[发明专利]一种生物可降解薄膜及层压材料

说明书

技术领域

本发明涉及生物可降解薄膜与针织、纺织或无纺织物制成的织物和层压材料，其中，所述针织、纺织或无纺织物优选但不限于生物可降解。 

背景技术

在过去20年中，聚乳酸(polylactic acid，PLA)已成为一种主导的生物可降解/可腐化聚合物，可用于制作塑料和纤维。因为尽管聚乳酸是从天然可再生材料派生而来，但它具有热塑性，可以被熔融挤出以生产塑料制品、纤维或织物，这些产品与基于石油的合成物具有相当的良好机械强度和柔韧性，如聚烯烃(聚乙烯和聚丙烯)和聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯)。聚乳酸由乳酸制成，乳酸是从玉米(如Zea mays)、小麦(如Triticumspp.)、大米(如Oryza sativa)或甜菜(如Beta vulgaris)发酵所得的副产品。乳酸在聚合时形成具有以下结构的二聚体重复单元： 

与其它来源于植物的合成纤维材料(如纤维素)不同，PLA更适于进行熔融纺丝成纤维。相对于合成纤维素纤维必需的溶剂纺丝工艺而言，采用熔融纺丝制备PLA纤维能够降低经济成本和环境成本，且所制得的PLA具有更广泛的性能。与聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate polyester，PET)一样，PLA聚合物需要在熔融之前进行干燥，以避免在熔融挤出过程中发生 水解，且两者都可以通过从聚合物中抽取(拉伸)纤维来获得更好的拉伸强度。PLA分子趋向于呈现螺旋结构，这种结构使其更容易结晶。同时其乳酸二聚体有三种异构体：左旋型，其偏振光为顺时针方向旋转；右旋型，其偏振光为逆时针方向旋转；以及外消旋型，其无光学活性。在聚合过程中，可以控制这些类型的相对比例，从而相对宽泛地来控制其重要地聚合物性能。对热塑性“天然”纤维聚合物、独特的聚合物形态和聚合物中异构体含量的控制使制造商可以在纤维中设计相对比较广泛的性能(Dugan，J.S.2001，“Novel Properties ofPLA Fibers”，International Nonwovens Journal，10(3)：29-33；Khan，A.Y.A.，L.C.Wadsworth，and C.M.Ryan，1995，“Polymer-Laid Nonwovens from Poly(lactide)Resin”，International Nonwovens Journal，7：69-73)。 

PLA被认为在挤出状态时是不能直接自然分解的。相反，它在变成生物可降解前首先必须水解。为了使PLA较大程度的水解，需要同时保持相对湿度等于或高于98％，且温度等于或高于60℃。一旦这些条件得到满足，便会迅速地发生降解(Dugan，J.S.2001，“Novel Properties of PLA Fibers”，International Nonwovens Journal，10(3)：29-33 and Lunt，J.2000，“Polylactic AcidPolymers for Fibers and Nonwovens”，International Fiber Journal，15：48-52)。不过，可以通过将熔融温度控制在120℃至175℃之间来调控三种异构体的成分和排列，而如果熔融温度较低则聚合物将完全呈非结晶态。在熔融物中加入酶和微生物则将获得更多的非晶聚合物。