一步法制備聚乳酸薄膜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高分子材料的制備領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一步法制備聚乳酸薄膜的方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高分子材料的使用已經(jīng)滲透到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，給我們的生活帶來(lái)了極大的便利，尤其是塑料薄膜材料，應(yīng)用面極為廣泛。仍而，傳統(tǒng)的塑料薄膜材料主要以石油基為原料制備而成，如聚丙烯、聚乙烯等。以這類材料制備成的薄膜材料使用完丟棄到大自然中難以降解，導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。伴隨著石油資源的日益短缺及人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的高度關(guān)注和生活質(zhì)量要求的提高，開發(fā)完全可生物降解性高分子材料已成為現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外研宄熱點(diǎn)。
[0004]聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚(對(duì)苯二甲酸丁二醇-Co-己二酸丁二醇)酯(PBAT)、聚羥基烷酸酯(PHA)等都屬于全生物降解高分子材料，這類材料使用完后丟棄到自然中，能夠在自然界微生物作用下最終全部降解為H2O和CO2;同時(shí)，制備這些生物降解材料的原料大部分可以是植物基。因此，促進(jìn)這類材料的使用不僅可以節(jié)約寶貴的石油資源，而且材料使用完后不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)任何負(fù)面影響，市場(chǎng)前景廣闊。
[0005]聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯、聚(對(duì)苯二甲酸丁二醇-CO-己二酸丁二醇)酯、聚羥基烷酸酯等由于其柔韌性較好，可以直接制備成薄膜材料。但是相對(duì)于傳統(tǒng)的聚丙烯、聚乙烯材料，以上這些生物降解材料的售價(jià)較高，使制備成的薄膜與傳統(tǒng)材料相比價(jià)格上大大的失去了競(jìng)爭(zhēng)力。而聚乳酸在以上這些生物降解材料里面綜合性能較好、成本最低，應(yīng)用前景最為廣闊。但是其脆性大，不能直接制備成薄膜。
[0006]為了制備聚乳酸薄膜，目前常用的方法都是兩步法，即第一步對(duì)聚乳酸改性，得到增韌改性聚乳酸粒料；第二步則是將增韌改性聚乳酸粒料加入到吹膜機(jī)中吹膜。如專利EP0980894所述，是采用增塑劑或韌性較好的高分子材料與聚乳酸在雙螺桿機(jī)中熔融共混、造粒得到增韌改性的聚乳酸粒料，再將這種改性的聚乳酸粒料采用吹膜機(jī)吹塑制備聚乳酸薄膜；專利CN101328307A是在聚乳酸聚合時(shí)加入韌性較好的其他組分，在聚乳酸分子鏈上接上一部分柔性高分子鏈，制備得到增韌改性的聚乳酸粒料，然后再將這種改性的聚乳酸粒料采用吹膜機(jī)吹塑制備聚乳酸薄膜。
[0007]由于聚乳酸在加工過(guò)程中極易發(fā)生降解而使性能下降。兩步法制備聚乳酸薄膜增加了對(duì)聚乳酸的加工次數(shù)，一方面易使聚乳酸發(fā)生降解而性能下降；另一方面則增加了聚乳酸薄膜的制備成本。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一步法制備聚乳酸薄膜的方法，將聚合得到的聚乳酸熔體直接進(jìn)行吹膜，省去了傳統(tǒng)方法中復(fù)雜的多次加工工序，一方面可以降低產(chǎn)品的加工成本，另一方面因加工工序減少了，可防止聚乳酸因加工而發(fā)生的降解，保證了最終產(chǎn)品優(yōu)異的性能。
[0010]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種一步法制備聚乳酸薄膜的方法，其特征在于:將聚乳酸聚合反應(yīng)裝置中聚合結(jié)束后得到的聚乳酸熔體由高壓熔體輸送計(jì)量泵連續(xù)的輸出，并經(jīng)帶有加熱和保溫功能的輸送管道連續(xù)的輸入熔體混合裝置中，與此同時(shí)，將增韌劑聚合反應(yīng)裝置中聚合得到的增韌劑熔體由高壓熔體輸送計(jì)量泵連續(xù)的輸出，并經(jīng)帶有加熱和保溫功能的輸送管道連續(xù)的輸入熔體混合裝置中，由熔體混合裝置將聚乳酸和增韌劑混合均勻，得到增韌改性的聚乳酸熔體，再將增韌改性的聚乳酸熔體經(jīng)帶有加熱和保溫功能的輸送管道連續(xù)的輸入到吹膜機(jī)中，由吹膜機(jī)對(duì)增韌改性的聚乳酸熔體進(jìn)行吹膜，得到聚乳酸薄膜制品。
[0011]所述的聚乳酸熔體與增韌劑熔體的重量份比為97:3-85:15。
[0012]所述的熔體輸送管道2-50米之間。
[0013]所述的熔體混合裝置為帶有攪拌和加熱保溫功能的混合釜或雙螺桿擠出機(jī)。
[0014]所述的輸送管道和熔體混合裝置中的保溫溫度設(shè)置為160-180°C之間。
[0015]所述的連接于輸送管道后的吹膜機(jī)為一臺(tái)或一臺(tái)以上。
[0016]本發(fā)明的有益效果是，將聚合得到的聚乳酸熔體直接進(jìn)行吹膜，省去了傳統(tǒng)方法中復(fù)雜的多次加工工序，一方面可以降低產(chǎn)品的加工成本，另一方面因加工工序減少了，可防止聚乳酸因加工而發(fā)生的降解，保證了最終產(chǎn)品優(yōu)異的性能。
[0017]
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]圖1為本發(fā)明所述及的一步法制備聚乳酸薄膜工藝流程示意圖。
[0020]圖中1.聚乳酸聚合反應(yīng)裝置，2.高壓熔體輸送計(jì)量泵，3.增韌劑聚合反應(yīng)裝置，4.高壓熔體輸送計(jì)量泵，5.輸送管道、6.輸送管道，7.輸送管道，8.熔體混合裝置，9.輸送管道，10.吹膜機(jī)，11.聚乳酸薄膜制品。
[0021]
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，將聚乳酸聚合反應(yīng)裝置I中聚合結(jié)束后得到的聚乳酸熔體由高壓熔體輸送計(jì)量泵2連續(xù)的輸出，并經(jīng)帶有加熱和保溫功能的輸送管道5和輸送管道7連續(xù)的輸入熔體混合裝置8中，與此同時(shí)，將增韌劑聚合反應(yīng)裝置3中聚合得到的增韌劑熔體由高壓熔體輸送計(jì)量泵4連續(xù)的輸出，并經(jīng)帶有加熱和保溫功能的輸送管道6和輸送管道7連續(xù)的輸入熔體混合裝置8中，由熔體混合裝置8將聚乳酸和增韌劑混合均勻，得到增韌改性的聚乳酸熔體，再將增韌改性的聚乳酸熔體經(jīng)帶有加熱和保溫功能的輸送管道9連續(xù)的輸入到吹膜機(jī)10中，由吹膜機(jī)10對(duì)增韌改性的聚乳酸熔體進(jìn)行吹膜，得到聚乳酸薄膜制品
Ilo
[0023]所述的聚乳酸熔體按中國(guó)專利CN1884337A所公開的方法制備，增韌劑熔體按中國(guó)專利CN104312121A所公開的方法制備。
[0024]所述的聚乳酸熔體與增韌劑熔體的重量份比按中國(guó)專利CN104312121A所公開的，為 97:3-85:15。
[0025]所述的熔體輸送管道5、輸送管道6、輸送管道7、輸送管道9長(zhǎng)度優(yōu)選在2_50米之間；熔體輸送管道過(guò)長(zhǎng)，一方面熔體輸送過(guò)程中熱量損失大，另一方面也要求高壓熔體輸送計(jì)量泵2和高壓熔體輸送計(jì)量泵4的功率大，這樣易造成能耗變高；而熔體輸送管道過(guò)短，不利于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的展開布局。
[0026]所述的熔體混合裝置8為帶有攪拌和加熱保溫功能的混合