[发明专利]一种生物可降解改性聚乳酸膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种生物可降解改性聚乳酸膜，其原料组成按照质量份数配比包括聚乳酸50‑60份、有机结晶成核剂1‑5份、无机填料1‑2份、软质可降解聚酯1‑20份、热稳定剂0.2‑1份、增塑剂0.2‑1份、抗氧剂0.5‑1.2份、润滑剂0.2‑1份和纳米纤维素0.5‑5份。将上述原料组分按照质量份数配比置于高速混料机中，混合均匀后通过挤出机挤出造粒，再经吹膜得到生物可降解改性聚乳酸膜。本发明的生物可降解改性聚乳酸组分中的聚乳酸分子能够快速束缚在成核剂周围实现快速结晶，且在快速结晶的过程中成核剂与聚乳酸分子能够很好的相容，从而整体改善了材料的力学性能。此外本发明的生物可降解改性聚乳酸膜制备工艺简单，加工性能强，成本低可实现大规模的工业化生产。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种生物可降解改性聚乳酸膜及其制备方法。

背景技术

近年来，随着化石能源的枯竭、工业有毒有害气体的大量排放及不可降解材料的过量使用，严重破坏了地球环境，世界各地的研究者都在寻求新的可降解材料来应对资源与环境危机。聚乳酸制品，绿色环保，更重要的是，当其失去利用价值时可被微生物降解，具有优异的生物可降解性、生物相容性及良好的可塑性，是目前最有前途的聚合物材料。然而，常态下的聚乳酸产品质硬且脆，抗冲击性很差，大大制约了其应用范围。而聚合物的结晶行为对聚合物高分子材料的性能具有重要的影响作用，其可以很好的提高聚合物的机械性能，同时使聚合物的热稳定性、光学性能、透气性及耐热性等都有所改善。结晶使得聚合物高分子化合物在空间呈规整有序排列，导致分子链间紧密排列，密度增大，致使高分子间作用力大。因此结晶度越大，高分子材料的强度越大，且其耐热性和耐化学腐蚀性相应也得到改善，而与链运动有关的性能如弹性、伸长率、冲击韧性等则降低。与非结晶聚合物相比，结晶聚合物具有特殊的光、电、磁学性能，因此聚合物的结晶具有常可观的实用价值。此外；拉伸和添加成核剂诱导操作简单，耗能低，方便可行，拥有十分良好的可操作性。因此聚乳酸膜拉伸和成核剂诱导结晶具有重要理论意义和潜在巨大的经济价值。

发明内容

基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种生物可降解改性聚乳酸膜及其制备方法，通过在聚乳酸加入有机结晶成核剂、无机填料和软质可降解聚酯等物质再通过混合、挤出、吹膜得到生物可降解改性聚乳酸膜，解决了现有聚乳酸产品质硬且脆、抗冲击性等性能较差的技术问题。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种生物可降解改性聚乳酸膜，其原料组成按照质量份数配比包括聚乳酸50-60份、有机结晶成核剂1-5份、无机填料1-2份、软质可降解聚酯1-20份、热稳定剂0.2-1份、增塑剂0.2-1份、抗氧剂0.5-1.2份、润滑剂0.2-1份和纳米纤维素0.5-5份。

进一步地，所述聚乳酸为半结晶型L-乳酸。

进一步地，所述有机结晶成核剂为芳香族双酰胺化合物。

进一步地，所述有机结晶成核剂的颗粒平均粒度≤30μm。

进一步地，所述无机填料为蒙脱土、TiO₂、CaO、SiO₂或Al₂O₃。

进一步地，所述无机填料的颗粒平均粒度≤10μm。

进一步地，所述生物可降解改性聚乳酸膜的原料组成还包括3-10质量份的桃胶粉。

进一步地，所述润滑剂为硬脂酸铝或硬脂酸钙。

本发明还提供了一种生物可降解改性聚乳酸膜的制备方法，将聚乳酸、有机结晶成核剂、无机填料、软质可降解聚酯、热稳定剂、增塑剂、抗氧剂、润滑剂和纳米纤维素按照质量份数配比置于高速混料机中，混合均匀后通过挤出机挤出造粒，再经吹膜得到生物可降解改性聚乳酸膜。