[发明专利]一种聚乳酸树脂组合物薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及树脂薄膜技术领域，进一步地说，是涉及一种聚乳酸树脂组合物薄膜及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)也称聚丙交酯，是以玉米、小麦、木薯等中提取的淀粉为最初原料，经过酶分解得到葡萄糖，再经过乳酸菌发酵后变成乳酸，最后经过化学合成得到的生物降解热塑性聚酯。聚乳酸是一种具有良好机械性能和生物降解性的完全环保型生物降解材料，原料来源广泛，它易被自然界中的多种微生物或动植物体内的酶分解代替，最终形成水和二氧化碳，不污染环境，因而被认为是最有前途的可生物降解高分子材料。此外聚乳酸的非毒性使得它可以用于直接与食品接触的包装中。后处理方面，聚乳酸具有出色的生物降解性能，降解产物无毒无害，对环境无污染；如果进行燃烧处理，聚乳酸塑料燃烧所释放的热量仅为PE、PS等通用材料的一半，而且燃烧时也无有毒气体产生。

专利CN101676324中公开了一种聚丙烯双向拉伸薄膜(BOPP)珠光合成纸母料，可作为糖果、雪糕等的包装材料使用，但是其基体为聚丙烯，虽然较为环保，但其来源多为石油化工方面，石油资源的日渐减少和紧缺，不利于其可持续发展。且这种方法虽为了解决加工困难采用侧向加料的方法，可是侧向加料系统对加工设备要求也比较高。

专利CN101638509中公开了增韧碳酸钙填充聚乳酸的方法，虽然能够起到增韧的作用，但是该方法需要填充大量的碳酸钙，聚乳酸本身也容易对螺杆造成负担，会导致加工困难、滤网堵塞等问题。且现有增韧方法提高聚乳酸韧性的同时也大大削弱了其本身具有的刚性，反而不适用于一些需要薄膜易撕裂的场合。

发明内容：

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种聚乳酸树脂组合物薄膜。该组合物薄膜具有完全的可生物降解性、优良的加工性能，且刚韧性能均衡。本发明的另一目的是提供该种聚乳酸树脂组合物薄膜的制备方法。

本发明的聚乳酸树脂组合物薄膜包含有共混的以下组分：

聚乳酸：100重量份数；功能性填料：0.5～5.5份，优选2-5份。

本发明中所述的聚乳酸组合物中的基体树脂选用生物基、可再生的聚乳酸树脂。聚乳酸在土壤、水中自然进行分解，然后通过微生物分解为无公害的产物。

聚乳酸树脂(PLA)，也称聚丙交酯，由于来源的可再生性以及其本身的可生物降解性能，其应用越来越受到人们的关注。聚乳酸可以从石油或天然气原料以外的一年可再生资源制备，如从玉米、小麦和马铃薯中提取的淀粉经乳酸菌发酵形成乳酸，然后经聚合最终形成聚乳酸。聚乳酸树脂能够在某些堆肥处理条件下快速降解，最终分解为水和二氧化碳。由于聚乳酸源于生物基、对人体无毒、对环境友好性，聚乳酸树脂产品逐渐得到人们的重视。而且聚乳酸本身刚性大，弯曲模量高达3GPa以上，材质比较脆，成膜后挺度高，用手拿不会塌陷，晃动具有像纸一样的清脆声。并且聚乳酸本身的伸长率低，成膜后具有折叠性，不像聚烯烃在折叠时具有返回其原始状态的倾向，亦称之为记忆性。于是聚乳酸合成纸可以克服其他塑料合成纸记忆力的缺点。

本发明的聚乳酸树脂采用现有技术中已有的各种聚乳酸树脂。聚乳酸的重均分子量在8～30万，优选10～25.，更优选为10～20万。分子量过小，在双向拉伸过程中聚乳酸容易出现破膜；如果分子量过大，给加工过程造成很大的困难。同时，要求分子量分散性(即重均分子量与数均分子量比)为1.5～2.2，优选1.8～2.2。

作为本发明组合物的基体聚合物聚乳酸，是具有-CH(CH₃)C(O)O-的重复单元的聚合物，无论这些重复单元是如何构成该聚合物的。乳酸具有两种旋光异构体，通常被称为“D”和“L”对映体，因此丙交酯存在2个L-乳酸分子的二聚体的“L-丙交酯”，2个D-乳酸分子的二聚体“D-丙交酯”，以及由1个L-乳酸分子和1个D-乳酸分子构成的二聚体“内消旋-丙交酯”。本发明中聚乳酸可以是任意L-乳酸和D-乳酸的比例得到的聚乳酸。

本发明中的聚乳酸可采用现有技术中已有的各种聚乳酸制备方法制备。现有技术中聚乳酸树脂可以采用缩聚方法、开环聚合法等公知方法。缩聚方法即将L-乳酸或D-乳酸或它们的混合物直接脱水缩聚；开环聚合法即将丙交酯开环进行聚合，必要时使用聚合调节剂调节分子量。

聚乳酸树脂还可以包含有可与丙交酯或乳酸进行共聚的其他单体，如氧化烯(包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧杂环戊烷等)或环状内酯或碳酸酯。这些重复单元占PLA树脂的含量优选低于10wt％，更优选占0-5wt％。