CN112111856A - 一种聚乳酸纸质热轧布制备方法 - Google Patents

一种聚乳酸纸质热轧布制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，包括以下步骤：步骤一：先将直接聚合法得到的低分子量的聚乳酸树脂切片，在高真空且聚合温度低于聚合物熔点，高于聚合物玻璃化温度的条件下进行的以提高聚合度，增大分子量；步骤二：然后熔融缩聚合成较低分子量的PDLA和PLLA,然后将这两种构型的聚乳酸等量比熔融共混，以形成立体配合物,最后，使熔融态的立体配合物降温进行固相聚合反应。本发明通过将直接聚合法得到的低分子量的聚乳酸树脂切片，在高真空且聚合温度低于聚合物熔点，高于聚合物玻璃化温度的条件下进行的以提高聚合度，增大分子量，此方法得到的聚乳酸制备的纤维具有更高的强度和更好的加工性能。

Description

一种聚乳酸纸质热轧布制备方法
技术领域
本发明涉及聚乳酸纸质热轧布技术领域，具体为一种聚乳酸纸质热轧布制备方法。
背景技术
前市面上广泛使用的食品包装袋、蒸笼纸有相当一部分是采用塑料或者纸作为材质。采用纸品作为原料加工食品包装袋、蒸笼纸等，相对塑料对环境和人体的危害要小或者没有，但纸品在生产过程中耗能高，且对环境污染严重，即使采取各种减轻污染的措施，仍属于严重污染行业。用塑料做材质的物品如果不能回收或者不能在自然条件下绿色降解，会造成日益严重的环境污染。
专利号CN201911388580.5，公开了一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，该制备方法包括投料、粗开松、混棉、二次精开松、梳理、铺网、牵伸和热轧步骤，本发明用双组份聚乳酸纤维与单组分聚乳酸纤维充分混合，再在合理温度下经光轧辊轧制成表面光洁的纸质热轧布，制得的聚乳酸纸质热轧布不含塑化剂、粘结剂，不会发生增塑剂迁移，力学强度较高，制得的40- 60g/m2聚乳酸热轧布，横向强力达到97-171N，纵向强力达到108-157N，同时食品接触性安全，耐高温能力强，可以作为食品包装材料用来包装油脂性、温度高的食品，且可绿色降解，对环境无污染，符合国家绿色发展政策需求。
但是现有的聚乳酸纸质热轧布在生产过程中，所制成的热轧布，强度和加工性能都不是很好，而且耐热性能不是很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，解决了背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，包括以下步骤：
步骤一：先将直接聚合法得到的低分子量的聚乳酸树脂切片，在高真空且聚合温度低于聚合物熔点，高于聚合物玻璃化温度的条件下进行的以提高聚合度，增大分子量；
步骤二：然后熔融缩聚合成较低分子量的PDLA和PLLA,然后将这两种构型的聚乳酸等量比熔融共混，以形成立体配合物,最后，使熔融态的立体配合物降温进行固相聚合反应，非晶态的聚乳酸链延长为高分子量的有规嵌段外消旋聚乳酸；
步骤三：将步骤一和步骤二得到的材料与碳纤维丝利用混合设备进行混合；
步骤四：最后将混合物投料、粗开松、混棉、二次精开松、梳理、铺网、牵伸和热轧制成热轧布。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤四中的碳纤维丝，规格可为 1K、3K、6K、12K、24K和48K中的一种或几种。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤一中的聚乳酸树脂，可为左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、内旋聚乳酸和外旋聚乳酸中的一种或几种。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤三中的混合设备，可为机械式混合设备、气流混合设备和间歇式混合设备中的一种或几种。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤四中的混棉，可采用大仓混棉机、多仓混棉机、自动混棉机和五辊混棉机中的一种或几种。
作为本发明的一种优选实施方式，所述步骤四中的梳理，可采用回转盖板式梳理机和罗拉式梳理机中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
通过将直接聚合法得到的低分子量的聚乳酸树脂切片，在高真空且聚合温度低于聚合物熔点，高于聚合物玻璃化温度的条件下进行的以提高聚合度，增大分子量，此方法得到的聚乳酸制备的纤维具有更高的强度和更好的加工性能，PLLA和PDLA具有良好的结晶特性，两种均聚物的熔点都在 180℃左右。而PLLA和PDLA形成的立构复合物则具有230℃的熔点，提高了 50℃左右，这种结构有效地提高了聚乳酸的耐热性，能够直接对生产加工产生影响，通过加入碳纤维丝，将碳纤维丝与上述两种材料混合，能够大幅度提升热轧布的抗拉强度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种聚乳酸纸质热轧布制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，包括以下步骤：
步骤一：先将直接聚合法得到的低分子量的聚乳酸树脂切片，在高真空且聚合温度低于聚合物熔点，高于聚合物玻璃化温度的条件下进行的以提高聚合度，增大分子量；
步骤二：然后熔融缩聚合成较低分子量的PDLA和PLLA,然后将这两种构型的聚乳酸等量比熔融共混，以形成立体配合物,最后，使熔融态的立体配合物降温进行固相聚合反应，非晶态的聚乳酸链延长为高分子量的有规嵌段外消旋聚乳酸
步骤三：将步骤一和步骤二得到的材料与碳纤维丝利用混合设备进行混合；
步骤四：最后将混合物投料、粗开松、混棉、二次精开松、梳理、铺网、牵伸和热轧制成热轧布。
进一步的，所述步骤四中的碳纤维丝，规格可为1K、3K、6K、12K、24K 和48K中的一种或几种。
进一步的，所述步骤一中的聚乳酸树脂，可为左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、内旋聚乳酸和外旋聚乳酸中的一种或几种。
进一步的，所述步骤三中的混合设备，可为机械式混合设备、气流混合设备和间歇式混合设备中的一种或几种。
进一步的，所述步骤四中的混棉，可采用大仓混棉机、多仓混棉机、自动混棉机和五辊混棉机中的一种或几种。
进一步的，所述步骤四中的梳理，可采用回转盖板式梳理机和罗拉式梳理机中的一种或几种。
实施例一
一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，包括以下步骤：
步骤一：先将直接聚合法得到的低分子量的聚乳酸树脂切片，在高真空且聚合温度低于聚合物熔点，高于聚合物玻璃化温度的条件下进行的以提高聚合度，增大分子量；
步骤二：然后熔融缩聚合成较低分子量的PDLA和PLLA,然后将这两种构型的聚乳酸等量比熔融共混，以形成立体配合物,最后，使熔融态的立体配合物降温进行固相聚合反应，非晶态的聚乳酸链延长为高分子量的有规嵌段外消旋聚乳酸
步骤三：将步骤一和步骤二得到的材料与碳纤维丝利用混合设备进行混合；
步骤四：最后将混合物投料、粗开松、混棉、二次精开松、梳理、铺网、牵伸和热轧制成热轧布。
传统聚乳酸纸质热轧布的制备方法数据参数表1如下：
测试项目 热轧布强度 加工性能 抗拉性能
参数指标 中 低 一般
实施例一聚乳酸纸质热轧布的制备方法数据参数表2如下：
测试项目 热轧布强度 橄榄果制备效率 抗拉性能
参数指标 高 高 优
综上述，参照表1和表2的数据对比得到，本发明通过将直接聚合法得到的低分子量的聚乳酸树脂切片，在高真空且聚合温度低于聚合物熔点，高于聚合物玻璃化温度的条件下进行的以提高聚合度，增大分子量，此方法得到的聚乳酸制备的纤维具有更高的强度和更好的加工性能，PLLA和PDLA具有良好的结晶特性，两种均聚物的熔点都在180℃左右。而PLLA和PDLA形成的立构复合物则具有230℃的熔点，提高了50℃左右，这种结构有效地提高了聚乳酸的耐热性，能够直接对生产加工产生影响，通过加入碳纤维丝，将碳纤维丝与上述两种材料混合，能够大幅度提升热轧布的抗拉强度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：先将直接聚合法得到的低分子量的聚乳酸树脂切片，在高真空且聚合温度低于聚合物熔点，高于聚合物玻璃化温度的条件下进行的以提高聚合度，增大分子量；
步骤二：然后熔融缩聚合成较低分子量的PDLA和PLLA,然后将这两种构型的聚乳酸等量比熔融共混，以形成立体配合物,最后，使熔融态的立体配合物降温进行固相聚合反应，非晶态的聚乳酸链延长为高分子量的有规嵌段外消旋聚乳酸；
步骤三：将步骤一和步骤二得到的材料与碳纤维丝利用混合设备进行混合；
步骤四：最后将混合物投料、粗开松、混棉、二次精开松、梳理、铺网、牵伸和热轧制成热轧布。
2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，其特征在于：所述步骤四中的碳纤维丝，规格可为1K、3K、6K、12K、24K和48K中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，其特征在于：所述步骤一中的聚乳酸树脂，可为左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、内旋聚乳酸和外旋聚乳酸中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，其特征在于：所述步骤三中的混合设备，可为机械式混合设备、气流混合设备和间歇式混合设备中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，其特征在于：所述步骤四中的混棉，可采用大仓混棉机、多仓混棉机、自动混棉机和五辊混棉机中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种聚乳酸纸质热轧布制备方法，其特征在于：所述步骤四中的梳理，可采用回转盖板式梳理机和罗拉式梳理机中的一种或几种。。
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