一种适合运输生物粉末的柔性膜材及其制备方法与流程

本发明涉及抗静电膜，尤其涉及一种适合运输生物粉末的柔性膜材及其制备方法。

背景技术：

1、在生产生物医用药品时，鉴于生物制药工艺规程，时常遇见将生物粉末类的原材料加上超纯水来配置液体，比如培养基，缓冲液等的工序，在这些工序中涉及到生物粉末的运输与包装。随着生物医药领域的快速发展，对用于生物粉末包装和/或运输的膜材的需求量越来越大，对其性能要求也越来越高。

2、普通膜材制成的包装和/或运输生物粉末的袋子普遍存在生物粉末易渗出，膜材内杂质及由于静电吸附在袋子表面上的灰尘易渗入生物粉末中而引起污染的技术问题。市面上的适合运输生物粉末的膜材也还或多或少存在抗静电性不足，性能稳定性不佳，由于生物粉末与膜材之间的相互摩擦而产生静电，不断吸附微小的粉末，导致粉末丢失量巨大；有阻隔层，膜材制成袋体后，在客户的应用过程中，袋体内的粉末在隔夜或多日存放后出现吸潮，团聚现象；膜材焊接强度较低，焊接难度很高，对设备依赖性和焊接破损率也很高等缺陷。

3、为了解决上述问题，授权公告号为cn103042796b的中国发明专利公开了一种抗静电聚乙烯薄膜及其制备方法，由抗静电层、中间层和电晕层通过共挤工艺吹膜生产而成，其中抗静电层通过低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、纳米级sio2、相容剂、偶联剂和抗氧化剂组成，中间层为低密度聚乙烯，电晕层为低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯的混合物。聚烯烃中接枝纳米级二氧化硅制备了新型抗静电聚乙烯薄膜，提高了薄膜的表面的比表面积和整体的抗静电性能，但是只加入纳米级二氧化硅得到的抗静电聚乙烯薄膜的抗静电性能较差，且分散性较差，对薄膜的力学性能有一定的影响，不适合运输生物粉末。

4、可见，开发一种抗静电性能佳，热封强度大，阻隔性能好，粉末吸附率低的适合运输生物粉末的柔性膜材及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进生物膜材领域的发展具有非常重要的意义。

技术实现思路

1、本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种抗静电性能佳，热封强度大，阻隔性能好，粉末吸附率低的适合运输生物粉末的柔性膜材及其制备方法。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种适合运输生物粉末的柔性膜材，由七层共挤复合结构组成，从内到外依次为第一抗静电层、第一耐热层、第一过渡层、阻隔层、第二过渡层、第二耐热层、第二抗静电层；所述第一抗静电层和第二抗静电层分别相互独立地由如下按重量份计的各原料制成：线性低密度聚乙烯60-80份、端羟基功能化的超支化聚乙烯10-20份、功能共聚物15-20份、抗氧剂0.3-0.6份、开口剂0.6-1份、抗静电剂15-20份；所述功能共聚物包括由以下单体形成的单元：3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、n-乙烯基噁唑烷酮、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、异丙烯基硼酸频哪醇酯。

3、优选的，所述第一抗静电层的厚度为25-35μm；所述第二抗静电层的厚度为25-35μm。

4、优选的，所述第一耐热层的厚度为20-30μm；所述第二耐热层的厚度为20-30μm。

5、优选的，所述第一过渡层的厚度为15-25μm；所述第二过渡层的厚度为15-25μm。

6、优选的，所述阻隔层的厚度为20-25μm。

7、优选的，所述线性低密度聚乙烯为大庆石化生产的18h10ax lldpe。

8、优选的，所述端羟基功能化的超支化聚乙烯的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述端羟基功能化的超支化聚乙烯是按授权公告号为cn104877054b的中国发明专利实施例25的方法制成。

9、优选，所述功能共聚物的制备方法，包括如下步骤：将3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、n-乙烯基噁唑烷酮、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、异丙烯基硼酸频哪醇酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，60-70℃下搅拌反应3-5h，反应结束后，冷却至室温，在水中沉出，将沉出的聚合物用乙醇洗涤3-6次，最后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到功能共聚物。

10、优选的，所述3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、n-乙烯基噁唑烷酮、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、异丙烯基硼酸频哪醇酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:(0.8-1.2):1:(0.3-0.5):(0.03-0.05):(20-25)。

11、优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。

12、优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的至少一种。

13、优选的，所述抗静电剂为抗静电剂cyastat sn、抗静电剂mv1074中的至少一种。

14、优选的，所述开口剂为油酸酰胺。

15、优选的，所述第一耐热层和第二耐热层的原料分别相互独立地按质量份数的组成为：低密度聚乙烯50-60份、高密度聚乙烯10-20份、pet树脂10-15份、相容剂1-3份。

16、优选的，所述低密度聚乙烯为exxonmobiltmldpe ld 165bw1。

17、优选的，所述高密度聚乙烯为独山子石化生产的hdpe 6070。

18、优选的，所述pet树脂为江阴兴业提供的pet cz-302。

19、优选的，所述相容剂为相容剂pe-g-st、相容剂pe-g-mah、相容剂abs-g-mah中的至少一种。

20、优选的，所述第一过渡层和第二耐热层的原料分别相互独立地由低密度聚乙烯exxonmobiltmldpe ld 165bw1制成。

21、优选的，所述阻隔层的原料是乙烯-乙烯醇共聚物evoh，选自三菱化学株式会社生产的soarnoltmd2908 evoh。

22、本发明的另一个目的，在于提供一种所述适合运输生物粉末的柔性膜材的制备方法，包括如下步骤：

23、步骤s1、按照第一抗静电层、第一耐热层、第一过渡层、阻隔层、第二过渡层、第二耐热层、第二抗静电层各原料的质量份数进行称重，在混料机中分别混合均匀，再进行干燥处理；

24、步骤s2、将第一抗静电层、第一耐热层、第一过渡层、阻隔层、第二过渡层、第二耐热层、第二抗静电层的原料分别通过挤出机加热熔融，通过七层共挤吹膜挤出制得薄膜成品，冷却成形后的薄膜成品经过牵引、割边、卷曲，得到适合运输生物粉末的柔性膜材。

25、优选的，所述七层共挤吹膜挤出的温度为180-200℃，吹膜过程中吹胀比为1.9-2.5，牵引比为4-6。

26、由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：

27、(1)本发明公开的适合运输生物粉末的柔性膜材的制备方法，采用七层共挤吹膜挤出即可，工艺流程短，工艺简单，操作控制方便，对设备依赖性低，原料来源丰富，适于连续规模化生产，具有较高的推广应用价值。

28、(2)本发明公开的适合运输生物粉末的柔性膜材，采用七层对称结构设计，能够提高膜材的整体力学性能和抗冲击能力，结合各层材料的特点，赋予最终产品抗静电性能佳，热封强度大，阻隔性能好，粉末吸附率低的优势。

29、(3)本发明公开的适合运输生物粉末的柔性膜材，所述第一抗静电层和第二抗静电层分别相互独立地由如下按重量份计的各原料制成：线性低密度聚乙烯60-80份、端羟基功能化的超支化聚乙烯10-20份、功能共聚物15-20份、抗氧剂0.3-0.6份、开口剂0.6-1份、抗静电剂15-20份；所述功能共聚物包括由以下单体形成的单元：3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、n-乙烯基噁唑烷酮、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、异丙烯基硼酸频哪醇酯。通过各原料之间的相互配合共同作用，能够赋予产品优异的抗静电性能和机械力学性能，属于静电耗散材料，其中的功能共聚物同时引入两性离子盐结构、聚乙二醇结构、噁唑烷酮、三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯和硼酸频哪醇酯结构，这些结构在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，不仅能与其它原料一起协同作用改善抗静电性能，同时还能改善功能共聚物与其它原料之间的相容性，提高耐用性和性能稳定性，延长使用寿命。

30、(4)本发明公开的适合运输生物粉末的柔性膜材，设置有阻隔层，拥有阻隔氧气，空气的效果，避免了在生物粉末运输或长期储存过程中出现吸潮、团聚结块现象。设置耐热层和过渡层，通过各层材质及原料组成的合理选取，不仅能通过改善相容性进而保障膜材的结构稳定性，还能提升焊接舒适度及焊接强度，降低抗静电活性成分对膜材本身性能的影响。