[發(fā)明專利]聚乳酸或其成型品的后處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910165482.5
• 申請日: 2009-08-12
• 公開（公告）號: CN101993543A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設計）人: 夏天;賴錚錚
• 申請（專利權）人: 東麗纖維研究所(中國)有限公司
• 主分類號: C08J3/00
• 分類號: C08J3/00;C08L67/04;B29C71/02;B29K67/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于聚合物材料及包裝材料領域，具體涉及一種對生物可降解材料進行結晶處理的方法。

背景技術

近年來，作為食品、飲料用容器、托盤等以及商品外包裝盒材料的聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龍等的消耗量逐年增加。與此相伴隨的是，使用后廢棄物的量也在不斷的增加。由于這些廢棄物的焚燒以及掩埋，帶來了各種各樣的環(huán)境問題。為了解決這些問題，近年來，能夠進行生物分解的聚合物正在不斷地被使用。其中，聚乳酸由于具有相對較高的熔點及其相對較高的機械性能，在工業(yè)上被廣泛的應用。

但是當聚乳酸作為食品、飲料用容器、托盤等以及商品外包裝盒，除了要求有較高的透明度以外，還要具有一定的熱耐性，以防止集裝箱運輸或是突然溫度升高所帶來的變形以及不透明等。但是，聚乳酸本身的耐熱性不高，需要通過雙向拉伸結晶、或是通過加入大量的填料來提高。但是雙向拉伸膜的制備，需要龐大的設備費用。而通過加入填料而提高耐熱性的方法，會導致成型品透明性的顯著降低。

在日本專利2000-008349中提出了一種通過雙向拉伸制備的耐熱性聚乳酸貼窗膜。通過雙向拉伸而結晶的聚乳酸膜具有一定的耐熱性。但是雙向拉伸法無法制備較厚的膜/片材。且雙向拉伸膜的生產需要龐大的設備和廠房投資。更進一步來說，雙向拉伸膜由于已經部分或完全結晶，不便于二次成型。

在日本專利H05-504471中提出在聚乳酸混合滑石粉后注射成型，成型品具有較高的耐熱溫度，但是添加少量的滑石粉也會大大影響聚乳酸的透明性。且在日本專利H08-193165中將滑石粉等作為成核劑添加到聚乳酸中，當注射成型時，實際的結晶速度較慢，且產品較脆。

在中國專利CN?1539880A中描述了一種含有酚類抗氧劑和酰胺類化合物的聚乳酸組合物，在注射成型時，將成型機的模具溫度設置在該聚乳酸組合物的熔融結晶起始溫度和玻璃轉化溫度之間，通過控制成型品中聚乳酸的熔融結晶來實現耐熱性的提高。然而，由于聚乳酸及其緩慢的熔融結晶過程，酰胺類化合物難以單獨控制聚乳酸成型過程中的熔融結晶，必須通過添加滑石粉來進一步提高聚乳酸的結晶速度、縮短結晶時間。因此，所制得的成型品，在改善熱耐性的同時，透明性不能得到有效的控制。

在中國專利CN03805176.1中，提到了向聚乳酸中添加脂肪族酰胺與滑石粉作為成核劑后制得成型品。通過對成型品在110℃～150℃下、進行1到30秒熱處理結晶后賦予耐熱性。但是本發(fā)明者發(fā)現，在上記溫度范圍內進行熱處理，由于溫度過高導致結晶生長難于控制，從而使得成品的透明性明顯下降。本發(fā)明者檢討發(fā)現，特別是對于包裝領域等發(fā)面，由于此透明下降會導致用戶很難看到包裝的內容物，應此影響了所包裝的材料的宣傳性和美觀性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種僅僅通過熱處理即可使聚乳酸或其成型品達到兼具透明性和耐熱性的要求的方法，從而使聚乳酸或其成型品可廣泛應用在包裝材料等領域。

本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到：

一種聚乳酸或其成型品的后處理方法，將聚乳酸或其成型品，先在其玻璃轉化溫度以上熱分解溫度以下進行第一次結晶，再在其玻璃轉化溫度以上熱分解溫度以下進行第二次結晶；其中第二次結晶的溫度高于第一次結晶的溫度。

作為本發(fā)明中的聚乳酸，可以由乳酸直接聚合或是由丙交酯開環(huán)聚合得到，其熔點為120～185度，重均分子量為2萬～80萬，以L-乳酸和/或D-乳酸作為主成分，可以是聚乳酸均聚物、聚乳酸共聚物、聚乳酸均聚物與聚乳酸共聚物的共混物、聚乳酸立構復合物(stereocomplex)、聚乳酸立構復合物與聚乳酸均聚物和/或聚乳酸共聚物的共混物。L-乳酸單元和D-乳酸單元的構成摩爾比沒有特別的限制，可以在100/0～0/100的范圍內選擇。但為了保證聚乳酸的熔點，優(yōu)選L-乳酸單元和D-乳酸單元中的任何一種的含量在90mol％以上。

但是本發(fā)明中的聚乳酸，還可以與其他生物可降解聚酯、含有纖維素、蛋白質、多肽、氨基酸及其衍生物等結晶性或不結晶的其他生物可降解組分的一種或幾種進行共混。

在本發(fā)明的聚乳酸或其成型品中還可以添加有成核劑或結晶促進劑。所述的成核劑或結晶促進劑可以是滑石粉、高嶺土、云母、蒙脫土、二氧化硅等共知的無機物，也可以是磷酸鹽類、山梨醇類、酰胺類、酰肼類等有機化合物。由于添加無機化合物一般會導致制品的透明性下降，因此優(yōu)選酰胺類、山梨醇類化合物中的一種或幾種作為成核劑或結晶促進劑。成核劑或結晶促進劑在樹脂組成物中含量為0.01～20wt％，進一步優(yōu)選為0.1～10wt％。成核劑含量高于20wt％，會導致制品變脆，透明性明顯下降。