[发明专利]一种耐温PLA吸管及其制备方法

说明书

本发明属于餐饮具的技术领域，涉及一种耐温PLA吸管的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)PLA吸管原料经挤出机拉管工艺制备得到吸管样胚，吸管样胚中含有未能完成结晶的PLA；(2)吸管样胚经过恒温恒压的二氧化碳浸泡处理，使吸管样胚中未结晶的PLA完成结晶，制备得到耐温性≥70℃的PLA吸管产品。本发明还提供了一种耐温PLA吸管，所述吸管为微发泡产品，所述吸管的密度相对于吸管样胚降低5‑30％，所述吸管具有70℃以上的耐温性。本发明提供的耐温PLA吸管及其制备方法，所制备的PLA吸管具有耐温、隔热的优点，还可生物降解，是新一代的环保吸管产品。

技术领域

本发明属于餐饮具的技术领域，涉及一种耐温PLA吸管及其制备方法。

背景技术

吸管是餐饮具行业中不可或缺的一种日常用品。仅在中国每天就要消耗多达15亿支吸管，而且随着快餐、外卖、奶茶业等新型生活方式的兴起和高速发展，吸管用量还在不断上升。由于吸管属于一次性消费用品，每天都在消耗大量的原材料资源，同时其废弃物还在污染环境，已经成为国家治理一次性塑料污染首选的几个塑料制品之一。

目前市场上主要有以下几种吸管：

(1)PP吸管。耐温不降解，价格也便宜，但污染环境，国家已经颁发禁塑令，开始全面禁止其生产和销售。

(2)纸吸管。耐温也降解，但是遇到液体后容易变软，甚至失去吸食功能，用户体验较差，尤其是在奶茶行业使用，不受市场欢迎。

(3)PLA吸管。由于降解塑料PLA与传统塑料PP性能相当，所以PLA被选择来制作降解塑料吸管。但是PLA拉管的加工性能不好，必须添加其他降解塑料如PBAT或PBS作为加工助剂，才能做成PLA吸管。然而由于PLA结晶速度较慢，在拉管加工生产过程中一般很难结晶完全，所以PLA吸管一般都不耐温，遇热就容易弯曲形变，通常只用作冷饮吸管。

目前通过调控加工助剂PBS组分含量，可以做成耐温70℃的PLA吸管。但是这种产品质量不稳定，主要是PBS原材料质量波动较大，时常出现小分子溶出物的理化检测不达标的现象。因此，这种PLA吸管的耐温性和产品质量稳定性一直是亟待解决的难题。

通过选定特殊牌号PLA原料，拉管成型后热处理，让PLA重结晶，也可以制备耐温70℃的PLA吸管产品。但是由于热处理(烘道、热吹风、红外加热等)不容易做到均匀一致，导致吸管变形，产品质量下降。

目前可生物降解塑料供需市场发展还不平衡，原材料价格高，PLA吸管价格较高，如何降低产品价格一直是PLA吸管市场发展的要求和挑战，也是生产企业生存与发展的条件。因此，紧跟市场变化，不断推出高品质、低价位的新产品，顺应和满足客户需求，这是可生物降解塑料市场发展的趋势，也是降解塑料取代传统塑料产品成败的关键所在。

但PLA吸管无论采用何种配方，只要按照挤出机拉管方法生产出来的吸管，PLA都不可能结晶完全。因为PLA本身属于结晶缓慢的高聚物，其玻璃化温度(50-60℃)在室温以上；再因为从PLA熔体拉出挤出机口模，到管子进入水中冷却固化成型，这个过程极快，因此PLA吸管很容易以无定形的或者部分结晶的状态成型制品。当产品再次遇到升温时，PLA可能在玻璃化温度之上再结晶(通常称为冷结晶)，导致产品形状发生改变。这就是PLA吸管不耐温的原因所在。

为了解决PLA吸管的耐温性问题，在PLA吸管配方中加入能够快速结晶的PBS，这样可制备出耐温70℃的PLA吸管产品。但是由于PBS产品中含有不易除尽的小分子单体溶出物，PLA吸管存在理化检测不达标的风险。此外，这种方式要添加较多的PBS，实际上PLA吸管的耐温性是依靠PBS的结晶来支撑其产品的稳定骨架结构的。现在PBS产能受限，价格较高，这种耐温的PLA吸管价格偏高，也不容易做低，导致PLA吸管市场发展受限。