一種具有抗菌阻隔性的高強(qiáng)韌聚乳酸復(fù)合膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚乳酸復(fù)合膜的制備方法，尤其涉及一種高強(qiáng)度高韌性、及具有 高阻隔性及其抗菌效果的聚乳酸復(fù)合膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 塑料材料雖然擁有較優(yōu)異的性能和廣泛的適用性，但其來(lái)源于石油產(chǎn)品且無(wú)法降 解，在資源危機(jī)和環(huán)境污染越發(fā)嚴(yán)重的今天，尋找性能優(yōu)良且可再生的替代材料則成為目 前材料領(lǐng)域研究的重中之重。
[0003] 在目前的可降解材料中，淀粉因其便宜的價(jià)格和廣泛的來(lái)源已被深入研究并通過(guò) 改性與復(fù)合制備了多種生活與工業(yè)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(xué)性能差，性能不穩(wěn)定，只能運(yùn)用于對(duì)力學(xué)性能要求低的領(lǐng)域。而聚乳酸的出現(xiàn) 改變了這一現(xiàn)狀。聚乳酸（PLA)是脂肪族聚酯，以乳酸（2-羥基丙酸)為基本結(jié)構(gòu)單元。PLA 可通過(guò)發(fā)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(chǎn)品可在堆肥條 件下自然分解成為C02和水，降低了固體廢棄物排放量，是一種綠色環(huán)保的生物來(lái)源材料。
[0004] 聚乳酸雖然具有良好的生物可降解性，可加工性，優(yōu)良的力學(xué)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的應(yīng)用，而且，在膜的主要應(yīng)用即為包裝 應(yīng)用上，其阻隔性較差，無(wú)法應(yīng)用于需要較好阻隔性的包裝領(lǐng)域。針對(duì)聚乳酸膜的強(qiáng)度改 性，目前已有了一定的研究，不同的物質(zhì)通過(guò)共混或化學(xué)改性的方式加入聚乳酸中。如 張偉等（Wei Zhang, Long Chen, Yu Zhang ;Polymer. 2009，50: 1311-1315.)通過(guò) 聚酰胺彈性體與聚乳酸的共混，使聚乳酸柔韌性大幅提升，卻引起了復(fù)合材料力學(xué)性能的 嚴(yán)重下降。陳支澤等發(fā)明了一種透明高韌性聚乳酸膜的其制備方法（201310393192. 2)，其 將聚乳酸與甲基MQ硅樹(shù)脂共溶涂膜而成，有效的提高了膜的韌性。而涉及聚乳酸阻隔性 提高的方法包括在其中引入層狀納米粒子如納米蒙脫土實(shí)現(xiàn)插層或共混其他阻隔物質(zhì)，但 其阻隔性提高仍有限，且極大的依賴(lài)于加工條件。同時(shí)，如需聚乳酸膜同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)包裝性 能，如抗菌性等，此類(lèi)研究仍非常少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了克服聚乳酸膜材料脆性大，力學(xué)性能差且功能性單一的缺 陷，提供一種高強(qiáng)度高韌性、及具有高阻隔性及其抗菌效果的聚乳酸復(fù)合膜的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種具有抗菌阻隔性的高強(qiáng)韌聚乳酸復(fù)合膜，該復(fù)合膜原料包括聚乳酸、EV0H、聚乳酸 接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙烯辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、八臂馬來(lái)酸酐 P0SS，納米Ti02，抗氧劑和抗紫外線(xiàn)劑，通過(guò)多層共擠成膜。其特征還在于： 原料中各組分的質(zhì)量比例(按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算）為： 聚乳酸：100 EVOH ：30-50 聚乳酸接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯：5-10 甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙烯辛烯：5-10 八臂馬來(lái)酸酐POSS :2-4 納米 Ti02:2-4. 5 抗氧劑：2-4 其制備工藝為： (1) 將所有原料均于50度下真空干燥24小時(shí)，備用； (2) 將聚乳酸、EVOH、聚乳酸接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙烯辛烯共聚物接枝甲基丙 烯酸縮水甘油酯、抗氧劑和抗紫外線(xiàn)劑高速共混后，熔融擠出，切粒得到母料A，其熔融擠出 溫度為190-210度，螺桿轉(zhuǎn)速為150-200rad/min，停留時(shí)間為1-2分鐘； (3) 將母料A與POSS相容劑、納米Ti02高速共混后，通過(guò)熔融共混擠出，切粒得到母料 B，其熔融擠出溫度為190-210度，螺桿轉(zhuǎn)速為100-150rad/min，停留時(shí)間為2-3分鐘； (4) 將母料B通過(guò)多層共擠吹塑機(jī)吹膜得到多層共擠膜，吹塑溫度為180-200°C，吹脹 比介于2-4之間。
[0007] 進(jìn)一步，所述多層共擠膜的層數(shù)介于2-5層之間。
[0008] 進(jìn)一步，所述聚乳酸為聚L-乳酸，聚D-乳酸、或聚L、D-乳酸組合物，該聚乳酸的 分子量介于10萬(wàn)-30萬(wàn)，最優(yōu)的，選擇分子量介于15萬(wàn)-25萬(wàn)。
[0009] 進(jìn)一步，所述聚乳酸接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯的接枝度介于0. 8%_2%之間。
[0010] 進(jìn)一步，本發(fā)明所涉及甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙烯辛烯的分子量介于 10000-50000之間，接枝度介于1%-2· 2%之間。
[0011] 進(jìn)一步，本發(fā)明所涉及八臂馬來(lái)酸酐P0SS是一種具有八面體籠狀結(jié)構(gòu)的硅氧結(jié) 構(gòu)，多面體低聚硅倍半氧烷（P0SS)在籠狀結(jié)構(gòu)的角落上存在8個(gè)可進(jìn)行改性的基團(tuán)R，本發(fā) 明中R基團(tuán)為馬來(lái)酸基，八臂馬來(lái)酸酐P0SS的分子結(jié)構(gòu)式如下： 進(jìn)一步，所述納米Ti02的尺寸介于10-200nm之間，晶型為銳鈦型。
[0012] 進(jìn)一步，所述抗氧劑為抗氧劑264, BHT，168,1010中的一種或幾種。
[0013] 進(jìn)一步，本發(fā)明的有益效果在于，首先，具有柔性的EV0H、聚乳酸接枝甲基丙烯酸 縮水甘油酯、乙烯辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯加入提高了復(fù)合膜的柔性，而聚 乳酸接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯可于聚乳酸具有良好的融合，而乙烯辛烯共聚物接枝甲基 丙烯酸縮水甘油酯一方面連接聚乳酸接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯，另一方面連接EV0H，使 得復(fù)合膜主體樹(shù)脂具有良好的相容性，有利于整體性能的實(shí)現(xiàn)。其次，納米110 2的引入既 實(shí)現(xiàn)了在有效的提高氣體阻隔性，其銳鈦型晶型也有利于其抗菌性的實(shí)現(xiàn)。八臂馬來(lái)酸酐 P0SS起到相容劑的作用，可有效提高納米Ti02在復(fù)合膜中的分散，其本身加入也有利與復(fù) 合月旲力學(xué)性能的提尚。最后，多層共擠可進(jìn)一步有效提尚復(fù)合I旲的強(qiáng)度和氧氣阻隔性。
[0014]
【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方法。但這些實(shí)施方法僅為示范性目的，而 本發(fā)明不限于此。
[0016] 實(shí)施例1 一種具有抗菌阻隔性的高強(qiáng)韌聚乳酸復(fù)合膜，該膜原料包括聚乳酸、EV0H、聚乳酸接枝 甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙烯辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、八臂馬來(lái)酸酐P0SS， 納米Ti02，抗氧劑和抗紫外線(xiàn)劑。通過(guò)多層共擠成膜。其特征還在于： 原料中各組分的質(zhì)量比例(按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算）為： 聚乳酸：100 EV0H ：45 聚乳酸接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯：8.4 甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙烯辛烯：7. 6 八臂馬來(lái)酸酐POSS :2. 8 納米 Ti02:3.