[發明專利]一種五層高阻隔可降解包裝材料及制備方法

在審

• 申請號: 201910623930.5
• 申請日: 2019-07-11
• 公開（公告）號: CN110437482A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 肖乃玉;孟躍中;王拴緊;肖敏
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C08J5/18;C08L67/04;C08L23/06;C08L23/12;C08L33/02;B65D65/46
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所 44229
• 代理人: 姜若天

本發明公開了一種五層高阻隔可降解包裝材料及其制備方法。以生物可降解材料聚乳酸薄膜為基體，在所述聚乳酸薄膜的兩側表面上設有阻隔增強層，所述阻隔增強層為聚丙烯酸薄膜以及設于所述聚丙烯酸薄膜上的聚乙烯薄膜或聚丙烯薄膜，形成（聚丙烯或聚乙烯）/聚丙烯酸/聚乳酸/聚丙烯酸/（聚丙烯或聚乙烯）復合薄膜。本發明以具有生物可降解的聚乳酸為基體；采用聚丙烯酸以及聚乙烯或聚丙烯流延在聚乳酸薄膜上增強阻隔性能，具有很高的阻隔性能（阻水性能和阻氧性能）、良好的生物降解性等特點；本發明采用流延的方法將聚丙烯酸以及聚乙烯或聚丙烯流延到基體聚合物聚乳酸薄膜上，方法簡潔有效，便于產業化。

技術領域

本發明屬于包裝材料技術領域，具體涉及一種五層高阻隔可降解包裝材料及其制備方法。

背景技術

目前，在醫藥，化工，食品，化妝品和汽車等領域，包裝材料已經從金屬材料和玻璃材料慢慢轉向阻隔高分子材料。由于高分子材料比金屬類等材料更為透明，輕便，可設計性強，更加符合現今對包裝阻隔材料的要求，因此更加受到包裝行業的青睞。除此之外，高分子材料易加工，成本低，可以大量生產，廣泛應用。然而，由于高分子材料本身結構上的一些特性，導致部分高分子材料的阻隔能力達不到一些包裝產品高阻隔的要求，因此，如何進一步有效地提高阻隔高分子材料對氧氣，水蒸氣，芳香分子等的阻隔性能是目前研究的重要方向。

如今在一些高阻隔包裝材料的行業當中，高阻隔的高分子復合材料已經開始得以應用，根據所需要求用簡便的方法對多種材料進行復合，最后得到的材料不僅能夠達到所需的阻隔要求，并且還能同步提高其他性能，讓高分子復合材料的綜合性能得到很大的提高。尤其是對于使用廣泛的通用塑料，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) 等，如果能提高這些產量大、加工性能好且成本低的通用塑料的阻隔性能，相信會對包裝阻隔領域產生非常重要的影響。

阻隔高分子材料對小分子有著一定的阻擋能力，可以廣泛應用于包裝行業，用于食品，醫療，電子器件等包裝領域當中。然而目前所使用的高阻隔性塑料主要是聚乙烯醇類(EVOH)、聚偏二氯乙烯類 (PVDC)和尼龍類(PA)。這些塑料的共同特點是：品種少、價格昂貴、加工窗口窄、使用后不可降解，這些問題阻礙了塑料包裝材料的廣泛使用。

聚乳酸(PLA)是一種新型的生物基及可再生生物降解材料，使用可再生的植物資源(如玉米、木薯等)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌種發酵制成高純度的乳酸，再通過化學合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定條件下完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環境，這對保護環境非常有利，是公認的環境友好材料。

聚乳酸還具有良好的機械性能，高抗擊強度，高柔性和熱穩定性，不變色，對氧和水蒸氣具有良好的透過性，又有良好的透明性和抗菌、防霉性，使用壽命可達2-3年。但由于聚乳酸具有良好的透氣性和透氧性，它也具有隔離氣味的特性，因此病毒及霉菌容易依附在生物可降解塑料的表面。因此，需要對其具有適當的復合，從而能夠達到所需的阻隔要求。

聚丙烯酸(PAA)是一種水溶性的丙烯酸的聚合物，可作增稠劑、分散劑、絮凝劑、膠粘劑和成膜劑等，還具有良好的阻氧性能。廣泛用于涂料、造紙、紡織、采油、采礦、食品、醫藥、化妝品及水處理等工業中。

聚乙烯(PE)是結構最簡單的高分子，也是應用最廣泛的高分子材料。它無毒、無臭、無味，由重復的–CH2–單元連接而成的，故其分子鏈柔順性好，分子鏈排列緊密，化學穩定性很好并且水蒸氣的阻隔性能十分優異，易加工。

聚丙烯(PP)是由丙烯聚合而成的一種熱塑性塑料，按甲基排列位置分為等規聚丙烯、無規聚丙烯和間規聚丙烯三種。聚丙烯為無毒、無臭、無味的乳白色高結晶聚合物，結構規整，因而具有優良的力學性能和阻水性能，易加工。