一种包装材料用phbv复合膜的制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种包装材料，特别是涉及一种包装材料用PHBV复合膜的制备方法。
【背景技术】：
[0002] 随着石油资源的日益紧缺，白色污染和温室效应的逐渐加剧，以可再生生物质资 源为原料的生物高分子材料成为目前材料领域发展的热点。生物高分子材料是一类环境 友好型新材料，主要以植物为原料，通过微生物合成获得如聚羟基烷酸酯（PHA)，聚乳酸 (PIA)等则是通过微生物合成单体再化学合成而获得。聚羟基丁酸戊酸酯（PHBV)是PHA中 的一种，是3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物，具有良好的生物降解性、生物相容性 及生物可吸收性、较长的生物吸收周期等特性，因此可应用于诸如医用材料（缝线、骨钉）、 薄膜材料（地膜、购物袋、堆肥袋）、一次性用品（笔、餐具）、包装材料（特别是食品包装） 等领域。
[0003] 例如，公开号为CN101508791B、公开日为2012. 10. 03、申请人为邢金香的中国专 利公开了"一种可生物降解塑料薄膜的生产方法"，具体提供了一种使用Ecoflex和PHBV 生产可生物降解塑料薄膜的方法，将5~50% PHBV聚羟基丁酸戊酸共聚酯和50~95% Ecof Iex脂肪族芳香族无规共聚醋混合均勾，再外加占上述混合物总重量5 %的CaCO3，该发 明具有如下有益效果：其工艺简单、易于操作，所生产的薄膜在土壤微生物的作用下，可完 全分解成水、二氧化碳及有机物，无污染，可广泛应用于农用地膜、包装袋（食品包装、工业 包装）等，是一种绿色的环保产品。不过，该薄膜存在一定的缺陷：应用于包装材料时，其在 耐热性和韧性方面的表现不理想，缩小了其应用范围。
【发明内容】
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[0004] 本发明要解本的技术本本是提供一种包装材料用PHBV复合膜的制备方法，制备 出的复合膜具有较好的耐热性和韧性，能应用于多种场合。
[0005] 为解本上述技术本本，本发明的技术方案是：
[0006] 一种包装材料用PHBV复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0007] (1)将蛇纹石用球磨机球磨后超细粉碎制得蛇纹石粉体，将硬脂酸钠溶于去离子 水混合均匀制得改性液，将蛇纹石粉体加入改性液，置于恒温水浴中搅拌30分钟，取出、过 滤，置于干燥箱中烘干至恒重，得到改性蛇纹石粉；
[0008] (2)将80-90重量份的PHBV加入双辊塑炼机中塑化2分钟，将2-6重量份的改性 蛇纹石粉以及4重量份的相容剂依次加入双辊塑炼机继续塑化8分钟，薄通8次，得到混合 料；
[0009] ⑶将混合料与4重量份的相容剂、4-8重量份的PTFE加入密炼机中熔融共混12 分钟，移至双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料，将粒料用流延膜机流延成膜，得到包装材料 用PHBV复合膜。
[0010] 优选地，本发明所述步骤（1)中，蛇纹石粉体的粒径为3 μL?。
[0011] 优选地，本发明所述步骤（1)中，蛇纹石粉体与硬脂酸钠的重量比为20:1。
[0012] 优选地，本发明所述步骤（1)中，恒温水浴的温度为80°C。
[0013] 优选地，本发明所述步骤（1)中，干燥箱的温度为80°C。
[0014] 优选地，本发明所述步骤（2)中，塑化的温度为140°C。
[0015] 优选地，本发明所述步骤（2)中，相容剂为环氧大豆油。
[0016] 优选地，本发明所述步骤（3)中，熔融共混的温度为170°C，转速为60rpm。
[0017] 优选地，本发明所述步骤（4)中，双螺杆挤出机的挤出温度为180_205°C，转速为 800rpm〇
[0018] 优选地，本发明所述步骤（4)中，包装材料用PHBV复合膜的厚度为0. 1mm。
[0019] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0020] (1)蛇纹石是具有层状结构的硅酸盐矿物，具有较好的耐热性和力学性能，在制成 粉体的过程中，其表面会出现羟基和不饱和键以致表现出很强的极性，与PHBV的弱极性不 相容，因此本发明采用硬脂酸钠作为表面改性剂对其进行表面改性，硬脂酸钠在热水中溶 解电离产生的阴离子与蛇纹石粉的表面充分接触并发生了偶联反应，大大降低了表面极性 且增大了蛇纹石粉的层间距，改善了其与PHBV之间的相容性，另一方面本发明通过熔融插 层的方式形成了剥离型复合结构，PHBV的大分子链插入了蛇纹石粉的片层之间并产生较好 的界面作用，当复合膜受到冲击作用时，蛇纹石粉因其本身较好的强度和刚度成为了应力 集中点，微裂纹扩展时遇到蛇纹石粉片层即会停止或转移，同时蛇纹石粉吸收了大量冲击 能，从而大大提高了复合膜的韧性；当复合膜处于高温环境时，蛇纹石粉片层可起到隔热的 作用且其本身具有较好的耐热性，因此可有效阻隔热量对复合膜的影响，从而有效提高复 合膜的热变形温度和耐热性。
[0021] (2)PTFE是聚四氟乙烯的英文缩写，具有很好的耐高温性、耐酸碱性以及耐溶剂 性，在相容剂环氧大豆油的帮助下，PTFE与PHBV基体之间的相容性得到了很大的改善，从 而形成了较好的相容性共混，可进一步提高复合膜的耐热性，还可有效提高复合膜的耐酸 碱性和耐溶剂性。
【具体实施方式】：
[0022] 下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0023] 实施例1
[0024] 一种包装材料用PHBV复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0025] (1)将蛇纹石用球磨机球磨后超细粉碎制得粒径为3 μ m的蛇纹石粉体，将硬脂酸 钠溶于去离子水混合均匀制得改性液，蛇纹石粉体与硬脂酸钠的重量比为20:1，将蛇纹石 粉体加入改性液，置于温度为80°C的恒温水浴中搅拌30分钟，取出、过滤，置于温度为80°C 的干燥箱中烘干至恒重，得到改性蛇纹石粉；
[0026] (2)将85重量份的PHBV加入双辊塑炼机中140°C下塑化2分钟，将5重量份的改 性蛇纹石粉以及4重量份的环氧大豆油依次加入双辊塑炼机继续塑化8分钟，薄通8次，得 到混合料；
[0027] ⑶将混合料与4重量份的相容剂、6重量份的PTFE加入密炼机中温度为170°C、 转速为60rpm下熔融共混12分钟，移至双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料，挤出温度为 180-205°C，转速为800rpm，将粒料用流延膜机流延成膜，得到厚度为0.1 mm的包装材料用 PHBV复合膜。
[0028] 实施例2
[0029] 一种包装材料用PHBV复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0030] (1)将蛇纹石用球磨机球磨后超细粉碎制得粒径为3 μ m的蛇纹石粉体，将硬脂酸 钠溶于去离子水混合均匀制得改性液，蛇纹石粉体与硬脂酸钠的重量比为20:1，将蛇纹石 粉体加入改性液，置于温度为80°C的恒温水浴中搅拌30分钟，取出、过滤，置于温度为80°C 的干燥箱中烘干至恒重，得到改性蛇纹石粉；
[0031] (2)将88重量份的PHBV加入双辊塑炼机中140°C下塑化2分钟，将2. 5重量份的 改性蛇纹石粉以及4重量份的环氧大豆油依次加入双辊塑炼机继续塑化8分钟，薄通8次， 得到混合料；
[0032] (3)将混合料与4重量份的相容剂、5重量份的PTFE加入密炼机中温度为170°C、 转速为60rpm下熔融共混12分钟，移至双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料，挤出温度为 180-205°C，转速为800rpm，将粒料用流延膜机流延成膜，得到厚度为0.1 mm的包装材料用 PHBV复合膜。
[0033] 实施例3
[0034] 一种包装材料用PHBV复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0035] (1)将蛇纹石用球磨机球磨后超细粉碎制得粒径为3 μ m的蛇纹石粉体，将硬脂酸 钠溶于去离子水混合均匀制得改性液，蛇纹石粉体与硬脂酸钠的重量比为20:1，将蛇纹石 粉体加入改性液，置于温度为80°C的恒温水浴中搅拌30分钟，取出、过滤，置于温度为80°C 的干燥箱中烘干至恒重，得到改性蛇纹石粉；