[發明專利]一種環保高強度阻隔膜

在審

• 申請號: 201610145390.0
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105602217A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 陳一
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L23/08;C08L53/02;C08L87/00;B29B9/06;B29C55/28
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技術領域

本發明涉及一種膜的制備方法，尤其涉及一種具有優異強度、優異阻隔性的聚乳 酸環保復合膜的制備方法。

背景技術

塑料材料雖然擁有較優異的性能和廣泛的適用性，但其來源于石油產品且無法降 解，在資源危機和環境污染越發嚴重的今天，尋找性能優良且可再生的替代材料則成為目 前材料領域研究的重中之重。

目前，膜用量越來越大，而廣泛采用的塑料膜如PE膜、PP膜、PET膜等雖然具有良好 的力學性能，且制備簡易，但無法降解，造成了嚴重的白色污染。

在可降解材料中，淀粉因其便宜的價格和廣泛的來源已被深入研究并通過改性與 復合制備了多種生活與工業用品，如淀粉基膜、淀粉餐具等。但淀粉有其天然的缺陷，它的 力學性能差，性能不穩定，只能運用于對力學性能要求低的領域。而聚乳酸的出現改變了這 一現狀。聚乳酸（PLA）是脂肪族聚酯，以乳酸（2-羥基丙酸）為基本結構單元。PLA可通過發酵 玉米等天然原料制得，也可采用乳酸縮聚制得。PLA及其終端產品可在堆肥條件下自然分 解成為CO₂和水，降低了固體廢棄物排放量，是一種綠色環保的生物來源材料。聚乳酸雖然 具有良好的生物可降解性，可加工性，優良的力學性能，但是其性脆易碎，缺乏彈性和柔韌 性，很大程度上限制了聚乳酸膜的應用。而如何提高聚乳酸膜的力學性能，達到合適應用的 程度，同時，進一步開發其功能性以提供膜更多的特殊效果，無疑將具有非常好的前景。

對于聚乳酸的改性有化學改性和物理改性，化學改性通過在合成階段分子結構的 設計來得到控制材料的性能，但往往對設備、工藝要求很高，無法簡單實現，也大幅提高了 成本。物理改性則采用共混的方式，綜合不同物質的性能，雖然不是一種根本的方式，但作 用宏觀膜應用，可有效解決功能性的問題。很多的聚乳酸的改性研究也針對此方面進行。如 CN103467941B公開的一種透明高韌性聚乳酸膜及其制備方法，CN105199348A公開的一種高 強度高韌性耐熱聚乳酸基膜材料的制備方法等，均是采用不同物質的共混從而提高單一膜 的性能。

發明內容

本發明的目的是為了聚乳酸膜強度差、且無法實現阻隔性的缺陷，提供一種具有優異 強度和阻隔性的共混膜的制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種環保高強度阻隔膜，由主料包括聚乳酸樹脂、EVOH樹脂、石墨烯接枝物，PLA-g-PVA 共聚物、SBS彈性體為主料，輔料包括抗氧化劑、消光劑、抗紫外線劑、加工助劑等組成。主料 中，聚乳酸樹脂的質量分數介于30-50%之間，EVOH樹脂的質量分數介于20-40%之間，PLA-g- PVA共聚物的質量分數介于8-15%之間，SBS彈性體的質量分數介于10-15%之間，石墨烯接枝 物的的質量分數介于2-4%之間；輔料中抗氧化劑、抗紫外線劑、加工助劑的質量均介于主料 質量的2-4%之間，消光劑的用量介于主料質量的0.1-0.3%之間。

進一步，本發明中所述的聚乳酸為L-乳酸，D-乳酸、或L、D-乳酸組合物，該聚乳酸的分 子量最佳為300000-500000g/mol，再次為150000-300000g/mol，再次為80000-150000g/ mol。

進一步，所述PLA-g-PVA共聚物可采用聚乙烯醇和乳酸直接在氯化錫的催化下進行縮 聚。

具體工藝條件可參考文獻《Industrial&EngineeringChemistryResearch》， 2008,48(2):788-793記載的方法合成。根據單體的比例調整共聚物中PVA和PLA的比例， PLA-g-PVA共聚物中PLA的質量分數不低于20%，優選的，PLA-g-PVA共聚物中PLA的質量分數 介于于25%-35%之間。

進一步，PLA-g-PVA共聚物主鏈的PVA分子量介于6000-15000之間。