[发明专利]一种全生物降解薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高韧性全生物降解薄膜组成及制备方法，具体涉及一种以聚碳酸亚丙酯（PPC）、聚乳酸（PLA）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）为原料制备的全生物降解薄膜及其制备方法。

背景技术

塑料薄膜包装材料在日常生活和生产中，起到巨大作用，然而目前所采用的塑料包装薄膜绝大多数为非降解或光降解产品（聚乙烯）。大量薄膜材料的使用，造成大量白色污染，带来大量环境问题，以生物降解材料代替目前的聚乙烯产品，是解决白色污染的重要手段。

迄今为止已规模化生产的全生物降解材料有聚碳酸亚丙酯（PPC）、聚丁二酸丁二酯（PBS）、聚丁二醇-丁二酸/己二酸共聚酯(PBSA)、聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、聚乙醇酸（PGA）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）及聚羟基脂肪酸酯（PHA）（塑料科技，35(7)，92～97，2007；聚酯工业，21(3)，3～8，2008）等，然而PBS、PBSA、PGA、PCL等材料虽然成膜性好，但价格较高，用于做普通包装材料成本难以接受；PPC和PLA材料价格较低，但单独制备的薄膜韧性较差，无法满足日常包装需要。

中国专利申请号CN201210297866公布了一种采用聚乳酸（PLA）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）和改性淀粉为原料的全生物降解复合材料，但当PBAT含量较低时，依然较脆，PBAT含量较高时，性能较好，但价格较高。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种全生物降解薄膜及其制备方法，以解决现有技术中所存在的上述问题。

一种全生物降解薄膜，其由按重量份数计的如下组分组成：

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯： 35~80份；

聚乳酸：                    10~35份；

聚碳酸亚丙酯：              10~35份；

稳定剂：                    0.5~2份。

本发明采用PBAT、PLA、PPC三元共混体系，一方面，由于PPC、PLA价格较低，能够保持最终产品的价格，另一方面，PPC由于分子量较高，在改性和吹膜过程中能够起到提高溶体强度和促进PLA和PBAT相容性的作用，从而保证最终制品的力学性能。

作为优选方案，所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯重均分子量为 30~200kDa，分子量分布为1.5~4。当分子量大于200kDa时，价格较高，当分子量小于30kDa时，材料强度较差，影响薄膜性能。

作为优选方案，所述的聚乳酸重均分子量为30~300kDa，分子量分布为1.5~5。当分子量大于300kDa时，材料加工温度较高，，容易造成相分离，影响薄膜性能，当分子量小于30kDa时，材料较脆，影响薄膜韧性。

作为优选方案，所述的聚碳酸亚丙酯重均分子量为400~900kDa，分子量分布为2~6.5。由于聚碳酸亚丙酯具有较高的分子量，熔体粘度较大，能够有效提高膜泡的稳定性，并对聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚乳酸的共混起到增容作用，从而提高薄膜的性能。

作为优选方案，所述的稳定剂为硬脂酸、抗氧剂、抗老化剂、扩链剂的一种或几种。

一种如本发明所述的全生物降解薄膜的制备方法，其是先采用双螺杆挤出机制备改性生物降解树脂切片，采用单螺杆吹膜成型工艺制备薄膜包装材料，具体过程如下：

烘料——共混——改性造粒——干燥——吹塑成型——包装。

作为优选方案，所述烘料的具体操作为：

将聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚乳酸在80℃气流的干燥条件下干燥至水含量低于100ppm，将聚碳酸亚丙酯在40℃真空条件下干燥至挥发分含量低于300ppm。

作为优选方案，所述共混选用长径比为30~50的双螺杆挤出机，控制各段温度在90~220℃。

作为优选方案，所述吹塑成型用长径比为15~34的单螺杆挤出机，控制各段温度为90~170℃，薄膜吹胀比为2~5：1，薄膜厚度6um~50um。

本发明的优点是制备的薄膜具有优异的韧性和全生物降解性，同时还具有较低的成本，是现有不可降解薄膜包装材料的理想替代品。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施例。

实施例1

PBAT： 重均分子量 40kDa；分子量分布：1.9   35份

PLA：  重均分子量 110kDa；分子量分布：2.2   35份