[发明专利]一种生物降解高阻隔复合用膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种生物降解高阻隔复合用膜。所述膜由呋喃二甲酸‑丁二酸‑异山梨醇共聚酯（PFSI）和聚丙撑碳酸酯（PPC）掺杂层状填料构成，可完全生物降解，并且具有很好的阻隔性以及机械性能，可在包装、医疗、食品、航空航天等领域中应用。

技术领域

本发明涉及聚合物材料领域，具体地，本发明涉及一种生物降解高阻隔复合用膜，本发明还涉及所述膜的制备方法。

背景技术

在包装、医疗、食品、航空航天等诸多领域中，材料的阻隔性能至关重要，阻隔性能的不足会影响到材料对特定应用的适用性。高阻隔性聚合物材料具有阻氧、阻汽、阻油等特性，既可以有效防止包装外物质（如水汽、细菌等）的侵入，也可以防止包装内物质（如香味等）的逸出，保证包装内部环境的稳定、保护内装物。

目前广泛使用的高阻隔材料包括：传统材料如铝箔、镀金属薄膜和玻璃等，但这些传统材料价格相对较高，成型加工困难；聚合物材料如乙烯乙烯醇共聚物（EVOH）、聚偏二氯乙烯（PVDC）、聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚乙烯醇（PVA）、聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯（PBAT）等，这些材料虽然有一定阻隔性，但存在阻隔性不足、生物降解性差、机械性能低等缺点。

报道了一种聚乙烯醇/木聚糖生物降解复合膜，该复合膜是通过水溶液流延成膜的，生产方法困难，难以实现工业化生产。CN103640290A报道了一种高阻隔性完全生物降解复合膜，由三层结构组成，以聚丙撑碳酸酯（PPC）为主体和中间层，并以PBAT和聚乳酸（PLA）为外层和内层，以增加薄膜韧性、强度和硬度，为了使三层相容，还在外层和内层中分别添加了一定量的PBAT-co-PPC共聚物，以及PLA-co-PPC共聚物，这使得制备上难度加大，成本变高。CN104369508A报道了一种可降解PP-EVOH高阻隔复合薄膜，所述复合薄膜中的各层材料均通过引入生物基获得趋于一致的生物降解性能，然而，其结构过于复杂导致质量控制困难。CN106519268A报道了一种高阻隔耐水性聚乙烯醇/纳米晶纤维素/氧化石墨烯PVA/CNC/GO复合膜，在阻隔材料聚乙烯醇中又引入氧化石墨烯以增大水分子在PVA基体中的传输路径，提高PVA的水阻隔性能，还引入纳米晶纤维素以改善纳米粒子的分散性，提高聚合物的耐水和水阻隔性能，虽然阻隔性能较好，但机械性能不佳。CN106881929A公开了一种聚己二酸对苯二甲酸丁二酯/淀粉高阻隔复合膜及其制备方法，该膜采用夹心结构，聚己二酸对苯二甲酸丁二酯复合材料为外层，夹心层为淀粉纳米复合材料层，聚己二酸对苯二甲酸丁二酯成本较高，且淀粉的引入存在相容性的问题。

因此亟需开发更多价格低廉、可生物降解且阻隔性优异的生物降解高阻隔薄膜材料。

发明内容

针对现有技术的诸多不足之处，本发明提供了一种生物降解高阻隔复合用膜，其具有完全生物降解的特性，并且阻隔性高、机械性能好。

本发明的生物降解高阻隔复合用膜包括以下组份：呋喃二甲酸-丁二酸-异山梨醇共聚酯（PFSI）60-80份、聚丙撑碳酸酯（PPC）10-30份、层状填料5-20份、增塑剂3-10份、增容剂0.5-3份、爽滑剂1-3份、可选的其他生物降解材料、可选的其他助剂。

在本发明中，所述生物降解高阻隔复合用膜由以下方法制备：

1) 将呋喃二甲酸-丁二酸-异山梨醇共聚酯（PFSI）60-80份、聚丙撑碳酸酯（PPC）10-30份、层状填料10-20份、增塑剂3-10份、增容剂0.5-3份、爽滑剂1-3份以及可选的其他生物降解材料、可选的其他助剂一起搅拌混合均匀，干燥；

2）将干燥的混合物料装入平行双螺杆挤出机中造粒；

3）将造粒好的物料装入单螺杆挤出机中进行挤出吹塑，得到所述生物降解高阻隔复合用膜。