一种高阻氧、低透水可完全生物降解BOPLA薄膜及其制备方法与流程

本发明属于bopla薄膜领域，具体涉及一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着白色污染问题的日益加剧和禁塑力度的不断加大，传统石油基塑料包装的替代，正成为当前最受关注的问题之一。目前，生物可降解包装材料展现出强大的应用潜力，有望逐步代替传统石油基。

2、目前，聚乳酸(pla)是商业化应用最成功的一种可降解材料。在应用于食品包装领域，pla展现出一系列优异的性能，如高透明性、可印刷性好、安全性高、易于加工以及特有的环保特性等。但是对比其他石油基塑料产品，pla韧性、阻隔性能差都严重制约了其在包装领域的应用，因此需要提高聚乳酸薄膜的阻隔性能扩大其在更多领域的应用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜及其制备方法，解决了现有技术中的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜，由上至下依次包括：上表层、芯层和下表层；

4、所述上表层包括以下质量百分比的原料：聚乳酸切片95-99％，二氧化硅抗粘剂1-5％；

5、所述芯层包括以下质量百分比的原料：聚乳酸切片66-85％，聚乳酸共聚酯切片11-30％，有机改性蒙脱土1-3％，抗氧剂0.5-1％；

6、所述下表层包括以下质量百分比的原料：聚乳酸共聚酯切片75-85％，聚乙醇酸10-20％，有机改性蒙脱土2-5％，环氧扩链剂1-2％。

7、进一步地，所述有机改性蒙脱土的改性剂为阳离子表面活性剂。

8、进一步地，所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

9、进一步地，所述聚乳酸共聚酯切片是由l-丙交酯和己内酯在催化剂存在下开环共聚制得的共聚物，其中，己内酯的质量百分含量为9％。

10、进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168质量比1：1复配得到。

11、进一步地，所述环氧扩链剂为adr-4380。

12、进一步地，所述上表层和下表层的厚度分别占bopla薄膜总厚度的10％。

13、一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜的制备方法，包括以下步骤：

14、将芯层原料经干燥、结晶、混合后加入主挤出机，加热熔融挤出，过滤得到芯层熔体；分别将上表层原料、下表层原料混合均匀，加入两台辅挤出机，加热熔融挤出，抽真空，过滤得到上表层熔体和下表层熔体；

15、将芯层熔体、上表层熔体和下表层熔体通过三层模头共挤出制成厚片；

16、将所述厚片依次经过纵向拉伸、横向拉伸、热定型、冷却，即得。

17、进一步地，所述上表层原料和芯层原料的加热熔融挤出的温度为190-200℃，下表层原料的加热熔融挤出的温度为210-220℃。

18、进一步地，纵向拉伸的预热温度为45-55℃，拉伸温度为60-75℃，拉伸倍数为3.5～4.0倍；横向拉伸的预热温度为65-75℃，拉伸温度为70-85℃，拉伸倍数为4.0～4.5倍；热定型温度为120-130℃，冷却温度44-55℃。

19、上述的一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜在制备包装袋中的应用。

20、本发明的有益效果：

21、1、本发明的bopla薄膜在芯层中使用聚乳酸共聚酯切片，通过己内酯的柔韧性改善pla的常温脆性，提高薄膜成膜性能和生产稳定性，同时，共聚改性避免了聚合物直接共混的界面问题，从而导致阻隔性能的降低。聚乙醇酸具有极其优良的氧气、水汽阻隔性能，阻隔层中使用聚乳酸共聚酯切片和聚乙醇酸共混，可以有效提高聚乳酸的氧气、水汽的组个阻隔性能。另外，在芯层和阻隔层中加入有机改性的蒙脱土，改性后的蒙脱土能够均匀的分散在聚合物基体中，并且较大的层间距有利于高分子链的插层作用，充当聚合物的成核位点，提高薄膜的结晶度，提高薄膜的阻隔性能；与此同时，蒙脱土是一种二维材料，具有较大的比表面积，有效的增加氧气和水分子的渗透和扩散路径，阻碍了气体的微布朗运动，减少单位时间内透过薄膜分子数量，提高薄膜的阻隔性能。此外，有机改性蒙脱土在阻隔层中还能够充当增容剂，有效改善聚乳酸和聚乙醇酸之间的界面相容性，保证薄膜的阻隔性能。

22、2、本发明所制备的高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜具有优异的阻隔和机械性能，并且工艺简单，可工业化生产，在自然环境下可实现百分百降解，能够有效缓解传统塑料包装膜带来的环境污染。

1.一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜，其特征在于，由上至下依次包括：上表层、芯层和下表层；

2.根据权利要求1所述的一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜，其特征在于，所述有机改性蒙脱土的改性剂为阳离子表面活性剂。

3.根据权利要求2所述的一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

4.根据权利要求1所述的一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜，其特征在于，所述聚乳酸共聚酯切片是由l-丙交酯和己内酯在催化剂存在下开环共聚制得的共聚物，其中，己内酯的质量百分含量为9％。

5.根据权利要求1所述的一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168质量比1：1复配得到。

6.根据权利要求1所述的一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜，其特征在于，所述环氧扩链剂为adr-4380。

7.根据权利要求1所述的一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜，其特征在于，所述上表层和下表层的厚度分别占bopla薄膜总厚度的10％。

8.权利要求1-7任一项所述的一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜的制备方法，其特征在于，所述上表层原料和芯层原料的加热熔融挤出的温度为190-200℃，下表层原料的加热熔融挤出的温度为210-220℃。

10.根据权利要求8所述的一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜的制备方法，其特征在于，纵向拉伸的预热温度为45-55℃，拉伸温度为60-75℃，拉伸倍数为3.5～4.0倍；横向拉伸的预热温度为65-75℃，拉伸温度为70-85℃，拉伸倍数为4.0～4.5倍；热定型温度为120-130℃，冷却温度44-55℃。

11.权利要求1-7任一项所述的一种高阻氧、低透水可完全生物降解bopla薄膜在制备包装袋中的应用。