[发明专利]一种聚乳酸薄膜的二次吹胀成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚乳酸薄膜，尤其涉及聚乳酸薄膜的二次吹胀成型方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)又称聚丙交酯，是来自可再生资源如淀粉中所生产出的一种可降解高分子聚酯树脂材料，除有利于减少人类对石油资源的依赖性外，在自然条件下可降解成二氧化碳和水，对环境十分友好。

目前，聚乳酸薄膜大部分是经由挤出流延或挤出片材后再经由双向拉伸而得到，使用平挤上吹法工艺的聚乳酸薄膜较少，主要原因是利用一次吹胀平挤上吹法技术，难以得到具有良好柔韧性和热稳定性的聚乳酸薄膜。使用平挤上吹的聚乳酸薄膜，其吹膜温度必须控制在140℃-160℃之间，同时必须保证机头温度均匀，且吹胀比不能过大，否则容易造成膜泡不稳定，使薄膜容易出现皱折。虽然，调大牵引比可以使薄膜的纵向拉伸强度提高、厚度变薄，但因聚乳酸质硬且脆、延展性差，其独特的分子结构导致在加工过程中随着温度的升高，其黏性会迅速下降，使得薄膜的厚度难以控制，如果牵引比过大，还会将薄膜拉断造成断膜现象。使用一次吹胀平挤上吹法在生产聚乳酸成膜过程中，薄膜的横向和纵向方向无法得到所需的拉伸度，使聚乳酸分子发生取向，成型后的薄膜结晶度低且不耐温，熄泡后的薄膜收卷后，内表面将会相互黏结，薄膜的拉伸强度、柔韧性和热稳定性等力学性能差，导致成型制品收缩率大、尺寸稳定性差，极大限制了聚乳酸薄膜的发展和使用范围。

目前市场上使用吹胀平挤上吹法的聚乳酸薄膜大多只经过一次吹胀，其在吹胀过程中，加热温度大都为单一的温度，导致聚乳酸薄膜吹胀时温度变化较大，使得得到的聚乳酸薄膜不耐高温且结晶度较低，由于聚乳酸在加热过程中若加热温度骤升会导致熄泡后的聚乳酸薄膜内表面相互黏结而导致无法做二次吹胀，且由于无法利用二次吹胀提高聚乳酸薄膜的机械强度和开口性，导致目前的成型制品收缩率大、尺寸稳定性差，极大限制了聚乳酸薄膜的发展和使用范围。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的吹胀时加热温度单一、温度变化大、聚乳酸薄膜不耐高温且结晶度较低等缺陷，提供了一种新的聚乳酸薄膜的二次吹胀成型方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种聚乳酸薄膜的二次吹胀成型方法，包括以下步骤：

a.将聚乳酸薄膜依次穿过下牵引棍A、加热炉A、上牵引辊A、上牵引辊B、加热炉B、下牵引棍B；

b.加热炉A内环形设置有上下两层加热装置A，使加热炉A的下层加热装置A温度控制在25℃～75℃，加热炉A的上层加热装置A温度控制在35℃～85℃；

c.对下牵引棍A和上牵引辊A之间的聚乳酸薄膜进行充气并形成泡膜，使泡膜的膨胀比维持在1.2～1.3，进行吹胀拉伸，将下牵引棍A和上牵引辊A的速比控制在1～2.5，使泡膜经此段预热吹胀拉伸区并经上牵引辊A熄泡后得到结晶度达10%～15%的聚乳酸薄膜；

d.加热炉B内环形设置有上下两层加热装置B，使加热炉B的上层加热装置B温度控制在65℃～100℃，加热炉B的下层加热装置B温度控制在80℃～120℃；

e.在与步骤c相同的速比下，对上牵引辊B和下牵引棍B之间的聚乳酸薄膜进行充气并再次形成泡膜，使泡膜的膨胀比维持在1.35～1.45，经此段预热成型区并经下牵引棍B熄泡后得到结晶度达20%～25%，耐热温度为20℃～45℃的聚乳酸薄膜。

聚乳酸薄膜经过加热炉A时，进行第一次吹胀，由于加热炉A内环形设置有上下两层加热装置A，使得加热炉A内的温度呈平缓的曲线分布，聚乳酸薄膜在加热炉A内被慢慢加热膨胀，膨胀完毕后再慢慢降温成型，完成第一次吹胀，熄泡后进入加热炉B内，由于加热炉B内同样环形设置有上下两层加热装置B，则聚乳酸薄膜在加热炉B内再次被慢慢加热膨胀，膨胀完毕后再慢慢降温成型，最终得到品质更高的聚乳酸薄膜。

作为优选，上述所述的一种聚乳酸薄膜的二次吹胀成型方法，所述的步骤b中，使加热炉A的下层加热装置A温度控制在45℃～55℃，加热炉A的上层加热装置A温度控制在55℃～65℃。在此温度范围内，得到的聚乳酸薄膜品质更高。

作为优选，上述所述的一种聚乳酸薄膜的二次吹胀成型方法，所述的步骤d中，使加热炉B的上层加热装置B温度控制在65℃～80℃，加热炉B的下层加热装置B温度控制在80℃～95℃。在此温度范围内，得到的聚乳酸薄膜品质更高。

作为优选，上述所述的一种聚乳酸薄膜的二次吹胀成型方法，所述的步骤a中，聚乳酸薄膜经过加热炉A后还经过测厚仪A进行测厚，聚乳酸薄膜经过加热炉B后，还经过测厚仪B进行测厚。