[发明专利]低成本生物基全降解高透膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低成本生物基全降解高透膜及其制备方法，所述薄膜各组分按质量份数计的配比是：聚乙交酯30～50份、聚乳酸40～60份、相容剂0.2～5份、增塑剂4份、PVAc 4份、马来酸酐2份、抗氧剂164 0.2份、抗氧剂1010 0.3份。本发明的一种低成本生物基全降解高透膜透光率可超过91％，纵向拉伸强度可达59.82MPa，且成本较低，是一种综合性能优异的全生物降解高透膜。

技术领域

本发明属于全生物降解材料技术领域，涉及一种生物降解薄膜，尤其涉及一种低成本生物基全降解高透膜及其制备方法。

背景技术

塑料高透膜自问世以来便受到人们的广泛青睐，经过多年的发展，塑料高透膜已在食品包装、鲜花包装和工业包装等领域得到了大量应用。但目前使用的塑料高透膜主要是LDPE薄膜、双轴取向的PP膜和PET膜等石油基塑料膜，其废弃后可残存在自然界中长达上百年而不会降解，从而给自然环境造成了严重负担。

推广使用全生物降解高透膜是解决这一问题最为根本和有效的方式。在众多的全生物降解材料中，聚乳酸(PLA)具有较高的透光率，因此，以PLA为基材有望制备出可降解的塑料高透膜。申请公布号为CN102153844A的发明专利以PLA和PMMA为基材，成功制备出高透光率的可降解塑料膜，且材料具有较高的缺口冲击强度。但由于配方体系中含有不可生物降解的PMMA这一主基材，因此该发明专利所提供的高透膜并非真正意义上的全生物降解高透膜。申请公布号为CN101983986A的发明专利以PLA为主基材，并通过加入增塑剂和增韧剂，成功制备出高生物基含量的全降解高透膜。在薄膜厚度为0.04mm时，其透光率高达89％，雾度仅为8.5％。但该高透膜成本较高，在推广使用中存在着较大障碍。

聚乙交酯(PGA)是一种成本较低的全生物降解材料，且其分子结构和PLA十分相似，同样具有极佳的生物相容性。因此将PGA和PLA高效复合后有望制备出综合性能优异且价格低廉的全生物降解薄膜。但由于PGA本身分子链结构十分规整，具有较强的结晶能力，在正常状态下其透光率很差。因此若想制备出高透的PGA/PLA全生物降解薄膜，必须有效抑制PGA的结晶行为。

发明内容

解决的技术问题：针对现有全生物降解高透膜成本较高，难以推广应用，本发明提供了一种低成本生物基全降解高透膜及其制备方法。本发明以100％生物基材料PLA和成本较低的PGA为基材，通过增塑改性降低PGA的熔融温度，以避免PLA在高温共混时的降解黄化；选用反应性助剂以突破解决PLA和PGA间的界面相容性问题；通过在流延机冷却辊中通循环冷水的目的实现对PLA/PGA薄膜的淬火处理，从而抑制PLA/PGA复合材料的结晶行为，以保证所制薄膜的高透光率。

技术方案：为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种低成本生物基全降解薄膜，由以下质量份数的原料组成：聚乙交酯30～50份、聚乳酸40～60份、相容剂0.1～5份、增塑剂4份、聚醋酸乙烯酯4份、马来酸酐2份、抗氧剂1640.2份、抗氧剂1010 0.3份。

进一步，所述的相容剂为过氧化二苯甲酰、ADR 4370S、聚(N-丙酰基乙烯亚胺)、乙烯丙烯酸丁酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任意一种。

进一步，所述的增塑剂为亚磷酸三苯酯、邻苯二甲酸二辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯、葵二酸二丁酯中的一种或两种。

本发明还提供了所述低成本生物基全降解高透膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚乙交酯、马来酸酐和增塑剂混合均匀后加入平行双螺杆挤出机中，熔融共混并风冷切粒，制备出增塑且封端改性的聚乙交酯母粒；

(2)将聚乳酸、相容剂、聚醋酸乙烯酯、抗氧剂164、抗氧剂1010和步骤(1)制备的改性母粒混合均匀后加入平行双螺杆挤出机中，熔融共混并风冷切粒，制备出生物基全降解的流延膜专用料；