一種五層共擠高強(qiáng)度阻隔抗菌環(huán)保復(fù)合膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚乳酸復(fù)合膜的制備方法，尤其涉及一種高強(qiáng)度及具有良好阻隔 性及其一定抗菌效果的多層共擠聚乳酸復(fù)合膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 塑料材料雖然擁有較優(yōu)異的性能和廣泛的適用性，但其來源于石油產(chǎn)品且無法降 解，在資源危機(jī)和環(huán)境污染越發(fā)嚴(yán)重的今天，尋找性能優(yōu)良且可再生的替代材料則成為目 前材料領(lǐng)域研究的重中之重。
[0003] 在目前的可降解材料中，淀粉因其便宜的價(jià)格和廣泛的來源已被深入研究并通過 改性與復(fù)合制備了多種生活與工業(yè)用品，如淀粉基膜、淀粉餐具等。但淀粉有其天然的缺 陷，它的力學(xué)性能差，性能不穩(wěn)定，只能運(yùn)用于對(duì)力學(xué)性能要求低的領(lǐng)域。而聚乳酸的出現(xiàn) 改變了這一現(xiàn)狀。聚乳酸（PLA)是脂肪族聚酯，以乳酸（2-羥基丙酸)為基本結(jié)構(gòu)單元。PLA 可通過發(fā)酵玉米等天然原料制得，也可采用乳酸縮聚制得。PLA及其終端產(chǎn)品可在堆肥條 件下自然分解成為C02和水，降低了固體廢棄物排放量，是一種綠色環(huán)保的生物來源材料。
[0004] 聚乳酸雖然具有良好的生物可降解性，可加工性，優(yōu)良的力學(xué)性能，但是其性脆易 碎，缺乏彈性和柔韌性，很大程度上限制了聚乳酸的應(yīng)用，而且，在膜的主要應(yīng)用即為包裝 應(yīng)用上，其阻隔性較差，無法應(yīng)用于需要較好阻隔性的包裝領(lǐng)域。采用多層共擠出的方式制 備性能優(yōu)異的多功能膜是一種在薄膜制備領(lǐng)域常見的手段，如CN104191584A公開的一種 醫(yī)用多層共擠膜制造方法，通過內(nèi)封層、核心層和耐溫層的復(fù)合，為膜提供了良好的力學(xué)與 耐熱性能。CN103481616A公開了一種防靜電多層共擠膜及其制備方法，該復(fù)合膜采用多種 阻隔抗靜電材料有機(jī)搭配熔融共擠成膜使得復(fù)合膜具有了優(yōu)異的強(qiáng)度及阻隔抗靜電性。
[0005] 通過多層配合的方式來克服單層環(huán)保膜的缺陷，從而生產(chǎn)出具有優(yōu)異性能的復(fù)合 膜，將是一種最簡單有效的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了克服聚乳酸膜材料脆性大，力學(xué)性能差且功能性單一的缺 陷，提供一種高強(qiáng)韌、及具有良好阻隔性及其一定抗菌效果的多層共擠聚乳酸復(fù)合膜的制 備方法。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種五層共擠高強(qiáng)度阻隔環(huán)保復(fù)合膜，從外到內(nèi)依次為聚乳酸/聚己內(nèi)酯復(fù)合膜，聚 乳酸淀粉復(fù)合膜I、聚乳酸/EV0H/P0SS/層狀蒙脫土復(fù)合膜、聚乳酸/淀粉復(fù)合膜II、聚乳 酸/殼聚糖復(fù)合膜，該復(fù)合膜通過多層熔融共擠成膜。
[0008] 進(jìn)一步，所述聚乳酸/聚己內(nèi)酯復(fù)合膜為以聚乳酸、聚己內(nèi)酯為主要原料，加入增 塑劑、抗氧劑、加工潤滑劑等助劑熔融擠出成膜，其中聚乳酸與聚己內(nèi)酯的質(zhì)量比介于80 : 20-50 :50之間。所述增塑劑為脂肪族二元酸酯類增塑劑，抗氧劑為抗氧劑264、BHT、168、 1010中的一種或幾種，加工潤滑劑為脂肪酸類潤滑劑，其擠出加工溫度介于180-210度之 間。
[0009] 進(jìn)一步，所述聚乳酸淀粉復(fù)合膜I、II為以聚乳酸和淀粉為主要原料，加入少量 相容劑淀粉接枝聚乳酸、加工助劑熔融擠出成膜，其中聚乳酸與淀粉的質(zhì)量比介于80 : 20-60 :40之間，其擠出加工溫度介于160-180度之間。
[0010] 進(jìn)一步，所述淀粉為經(jīng)過甘油塑化的玉米淀粉或木薯淀粉。其處理方式為將淀粉 30-40度下干燥24小時(shí)后，加入其質(zhì)量20-40%的甘油，高速攪拌10-20分鐘后，取出放置熟 化24小時(shí)得到。
[0011] 進(jìn)一步，所述淀粉接枝聚乳酸可通過熔融原位接枝聚合制備，其接枝率介于 0. 8%-1. 6% 之間。
[0012] 進(jìn)一步，所述聚乳酸/EVOH P0SS/層狀蒙脫土復(fù)合膜以聚乳酸、EVOH、P0SS相容 劑、層狀納米蒙脫土為原料，共混后熔融擠出成膜。其中聚乳酸與EV0H的質(zhì)量比介于80 : 20-60 :40之間，聚乳酸與P0SS相容劑的質(zhì)量比介于100 :1.5-100 :3之間，聚乳酸與層狀納 米蒙脫土的質(zhì)量比介于100 :2-100 :4之間，其擠出溫度介于190-210度之間。
[0013] 進(jìn)一步，所述P0SS相容劑為端基為親水基團(tuán)的P0SS納米粒子。P0SS是一種具有 八面體籠狀結(jié)構(gòu)的硅氧結(jié)構(gòu)，多面體低聚硅倍半氧烷（P0SS)在籠狀結(jié)構(gòu)的角落上存在8個(gè) 不同或相同的基團(tuán)R。本發(fā)明中R基團(tuán)為親水基團(tuán)，優(yōu)選的，可選擇八臂馬來酸酐P0SS，其 分子結(jié)構(gòu)式如下：
進(jìn)一步，所述聚乳酸/殼聚糖復(fù)合膜為以聚乳酸和殼聚糖為主要原料，共混后熔融擠 出成膜。聚乳酸與殼聚糖的質(zhì)量比介于95 :5-90 :10之間，其擠出溫度介于170-190度之 間。
[0014] 進(jìn)一步，所述聚乳酸/聚己內(nèi)酯復(fù)合膜的厚度介于0. 1-0. 3mm之間，聚乳酸淀粉復(fù) 合膜I、Π 的厚度介于0. l-o. 2mm之間，聚乳酸/EVOH P0SS/層狀蒙脫土復(fù)合膜的厚度介于 0. 2-0. 4mm之間，所述聚乳酸/殼聚糖復(fù)合膜的厚度介于0. 1-0. 3mm之間。
[0015] 進(jìn)一步，本發(fā)明的有益效果在于，在多層復(fù)合膜中，聚乳酸/聚己內(nèi)酯復(fù)合膜保證 了表面基本強(qiáng)度和抗穿刺性能，聚乳酸/EV0H/P0SS/層狀蒙脫土復(fù)合膜具有良好的阻隔性 和力學(xué)性能作為核心層，聚乳酸/殼聚糖復(fù)合膜則提供了良好的抗菌特性，聚乳酸/淀粉復(fù) 合膜作為連接層因其加工時(shí)具有較大粘度，可對(duì)上下各層起到粘結(jié)作用。通過各層性能的 有機(jī)復(fù)合與搭配，復(fù)合膜具有良好的強(qiáng)度，阻隔性及抗菌性。
[0016]
【附圖說明】
[0017] 附圖1為實(shí)施例1復(fù)合膜的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 附圖2為實(shí)施例2復(fù)合膜的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]
【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方法。但這些實(shí)施方法僅為示范性目的，而 本發(fā)明不限于此。
[0021] 實(shí)施例1 參照?qǐng)D1，一種五層共擠高強(qiáng)度阻隔環(huán)保復(fù)合膜，從外到內(nèi)依次為聚乳酸/聚己內(nèi)酯復(fù) 合膜1，聚乳酸淀粉復(fù)合膜12、聚乳酸/EV0H/P0SS/層狀蒙脫土復(fù)合膜3、聚乳酸/淀粉復(fù)合 膜114、聚乳酸/殼聚糖復(fù)合膜5。該復(fù)合膜通過多層熔融共擠成膜。
[0022] 所述聚乳酸/聚己內(nèi)酯復(fù)合膜1為以聚乳酸、聚己內(nèi)酯為主要原料，加入增塑劑 D0A、抗氧劑264、加工潤滑劑硬脂酸鈣熔融擠出成膜，其中聚乳酸與聚己內(nèi)酯的質(zhì)量比為 60 :40,增塑劑D0A、抗氧劑264、硬脂酸鈣的質(zhì)量均為聚乳酸質(zhì)量的3%，其擠出加工溫度介 于180-210度之間。
[0023] 所述聚乳酸淀粉復(fù)合膜12、114為以聚乳酸和淀粉為主要原料，加入相容劑淀粉 接枝聚乳酸、羅門哈斯公司的BPMS-26加工助劑熔融擠出成膜，其中聚乳酸與淀粉的質(zhì)量 比為70 :30,淀粉接枝聚乳酸的用量為聚乳酸和淀粉質(zhì)量和的10%，BPMS-26為