[發明專利]一種高耐熱性可生物降解改性聚乳酸保鮮膜的制備方法

在審

• 申請號: 202010628242.0
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111533896A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 廖國慶
• 申請（專利權）人: 長沙柔織新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G63/695
• 分類號: C08G63/695;C08G63/08;C08G77/20;C08G77/38;C08G77/398;C08J5/18;C08L67/04
• 代理公司: 長沙正務聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 43252
• 代理人: 鄭雋;吳婷

本發明涉及塑料薄膜技術領域，公開了一種高耐熱性可生物降解改性聚乳酸保鮮膜的制備方法，包括以下步驟：制備改性四乙烯基四氨基苯基?POSS；將一部分乳酸進行預縮聚；將剩余乳酸和改性四乙烯基四氨基苯基?POSS進行終縮聚，制得改性聚乳酸；將改性聚乳酸經流延或吹塑成型后，獲得高耐熱性可生物降解改性聚乳酸保鮮膜。本發明利用改性四乙烯基四氨基苯基?POSS與乳酸形成嵌段共聚物，能有效提高保鮮膜的耐熱性，從而使得保鮮膜可應用于溫度較高食物的封裝、微波爐加熱等場景。

技術領域

本發明涉及塑料薄膜技術領域，尤其涉及一種高耐熱性可生物降解改性聚乳酸保鮮膜的制備方法。

背景技術

蔬菜是天然營養食品，含有人類所需的各種營養物質，是人類生活的必需品。但長久以來，由于我國蔬菜儲存力不足、運輸設備相對落后以及保鮮技術不完善等因素，使得蔬菜在采摘后有15％～25％的高損失率，與國外的5％左右相差較遠，因此開發促進保鮮領域的發展顯得尤為重要。在日益注重環境保護的今天，市面上大部分使用的都是非降解保鮮袋，非降解保鮮袋在使用后會對環境造成污染，白色污染如今已經嚴重危害到我們的健康、生存和發展。可降解材料因其諸多優良的特性以及環境友好的特性得到了廣泛的應用，也逐漸成為了人們關注的焦點，例如殼聚糖、淀粉、聚乳酸、PLA、PGLA等。

聚乳酸是一種新型的生物可降解材料，其生產過程全程無污染，在使用廢棄后在自然界中能完全降解為無害于環境的CO₂和H₂O，實現在自然界中的綠色循環，是理想的綠色高分子材料。聚乳酸具有優良的物理拉伸延展性、化學穩定性及良好的生物相容性，因此聚乳酸在諸多領域應用廣泛，包括服裝，醫用，電子以及包裝等領域，其中由聚乳酸制備出的保鮮薄膜具有較高的水蒸氣透過率以及良好的氣體選擇透過性，這使得聚乳酸在保鮮袋保鮮膜領域具有良好的應用前景。但聚乳酸的耐熱性較差，純聚乳酸制品的熱變形溫度只有58℃左右，導致聚乳酸保鮮膜無法用于包裝溫度較高的食物，也無法用于微波爐加熱。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種高耐熱性可生物降解改性聚乳酸保鮮膜的制備方法。該制備方法利用改性四乙烯基四氨基苯基-POSS與乳酸聚合后形成嵌段共聚物，能有效提高保鮮膜的耐熱性。

本發明的具體技術方案為：

一種高耐熱性可生物降解改性聚乳酸保鮮膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備改性四乙烯基四氨基苯基-POSS：以四乙烯基四氨基苯基-POSS為原料，制備經綠原酸、羧基和羥基接枝改性的POSS，即改性四乙烯基四氨基苯基-POSS；

(2)預縮聚：將一部分乳酸置于反應容器中，在90～130℃下反應1.5～2h；

(3)終縮聚：將剩余乳酸和改性四乙烯基四氨基苯基-POSS加入反應容器中，充分混合后，在160～170℃、0.06～0.09MPa下反應1～2h，而后在200～210℃、0.06～0.09MPa下繼續反應2～3h，制得改性聚乳酸；

(4)制備保鮮膜：將改性聚乳酸加入擠出機中，經流延或吹塑成型后，獲得高耐熱性可生物降解改性聚乳酸保鮮膜。

四乙烯基四氨基苯基-POSS由Si-O交替連接的硅氧骨架組成無機剛性內核，其八個頂角上Si原子分別與八個R基相連，其中四個R基為氨基苯基，另外四個R基為乙烯基。改性四乙烯基四氨基苯基-POSS在R基上接枝有綠原酸、羧基和羥基，它通過羧基和羥基參與改性聚乳酸主鏈的合成(聚乳酸通過乳酸單體兩端的羧基和羥基進行脫水縮合)，從而使剛性內核作為側鏈接枝在改性聚乳酸上，這能提高保鮮膜的熱變形溫度，從而提高其耐熱性。采用改性四乙烯基四氨基苯基-POSS對聚乳酸進行共聚改性，相對于傳統的物理共混改性方式，優點在于可防止改性四乙烯基四氨基苯基-POSS團聚，使其在聚乳酸中分散更加均勻，從而增強其改善保鮮膜耐熱性的效果。