问题，导致聚乳酸的双向拉伸薄膜一直没有成功产业化，因此也就限制了聚乳酸薄膜的进一步开发和应用。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种可直接热封的双向拉伸聚乳酸薄膜，不仅可以直接热封，且厚度均匀拉伸强度高，可摆脱普通薄膜对石油资源的依赖，并且可生物降解无污染。

本发明所要解决的第二个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种可直接热封的双向拉伸聚乳酸薄膜的制备方法，该制备方法可使用现有的BOPET生产线进行成功转换，生产的薄膜不仅可以直接热封，且厚度均匀、拉伸强度高，可摆脱普通薄膜对石油资源的依赖，并且可生物降解无污染。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

一种可直接热封的双向拉伸聚乳酸薄膜，包括依次排列的ABC三层结构，所述A层为表层热封层，所述A层的原料为热封型PLA切片；所述B层为中间芯层，所述B层的原料为结晶型PLA切片；所述C层为抗粘连层，所述C层的原料为结晶型PLA切片和PLA抗粘连剂母料切片。

作为一种优选的技术方案，所述抗粘连层的原料为40～70wt％的结晶型PLA切片和30～60wt％的PLA抗粘连剂母料切片。

作为一种优选的技术方案，所述结晶型PLA切片包含97～99wt％的结晶PLA和1～3wt％的非结晶PLA原料；所述热封型PLA切片包含80～90wt％的结晶PLA与10～20wt％的非结晶PLA原料；所述PLA抗粘连剂母料切片为含有0.1～10wt％的抗粘连剂的结晶型PLA切片。

作为一种优选的技术方案，所述抗粘连剂包括二氧化硅、碳酸钙、氧化铝、二氧化钛、硫酸钡、滑石粉、云母粉中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述抗粘连剂的粒径为0.01～10μm。

作为一种优选的技术方案，所述A层厚度占所述薄膜厚度的10～30％，所述C层厚度占所述薄膜厚度的10～30％，所述B层厚度占所述薄膜厚度的40～80％。

所述的PLA，其合成顺依次为：木薯、玉米等植物淀粉经过水解，生产葡萄糖，再水解生产乳酸，乳酸经过聚合生成内交脂，再聚合生成聚乳酸。而结晶型与非结晶型取决于其分子结构中的左旋异构体和右旋体的比例。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：

可直接热封的双向拉伸聚乳酸薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)配料：将所述A层的热封型PLA切片、B层的结晶型PLA切片、C层的结晶型PLA切片与PLA抗粘连剂母料切片，经除尘干燥后分别进入各自料仓，然后分别经各自的失重秤，按照原料配比计量后，进入包括三层共挤模头的双螺杆挤出机。