[发明专利]一种包装材料用PHBV复合膜的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种包装材料，特别是涉及一种包装材料用PHBV复合膜的制备方法。

背景技术：

随着石油资源的日益紧缺，白色污染和温室效应的逐渐加剧，以可再生生物质资源为原料的生物高分子材料成为目前材料领域发展的热点。生物高分子材料是一类环境友好型新材料，主要以植物为原料，通过微生物合成获得如聚羟基烷酸酯(PHA)，聚乳酸(PIA)等则是通过微生物合成单体再化学合成而获得。聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)是PHA中的一种，是3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物，具有良好的生物降解性、生物相容性及生物可吸收性、较长的生物吸收周期等特性，因此可应用于诸如医用材料(缝线、骨钉)、薄膜材料(地膜、购物袋、堆肥袋)、一次性用品(笔、餐具)、包装材料(特别是食品包装)等领域。

例如，公开号为CN101508791B、公开日为2012.10.03、申请人为邢金香的中国专利公开了“一种可生物降解塑料薄膜的生产方法”，具体提供了一种使用Ecoflex和PHBV生产可生物降解塑料薄膜的方法，将5～50％PHBV聚羟基丁酸戊酸共聚酯和50～95％Ecoflex脂肪族芳香族无规共聚酯混合均匀，再外加占上述混合物总重量5％的CaCO₃，该发明具有如下有益效果：其工艺简单、易于操作，所生产的薄膜在土壤微生物的作用下，可完全分解成水、二氧化碳及有机物，无污染，可广泛应用于农用地膜、包装袋(食品包装、工业包装)等，是一种绿色的环保产品。不过，该薄膜存在一定的缺陷：应用于包装材料时，其在耐热性和韧性方面的表现不理想，缩小了其应用范围。

发明内容：

本发明要解本的技术本本是提供一种包装材料用PHBV复合膜的制备方法，制备出的复合膜具有较好的耐热性和韧性，能应用于多种场合。

为解本上述技术本本，本发明的技术方案是：

一种包装材料用PHBV复合膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将蛇纹石用球磨机球磨后超细粉碎制得蛇纹石粉体，将硬脂酸钠溶于去离子水混合均匀制得改性液，将蛇纹石粉体加入改性液，置于恒温水浴中搅拌30分钟，取出、过滤，置于干燥箱中烘干至恒重，得到改性蛇纹石粉；

(2)将80-90重量份的PHBV加入双辊塑炼机中塑化2分钟，将2-6重量份的改性蛇纹石粉以及4重量份的相容剂依次加入双辊塑炼机继续塑化8分钟，薄通8次，得到混合料；

(3)将混合料与4重量份的相容剂、4-8重量份的PTFE加入密炼机中熔融共混12分钟，移至双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料，将粒料用流延膜机流延成膜，得到包装材料用PHBV复合膜。

优选地，本发明所述步骤(1)中，蛇纹石粉体的粒径为3μm。

优选地，本发明所述步骤(1)中，蛇纹石粉体与硬脂酸钠的重量比为20:1。

优选地，本发明所述步骤(1)中，恒温水浴的温度为80℃。

优选地，本发明所述步骤(1)中，干燥箱的温度为80℃。

优选地，本发明所述步骤(2)中，塑化的温度为140℃。

优选地，本发明所述步骤(2)中，相容剂为环氧大豆油。

优选地，本发明所述步骤(3)中，熔融共混的温度为170℃，转速为60rpm。

优选地，本发明所述步骤(4)中，双螺杆挤出机的挤出温度为180-205℃，转速为800rpm。

优选地，本发明所述步骤(4)中，包装材料用PHBV复合膜的厚度为0.1mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)蛇纹石是具有层状结构的硅酸盐矿物，具有较好的耐热性和力学性能，在制成粉体的过程中，其表面会出现羟基和不饱和键以致表现出很强的极性，与PHBV的弱极性不相容，因此本发明采用硬脂酸钠作为表面改性剂对其进行表面改性，硬脂酸钠在热水中溶解电离产生的阴离子与蛇纹石粉的表面充分接触并发生了偶联反应，大大降低了表面极性且增大了蛇纹石粉的层间距，改善了其与PHBV之间的相容性，另一方面本发明通过熔融插层的方式形成了剥离型复合结构，PHBV的大分子链插入了蛇纹石粉的片层之间并产生较好的界面作用，当复合膜受到冲击作用时，蛇纹石粉因其本身较好的强度和刚度成为了应力集中点，微裂纹扩展时遇到蛇纹石粉片层即会停止或转移，同时蛇纹石粉吸收了大量冲击能，从而大大提高了复合膜的韧性；当复合膜处于高温环境时，蛇纹石粉片层可起到隔热的作用且其本身具有较好的耐热性，因此可有效阻隔热量对复合膜的影响，从而有效提高复合膜的热变形温度和耐热性。