CN112341776A - 一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜及其制备方法。该薄膜按质量份包括：聚乳酸树脂69.7‑87.9份、低熔点聚酯树脂10‑25份、防粘连开口剂0.1‑0.3份和聚酯弹性体2‑5份。其中，所述低熔点聚酯树脂的熔融温度为150‑190℃；所述聚乳酸树脂的熔融温度大于或等于160℃，在210℃、2.16kg下的熔融指数为1g/10min‑12g/10min。本发明的聚乳酸薄膜使用分步双向拉伸工艺制备而成，该聚乳酸薄膜具有优异的直线易撕裂性能、力学性能及开口爽滑性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜及其制备方法。
背景技术
聚乳酸是以玉米淀粉为主要原料，经发酵制得乳酸，再经化学聚合而制成的全新降解塑料。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，其具有良好的生物相容性和生物可降解性。
随着人们的生活水平越来越高，对于软包装的使用便利性也提出越来越高的要求。在传统的软包装上，袋子口难撕、撕口不规则，导致内容物无法取出或是整个袋身破裂内容物直接掉出等问题，经常给消费者带来很大的困扰。
聚乳酸薄膜作为一种新型可降解薄膜材料，其力学性能优异、挺度高、透明性好，但其脆性限制了其进一步利用，大多数的聚乳酸薄膜都是从改善其脆性的角度出发，制备抗撕裂的薄膜，并没有想到利用并改善其性能实现优异的直线易撕裂功能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：提供了一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜，按质量份包括如下组分：
聚乳酸树脂69.7-87.9份、低熔点聚酯树脂10-25份、防粘连开口剂0.1-0.3份和聚酯弹性体2-5份；其中，所述低熔点聚酯树脂的熔融温度为150-190℃；所述聚乳酸树脂的熔融温度大于或等于160℃，在210℃、2.16kg下的熔融指数为1g/10min-12g/10min。
所述低熔点聚酯树脂的熔融温度为150-190℃。当低熔点聚酯树脂的熔融温度小于150℃时，则树脂的耐热性不足，从而影响薄膜的整体耐热性；当低熔点聚酯树脂的熔融温度大于190℃时，则需要加热熔融的温度过高，容易造成聚乳酸树脂的降解。
所述聚乳酸树脂的熔融温度大于或等于160℃，在210℃、2.16kg下的熔融指数为1g/10min-12g/10min。优选地，所述聚乳酸树脂的熔融温度大于或等于165℃，在210℃、2.16kg下的熔融指数为2g/10min-10g/10min。当聚乳酸树脂的熔融温度小于160℃，在210℃、2.16kg下的熔融指数小于1g/10min时，则树脂的耐热性不足，相对粘度大、熔体强度高，流动性差、熔体压力高，从而严重影响母粒及薄膜的生产效率；当左旋聚乳酸树脂在210℃、2.16kg下的熔融指数大于12g/10min时，则树脂的相对粘度小、熔体强度过低，从而影响成膜性及薄膜的拉伸强度。
在本发明一较佳实施例中，所述低熔点聚酯树脂的特性粘度为0.3-0.8dL/g。当低熔点聚酯树脂的特性粘度小于0.3dL/g时，树脂的耐热性过低，加工时容易降解；当低熔点聚酯树脂的特性粘度大于0.8dL/g时，树脂的流动性较差，不利于加工效率。
在本发明一较佳实施例中，所述防粘连开口剂的粒径为2-12um。所述防粘连开口剂为交联聚甲基丙烯酸甲酯、交联聚苯乙烯和交联甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物中的一种或多种的组合。当耐热高分子微粒的粒径小于2μm时，则防粘连开口剂在薄膜的表面很难形成有效的凸起，就没有对薄膜的开口爽滑效果；当防粘连开口剂的粒径大于12μm时，则防粘连开口剂在薄膜的表面形成的凸起过大，形成过于粗糙的表面，反而使薄膜的表面摩擦变大，起不到爽滑效果，另外过大的粒径也容易穿透较薄的薄膜，从而影响成膜性。
在本发明一较佳实施例中，所述聚酯弹性体的邵氏硬度为30-60D。
在本发明一较佳实施例中，所述聚酯弹性体中硬段为聚对苯二甲酸二甲酯，软段为聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丁二醇醚、聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯其中的一种或多种的组合。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：提供了上述一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜的制备方法，使用分步双向拉伸工艺制备，包括如下步骤：
1)按质量份将聚乳酸树脂、低熔点聚酯树脂和防粘连开口剂依次投入低速混料机中混3-5min，其中低速混料机的转速为200转/分钟；再将聚酯弹性体树脂投入低速混料机中混1-3min，其中低速混料机的转速为100转/分钟；
2)将混合好的树脂投入到挤出机中，挤出温度设定为50-200℃，经熔融挤出，熔体从T型模口流延至激冷辊上形成铸片，激冷辊温度设定为20-45℃；
3)将铸片送至拉伸区，在温度为55-75℃下进行纵向拉伸，拉伸比设定为2.0-3.5，然后在温度为70-85℃进行横向拉，拉伸比设定为3.0-5.0，最后经过热定型制成所述薄膜，定型温度设定为140-160℃。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
本发明具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜，有效解决了传统的软包装上，袋子口难撕、撕口不规则，导致内容物无法取出或是整个袋身破裂内容物直接掉出等问题。同时利用了聚乳酸树脂的脆性特点，结合特定组分的低熔点聚酯树脂、防粘连开口剂和聚酯弹性体，将缺点转化为优点，实现了优异的直线易撕裂性能，并保持了良好的力学性能和开口爽滑性能。
附图说明
图1为直线易撕裂性能测试说明图。
具体实施方式
下述实施例中采用的聚乳酸树脂可商用购得，如美国大自然公司(NatureWorks)的4系列聚乳酸树脂产品，牌号4032D。
下述实施例中采用的低熔点聚酯树脂可商用购得，如中国石化上海石油化工股份有限公司的低熔点聚酯切片产品。
下述实施例中采用的防粘开口剂可商用购得，如综研化学株式会社的交联聚甲基丙烯酸甲酯微粒产品，牌号MR-7GC，以及交联聚苯乙烯微粒产品，牌号KSR-3A。
下述实施例中采用的聚酯弹性体可商用购得，如杜邦公司的Hytrel系列产品。
本发明实施例中的具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜，按以下方法进行制备：
1)按质量份将聚乳酸树脂、低熔点聚酯树脂和防粘连开口剂依次投入低速混料机中混5min，其中低速混料机的转速为200转/分钟；再将聚酯弹性体树脂投入低速混料机中混1min，其中低速混料机的转速为100转/分钟；
2)将混合好的树脂投入到挤出机中，挤出温度设定为50-200℃，经熔融挤出，熔体从T型模口流延至激冷辊上形成铸片，激冷辊温度设定为20-45℃；
3)将铸片送至拉伸区，在温度为55-75℃下进行纵向拉伸，拉伸比设定为2.0-3.5，然后在温度为70-85℃进行横向拉，拉伸比设定为3.0-5.0，最后经过热定型制成所述薄膜，定型温度设定为140-160℃。
聚乳酸薄膜的直线易撕裂性能测试，采用如下方法进行评价：截取长度(MD方向)和宽度(TD方向)为210mm×60mm的薄膜，并在薄膜的中间切30mm的撕裂口，沿着裂缝方向匀速地撕裂薄膜200mm，并测量撕裂过程中撕裂口偏离撕裂开口所在中心线的最大距离，即偏离位移d1，如图1所示。取25块薄膜进行这种测定，若撕裂位移d0为200mm时的平均偏离位移d1≤5mm，则薄膜的直线撕裂性好(记为○)，反之，则薄膜的直线撕裂性能差(记为╳)。
实施例1
本实施例一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜，按质量百分比的组成如下：聚乳酸树脂87.9％、低熔点聚酯树脂10％、防粘连开口剂0.1％和聚酯弹性体2％。
本实施例聚乳酸薄膜的制备按以下方法进行：
1)将聚乳酸树脂，低熔点聚酯树脂，和防粘连开口剂依次投入低速混料机中混5min，其中低速混料机的转速为200转/分钟；再将聚酯弹性体树脂投入低速混料机中混1min，其中低速混料机的转速为100转/分钟；
2)将混合好的树脂投入到挤出机中，挤出温度设定为50-200℃，经熔融挤出，熔体从T型模口流延至激冷辊上形成铸片，激冷辊温度设定为30℃；
3)将铸片送至拉伸区，在温度为60℃下进行纵向拉伸，拉伸比设定为2.5，然后在温度为80℃进行横向拉，拉伸比设定为4.2，最后经过热定型制成所述薄膜，定型温度设定为145℃。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：本实施例一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜，按质量百分比的组成如下：聚乳酸树脂78.7％、低熔点聚酯树脂18％、防粘连开口剂0.3％和聚酯弹性体3％。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：本实施例一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜，按质量百分比的组成如下：聚乳酸树脂69.8％、低熔点聚酯树脂25％、防粘连开口剂0.2％和聚酯弹性体5％。
对比例1
一种聚乳酸薄膜，按质量百分比的组成如下：聚乳酸树脂99.7％、防粘连开口剂0.3％。
采用实施例1的制备方法来制备相应的薄膜。
对比例2
一种聚乳酸薄膜，按质量百分比的组成如下：聚乳酸树脂44.8％、低熔点聚酯树脂45％、防粘连开口剂0.2％和聚酯弹性体10％。
将实施例1-3和对比例1、2制备的薄膜进行测试，结果如下：
表1实施例1-3和对比例1、2薄膜性能测试表
由上表可知，实施例1-3的聚乳酸薄膜具有优异的直线易撕裂性能，并保持了良好的力学性能和开口爽滑性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜，其特征在于：按质量份包括如下组分：
聚乳酸树脂69.7-87.9份、低熔点聚酯树脂10-25份、防粘连开口剂0.1-0.3份和聚酯弹性体2-5份；其中，所述低熔点聚酯树脂的熔融温度为150-190℃；所述聚乳酸树脂的熔融温度大于或等于160℃，在210℃、2.16kg下的熔融指数为1g/10min-12g/10min。
2.根据权利要求1所述的一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜，其特征在于：所述低熔点聚酯树脂的特性粘度为0.3-0.8dL/g。
3.根据权利要求1所述的一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜，其特征在于：所述防粘连开口剂的粒径为2-12um。
4.根据权利要求1所述的一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜，其特征在于：所述防粘连开口剂为交联聚甲基丙烯酸甲酯、交联聚苯乙烯和交联甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜，其特征在于：所述聚酯弹性体的邵氏硬度为30-60D。
6.根据权利要求1所述的一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜，其特征在于：所述聚酯弹性体中硬段为聚对苯二甲酸二甲酯，软段为聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丁二醇醚、聚丙交酯、聚乙交酯、聚己内酯其中的一种或多种的组合。
7.如权利要求1-6任一项所述一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜的制备方法，其特征在于：使用分步双向拉伸工艺制备。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)按质量份将聚乳酸树脂、低熔点聚酯树脂和防粘连开口剂依次投入低速混料机中混3-5min，其中低速混料机的转速为200转/分钟；再将聚酯弹性体树脂投入低速混料机中混1-3min，其中低速混料机的转速为100转/分钟；
2)将混合好的树脂投入到挤出机中，挤出温度设定为50-200℃，经熔融挤出，熔体从T型模口流延至激冷辊上形成铸片，激冷辊温度设定为20-45℃；
3)将铸片送至拉伸区，在温度为55-75℃下进行纵向拉伸，拉伸比设定为2.0-3.5，然后在温度为70-85℃进行横向拉，拉伸比设定为3.0-5.0，最后经过热定型制成所述薄膜，定型温度设定为140-160℃。
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| CN202011313680.4A CN112341776A (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜及其制备方法 |
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| CN202011313680.4A CN112341776A (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜及其制备方法 |
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| CN202011313680.4A Pending CN112341776A (zh) | 2020-11-20 | 2020-11-20 | 一种具有直线易撕裂功能的聚乳酸薄膜及其制备方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113895126A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-01-07 | 安徽金田高新材料股份有限公司 | 一种高收缩双向拉伸聚乳酸薄膜及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001064413A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-13 | Unitika Ltd | 易引裂性二軸延伸ポリ乳酸系フィルム |
-
2020
- 2020-11-20 CN CN202011313680.4A patent/CN112341776A/zh active Pending
Patent Citations (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113895126A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-01-07 | 安徽金田高新材料股份有限公司 | 一种高收缩双向拉伸聚乳酸薄膜及其制备方法 |
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