[發(fā)明專利]一種全生物降解的復(fù)合薄膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410198803.2
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103937185A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周煥珍;周星煥
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北省冠成生物降解塑料制品有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L71/08;C08L89/00;C08K13/02;C08K3/34;C08K3/08;C08K5/524;C08K5/1539;C08K5/11;C08K5/29;C08J5/18;B29C69/00;B29C47/06
• 代理公司: 北京馳納智財(cái)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11367
• 代理人: 孫海波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全生物降解的復(fù)合薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，生物降解塑料研究開發(fā)主要以淀粉基生物降解塑料為主，主要產(chǎn)品為聚烯烴或聚苯乙烯中添加或共混淀粉制品。但這種淀粉/塑料共混物達(dá)不到真正的完全生物降解，只是將聚合物分解成碎片，仍然對環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。

聚乳酸（PLA）是一種具有良好機(jī)械性能和生物降解性的完全環(huán)保型生物降解材料。原料來源廣泛，包括：玉米、小麥、木薯等淀粉為最初原料。其在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。它易被自然界中的多種微生物或動植物體內(nèi)的酶分解代替，最終形成水和二氧化碳，不污染環(huán)境，因而聚乳酸是一種能真正達(dá)到生態(tài)和經(jīng)濟(jì)雙重效應(yīng)的生物環(huán)保材料，是近年來開發(fā)研究最活躍、發(fā)展最快的生物降解塑料，被認(rèn)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。聚乳酸的力學(xué)性能與聚苯乙烯相似，同時具有與聚苯乙烯相似的光澤度、清晰度和加工性，并提供了比聚烯烴更低溫度的可熱合性，可以通過通用塑料的加工方法如注塑、擠出、吸塑、吹塑、紡絲等技術(shù)加工成各種包裝用材料，在各種民用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療特殊領(lǐng)域等廣泛使用。

雖然PLA具有廣闊的應(yīng)用前景，然而，其本身也存在著顯著的缺陷，主要包括以下幾個方面:?1）力學(xué)性能。PLA?具有較高的拉伸強(qiáng)度，然而，常溫下PLA為一種硬而脆的塑料,?具有極低的斷裂伸長率和沖擊強(qiáng)度，因此，未改性的PLA制品很難滿足現(xiàn)實(shí)生活的需要；2）加工性能。PLA具有良好的加工性能，可通過常用的方法進(jìn)行加工，然而其加工窗口窄，在加工溫度下極易發(fā)生熱降解，從而降低了制品的性能；3）價格因素。乳酸價格及其聚合工藝決定了PLA的成本較高。其制品若用于生物醫(yī)學(xué)還具有一定的市場。但是，要使PLA?作為通用塑料而得到廣泛應(yīng)用，其價位目前還很難被市場所接受，而這些問題恰恰是生物降解塑料能否大規(guī)模市場化的關(guān)鍵。因此，提高聚乳酸包裝膜的性價比和綜合性能,成為聚乳酸相關(guān)研究課題的熱點(diǎn)。目前的研究主要是通過共混改性、共聚改性、增塑改性以及復(fù)合改性來改善薄膜的綜合性能。已有相關(guān)報(bào)道，進(jìn)行聚乳酸與淀粉混合，盡管產(chǎn)品達(dá)到了全生物降解，但是由于淀粉粘接性差的原因，存在淀粉/聚乳酸共混物機(jī)械性能較差，以及淀粉的加入會加速材料的降解等問題。

羊毛是重要的天然纖維，由于紡織技術(shù)所限，經(jīng)常有大量的短纖維被廢棄，這無疑是對有限自然資源的浪費(fèi)。申請?zhí)枮?01110129543.X的中國發(fā)明專利，公開了一種廢氣羊毛/聚乳酸生態(tài)符合材料的制備方法，該方法制備的復(fù)合材料科可完全生物降解，但是這種方法制備的復(fù)合材料并沒有很好的改善聚乳酸的力學(xué)性能，聚乳酸和羊毛的相容性較差，限制了其不能很好的應(yīng)用于包裝材料領(lǐng)域。申請?zhí)枮?01110292129.0的中國申請專利，公開了一種全生物降解角蛋白纖維增強(qiáng)及耐熱改性聚乳酸材料及其制備方法，該方法中用到的原材料有羊毛、牛毛、羊角等，用以獲得改性的角蛋白纖維，該方法制備的改性聚乳酸材料也沒有很好的改善聚乳酸強(qiáng)度和柔韌性，其斷裂伸長率和沖擊強(qiáng)度并不能滿足需求。

目前，阻礙可生物降解材料聚乳酸應(yīng)用的主要問題是性能硬脆，抗沖擊強(qiáng)度低，低溫下韌性差，以及高分子量聚乳酸較難降解等缺點(diǎn)。如何改進(jìn)聚乳酸與羊毛的共混的效果以及混合物的各種性能，這些都是需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種全生物降解的復(fù)合薄膜及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。本發(fā)明中全生物降解聚乳酸改性復(fù)合薄膜具有抗菌性、透明性好、光澤度高、挺度好、阻濕性好、耐熱性優(yōu)良、易于熱封合等特點(diǎn)。

一種全生物降解的聚乳酸復(fù)合薄膜，由如下重量份數(shù)的原料組成：聚乳酸(PLA)60-70份、聚乙二醇（PEG）10-15份、檸檬酸酯2-4份，超細(xì)羊毛粉10-15份、增溶劑1-2份、超細(xì)沸石粉1-2份、超細(xì)鋁粉1份、超細(xì)火山石粉1.5份、硅油2-3份、亞磷酸酯1-2份，所述超細(xì)羊毛粉的粒徑為0.1-5μm，所述超細(xì)鋁粉粒徑為10-12μm，所述超細(xì)火山石粉和所述沸石粉的粒徑均為8-10μm。

上述方案優(yōu)選的是，所述全生物降解的聚乳酸復(fù)合薄膜，由如下重量份數(shù)的原料組成：聚乳酸(PLA)65-68份、聚乙二醇（PEG）13-14份、檸檬酸酯3-3.5份，超細(xì)羊毛粉12-13份、增溶劑1.5-1.8份、超細(xì)沸石粉1.6-1.8份、超細(xì)鋁粉1份、超細(xì)火山石粉1.5份、硅油2-3份、亞磷酸酯1-2份。