[發明專利]一種聚乳酸樹脂組合物薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201010522135.6
• 申請日: 2010-10-25
• 公開（公告）號: CN102453319A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 徐萌;王小蘭;張師軍;高達利;鄒浩;李杰;呂蕓;呂明福;張麗英;張浩;徐凱;尹華;邵靜波;劉濤;楊慶泉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08K3/26;C08K3/22;C08K9/10;C08K9/04;C08K9/06;C08K13/06;B29C55/12;B29C41/24;B29C41/52
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及樹脂薄膜技術領域，進一步地說，是涉及一種聚乳酸樹脂組合物薄膜及其制備方法。

背景技術

聚乳酸(PLA)也稱聚丙交酯，是以玉米、小麥、木薯等中提取的淀粉為最初原料，經過酶分解得到葡萄糖，再經過乳酸菌發酵后變成乳酸，最后經過化學合成得到的生物降解熱塑性聚酯。聚乳酸是一種具有良好機械性能和生物降解性的完全環保型生物降解材料，原料來源廣泛，它易被自然界中的多種微生物或動植物體內的酶分解代替，最終形成水和二氧化碳，不污染環境，因而被認為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與食品接觸的包裝中。后處理方面，聚乳酸具有出色的生物降解性能，降解產物無毒無害，對環境無污染；如果進行燃燒處理，聚乳酸塑料燃燒所釋放的熱量僅為PE、PS等通用材料的一半，而且燃燒時也無有毒氣體產生。

專利CN101676324中公開了一種聚丙烯雙向拉伸薄膜(BOPP)珠光合成紙母料，可作為糖果、雪糕等的包裝材料使用，但是其基體為聚丙烯，雖然較為環保，但其來源多為石油化工方面，石油資源的日漸減少和緊缺，不利于其可持續發展。且這種方法雖為了解決加工困難采用側向加料的方法，可是側向加料系統對加工設備要求也比較高。

專利CN101638509中公開了增韌碳酸鈣填充聚乳酸的方法，雖然能夠起到增韌的作用，但是該方法需要填充大量的碳酸鈣，聚乳酸本身也容易對螺桿造成負擔，會導致加工困難、濾網堵塞等問題。且現有增韌方法提高聚乳酸韌性的同時也大大削弱了其本身具有的剛性，反而不適用于一些需要薄膜易撕裂的場合。

發明內容：

針對上述現有技術中存在的問題，本發明的一個目的是提供一種聚乳酸樹脂組合物薄膜。該組合物薄膜具有完全的可生物降解性、優良的加工性能，且剛韌性能均衡。本發明的另一目的是提供該種聚乳酸樹脂組合物薄膜的制備方法。

本發明的聚乳酸樹脂組合物薄膜包含有共混的以下組分：

聚乳酸：100重量份數；功能性填料：0.5～5.5份，優選2-5份。

本發明中所述的聚乳酸組合物中的基體樹脂選用生物基、可再生的聚乳酸樹脂。聚乳酸在土壤、水中自然進行分解，然后通過微生物分解為無公害的產物。

聚乳酸樹脂(PLA)，也稱聚丙交酯，由于來源的可再生性以及其本身的可生物降解性能，其應用越來越受到人們的關注。聚乳酸可以從石油或天然氣原料以外的一年可再生資源制備，如從玉米、小麥和馬鈴薯中提取的淀粉經乳酸菌發酵形成乳酸，然后經聚合最終形成聚乳酸。聚乳酸樹脂能夠在某些堆肥處理條件下快速降解，最終分解為水和二氧化碳。由于聚乳酸源于生物基、對人體無毒、對環境友好性，聚乳酸樹脂產品逐漸得到人們的重視。而且聚乳酸本身剛性大，彎曲模量高達3GPa以上，材質比較脆，成膜后挺度高，用手拿不會塌陷，晃動具有像紙一樣的清脆聲。并且聚乳酸本身的伸長率低，成膜后具有折疊性，不像聚烯烴在折疊時具有返回其原始狀態的傾向，亦稱之為記憶性。于是聚乳酸合成紙可以克服其他塑料合成紙記憶力的缺點。

本發明的聚乳酸樹脂采用現有技術中已有的各種聚乳酸樹脂。聚乳酸的重均分子量在8～30萬，優選10～25.，更優選為10～20萬。分子量過小，在雙向拉伸過程中聚乳酸容易出現破膜；如果分子量過大，給加工過程造成很大的困難。同時，要求分子量分散性(即重均分子量與數均分子量比)為1.5～2.2，優選1.8～2.2。

作為本發明組合物的基體聚合物聚乳酸，是具有-CH(CH₃)C(O)O-的重復單元的聚合物，無論這些重復單元是如何構成該聚合物的。乳酸具有兩種旋光異構體，通常被稱為“D”和“L”對映體，因此丙交酯存在2個L-乳酸分子的二聚體的“L-丙交酯”，2個D-乳酸分子的二聚體“D-丙交酯”，以及由1個L-乳酸分子和1個D-乳酸分子構成的二聚體“內消旋-丙交酯”。本發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。

本發明中的聚乳酸可采用現有技術中已有的各種聚乳酸制備方法制備。現有技術中聚乳酸樹脂可以采用縮聚方法、開環聚合法等公知方法?？s聚方法即將L-乳酸或D-乳酸或它們的混合物直接脫水縮聚；開環聚合法即將丙交酯開環進行聚合，必要時使用聚合調節劑調節分子量。

聚乳酸樹脂還可以包含有可與丙交酯或乳酸進行共聚的其他單體，如氧化烯(包括環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷、氧雜環戊烷等)或環狀內酯或碳酸酯。這些重復單元占PLA樹脂的含量優選低于10wt％，更優選占0-5wt％。