一种直线易撕聚乳酸薄膜及其制备方法与流程

本发明属于薄膜软包装，特别涉及一种直线易撕聚乳酸薄膜及其制备方法。

背景技术：

1、聚乳酸(pla)和聚羟基脂肪酸脂(pha)是生物基的、生物可降解的且生物相容的，可以作为热塑性塑料加工成一系列最终产品。聚乳酸(pla)是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。聚羟基脂肪酸酯(pha)是由很多细菌合成的一种胞内聚酯，在生物体内主要是作为碳源和能源的贮藏性物质而存在，它具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性、生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等许多优秀性能。聚羟基脂肪酸酯在可生物降解的包装材料、组织工程材料、缓释材料、电学材料以及医疗材料方面有广阔的应用前景。由于聚乳酸和聚羟基脂肪酸脂对材料可持续性、减碳及白色污染治理具有颠覆性意义，成为近年来的研究热点。

2、双向拉伸技术是一种常用于材料加工和制备的工艺方法，特别是在聚合物和塑料行业中。它是将热塑性聚合物材料熔融铸片，然后在一定温度下进行双向拉伸，使得聚合物分子在拉伸的同时取向排列，进而形成有序的结晶结构，从而显著改善聚合物材料的力学性能、光学性能、耐热性能和印刷性能。双向拉伸pla薄膜已应用食品、航空餐具、鲜花包装、胶带、标签等领域，但还未得到工业规模化应用。现有的双向拉伸pla薄膜存在诸多缺陷，例如：刚性强，噪音大、质感差；功能薄膜较少，无直线易撕裂性，在粉料包装应用场景中容易洒落。

3、申请号为cn202311080800.4的中国专利申请公开了一种具有良好韧性的双向拉伸聚乳酸薄膜及其制备方法，所述具有良好韧性的双向拉伸聚乳酸薄膜包括上表层、中间层和下表层；按质量份数计，所述中间层由25-89份的聚乳酸、1-15份的含硅环氧化腰果酚-甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物和10-60份的聚乳酸嵌段共聚物组成，所述上表层和下表层均由25-88份的聚乳酸、1-15份的含硅环氧化腰果酚-甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合物、10-50份的聚乳酸嵌段共聚物和1-10份的功能母粒组成；该方法制得的具有良好韧性的双向拉伸聚乳酸薄膜不仅具有优异的韧性，而且力学性能好，完全可生物降解，能够适用于食品、药品、日化品、医疗器械等包装领域，但该薄膜不具有直线易撕裂性，在粉料包装应用场景中容易洒落。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种直线易撕聚乳酸薄膜及其制备方法。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明的目的之一在于提供一种直线易撕聚乳酸薄膜，所述聚乳酸薄膜为三层共挤薄膜，包括外表层、芯层和内表层；

4、所述外表层和内表层以质量百分比计，由以下原料组成：聚乳酸69-88.9％、羟基脂肪酸脂共聚物10-25％、相容剂0.1-1％、聚乳酸功能母料1-5％；

5、所述芯层以质量百分比计，由以下原料组成：聚乳酸74-89.9％、羟基脂肪酸脂共聚物10-25％、相容剂0.1-1％；

6、其中，所述外表层、芯层和内表层的原料羟基脂肪酸脂共聚物中第二单体的含量占第一单体和第二单体总质量百分比的5-40％；

7、所述外表层、芯层和内表层的原料相容剂为二环氧化合物、二酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、二异氰酸酯、亚磷酸酯、二噁唑啉、马来酸酐中的一种或几种组合。

8、进一步的，所述羟基脂肪酸脂共聚物中第二单体的含量占第一单体和第二单体总质量百分比的30-40％。

9、进一步的，所述外表层、芯层和内表层的原料羟基脂肪酸脂共聚物为聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)中的一种或者几种组合。

10、进一步的，所述外表层、芯层和内表层的原料聚乳酸为左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、消旋聚乳酸中的一种或者几种组合。

11、进一步的，所述外表层和内表层的原料聚乳酸功能母料为聚乳酸与开口剂、爽滑剂、抗静电剂、抗菌剂和防雾剂中的一种或几种混合得到。

12、进一步的，所述内表层和外表层的厚度均为1-5μm，所述聚乳酸薄膜的厚度为10-60μm。

13、本发明的目的之二在于提供一种直线易撕聚乳酸薄膜的制备方法，包括以下步骤：

14、s1：按设定的质量百分比分别将外表层、芯层、内表层的原料混合，并通过各自的挤出机熔融，再统一经过t型模头流出，在冷辊上冷却后，形成未拉伸片材；

15、s2：将步骤s1所得未拉伸片材在加热状态下进行同步拉伸或者分步拉伸，拉伸温度为50-130℃，拉伸倍率为2.0*2.0-6.0*6.0；

16、s3：将步骤s2拉伸后的薄膜进行热定型，定型温度为90-130℃，定型时间为10-120s，得到一种直线易撕聚乳酸薄膜。

17、进一步的，步骤s1中，所述挤出机的温度、t型模头的温度均控制在130-200℃，所述冷辊的温度为25-45℃。

18、进一步的，步骤s1中，所述未拉伸片材的厚度为120-400μm。

19、进一步的，步骤s3中，在对所述薄膜进行热定型后，对薄膜的内表层和外表层的至少一面进行电晕处理，电晕值≥38dyn。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、1、本发明提供的一种直线易撕聚乳酸薄膜，利用羟基脂肪酸脂共聚物低弹性模量和高断裂伸长率的特性，通过共混方式改善了现有双向拉伸pla薄膜刚性强，噪音大、质感差等问题。

22、2、本发明中，由于羟基脂肪酸脂自身透明性较高，通过相容剂能够使其与聚乳酸具备较好的相容性，使其改性后的聚乳酸薄膜具备良好的力学性能和光学性能，同时选用的相容剂可以使得聚乳酸和羟基脂肪酸脂完成部分扩链反应，避免薄膜生产过程中由于流动不均导致的薄膜的厚度偏差大等问题的发生。

23、3、本发明中，利用了羟基脂肪酸脂和聚乳酸熔点差异较大的特点，在双向拉伸制备过程中，共混聚合物流出口膜时在md方向存在微裂纹，md拉伸过程中将纵向微裂纹扩大，使其在md方向具有直线撕裂性能，提升了消费者的使用体验。

技术特征：

1.一种直线易撕聚乳酸薄膜，其特征在于，所述聚乳酸薄膜为三层共挤薄膜，包括外表层、芯层和内表层；

2.根据权利要求1所述的一种直线易撕聚乳酸薄膜，其特征在于，所述羟基脂肪酸脂共聚物中第二单体的含量占第一单体和第二单体总质量百分比的30-40％。

3.根据权利要求1或2所述的一种直线易撕聚乳酸薄膜，其特征在于，所述外表层、芯层和内表层的原料羟基脂肪酸脂共聚物为聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)中的一种或者几种组合。

4.根据权利要求1所述的一种直线易撕聚乳酸薄膜，其特征在于，所述外表层、芯层和内表层的原料聚乳酸为左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、消旋聚乳酸中的一种或者几种组合。

5.根据权利要求1所述的一种直线易撕聚乳酸薄膜，其特征在于，所述外表层和内表层的原料聚乳酸功能母料为聚乳酸与开口剂、爽滑剂、抗静电剂、抗菌剂和防雾剂中的一种或几种混合得到。

6.根据权利要求1所述的一种直线易撕聚乳酸薄膜，其特征在于，所述内表层和外表层的厚度均为1-5μm，所述聚乳酸薄膜的厚度为10-60μm。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种直线易撕聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种直线易撕聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述挤出机的温度、t型模头的温度均控制在130-200℃，所述冷辊的温度为25-45℃。

9.根据权利要求7所述的一种直线易撕聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述未拉伸片材的厚度为120-400μm。

10.根据权利要求7所述的一种直线易撕聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s3中，在对所述薄膜进行热定型后，对薄膜的内表层和外表层的至少一面进行电晕处理，电晕值≥38dyn。

技术总结本发明公开了一种直线易撕聚乳酸薄膜，所述薄膜为三层共挤薄膜，包括外表层、芯层和内表层；外表层和内表层以质量百分比计由以下原料组成：聚乳酸69‑88.9％、羟基脂肪酸脂共聚物10‑25％、相容剂0.1‑1％、聚乳酸功能母料1‑5％；芯层以质量百分比计由以下原料组成：聚乳酸74‑89.9％、羟基脂肪酸脂共聚物10‑25％、相容剂0.1‑1％；其中，所述外表层、芯层和内表层的原料羟基脂肪酸脂共聚物中第二单体的含量占第一单体和第二单体总质量百分比的5‑40％；本发明利用羟基脂肪酸脂共聚物低弹性模量和高断裂伸长率的特性，通过共混方式改善了现有双向拉伸PLA薄膜刚性强，噪音大、质感差等问题，且具备良好的力学性能和光学性能，其在MD方向具有直线撕裂性能，能明显提升消费者应用体验。技术研发人员：刘运锦,贾露,陈曦受保护的技术使用者：厦门长塑实业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18