本发明涉及高分子材料技术领域，具体是一种高强型聚乳酸包装袋及其制备方法。
背景技术：
包装袋也称为集装袋，它是一种柔性运输包装容器，广泛应用于食品、粮谷、医药、化工、矿产品等粉状、颗粒、块状物品的运输包装。
随着社会的进入，人们对环保的概念越发重视，现今，由于不可降解包装袋的大量使用，导致环境白色污染严重，因此开发可降解的包装袋尤为重要。
聚乳酸作为新型的高分子材料，由于其较好的可降解性，如今已被广泛用于包装袋的制备，但是目前市面上存在的聚乳酸包装袋力学性能存在一定缺陷，导致聚乳酸包装袋的实用性降低，因此如何在保证聚乳酸可降解性的同时，提高聚乳酸包装袋的力学性能是一个亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高强型聚乳酸包装袋及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高强型聚乳酸包装袋，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：60～100份聚乳酸，1～3份改性碳酸钙晶须，4～6份纳米二氧化硅和3～4份硅烷偶联剂kh-550。
一种高强型聚乳酸包装袋，其特征在于，所述高强型聚乳酸包装袋还包括以下重量份数的原料组分：2～6份改性聚硅氧烷和0.1～1.5份的2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮。
作为优化，所述改性碳酸钙晶须是由碳酸钙晶须经淀粉和棕榈酸钠包覆后，再经丙烯酸酯化制得
作为优化，所述改性聚硅氧烷是由二甲基三乙氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷在四甲基氢氧化铵的催化下制得。
作为优化，所述高强型聚乳酸包装袋主要包括以下重量份数的原料组分：80份聚乳酸，3份改性碳酸钙晶须，4份纳米二氧化硅，4份硅烷偶联剂kh-550，3份改性聚硅氧烷和0.8份的2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮。
作为优化，一种高强型聚乳酸包装袋的制备方法，主要包括以下制备步骤：
(1)将二甲基三乙氧基硅烷与γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷混合，并加入水和四甲基氢氧化铵，回流反应后，得改性聚硅氧烷坯料，将改性聚硅氧烷坯料加热，得改性聚硅氧烷；
(2)将玉米淀粉高温糊化，得糊化淀粉分散液，将糊化淀粉分散液与棕榈酸钠混合，并加入碳酸钙晶须，搅拌混合，得碳酸钙混合物，将碳酸钙混合物倒入硫酸铵溶液中，过滤，得滤饼；
(3)将丙烯酸与氢氧化钠溶液混合，并加入步骤(2)所得滤饼，搅拌反应后，得改性碳酸钙晶须；
(4)将聚乳酸与二氯甲烷混合，并加入纳米二氧化硅，硅烷偶联剂kh-550，步骤(1)所得改性聚硅氧烷，步骤(3)所得改性碳酸钙晶须和光引发剂，搅拌混合后，得成膜液；
(5)将步骤(4)所得成膜液移入聚四氟乙烯模板中，于紫外光条件下干燥，揭膜，得坯料，将坯料于制袋机中制袋，得高强型聚乳酸包装袋；
(6)对步骤(5)所得高强型聚乳酸包装袋进行指标分析。
作为优化，一种高强型聚乳酸包装袋的制备方法，主要包括以下制备步骤：
(1)将二甲基三乙氧基硅烷与γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷按质量比30：1混合于三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入二甲基三乙氧基硅烷质量0.25倍的水和二甲基三乙氧基硅烷质量0.02～0.08倍的四甲基氢氧化铵，回流反应后，得改性聚硅氧烷坯料，将改性聚硅氧烷坯料加热至150℃，并恒温10min后，得改性聚硅氧烷；
(2)将玉米淀粉与水按质量比3：100混合，于温度为95℃的条件下高温糊化1h，调节ph至11，得糊化淀粉分散液，将糊化淀粉分散液与棕榈酸钠按质量比30：1混合于烧杯中，并向烧杯中加入棕榈酸钠质量0.3～0.6倍的碳酸钙晶须，搅拌混合，得碳酸钙混合物，将碳酸钙混合物倒入碳酸钙混合物质量3～5倍的质量分数40％的硫酸铵溶液中，过滤，得滤饼；
(3)将丙烯酸与质量分数为5％的氢氧化钠溶液按质量比1：20混合混合，并向丙烯酸和氢氧化钠溶液的混合物中加入丙烯酸质量0.5～1.5倍的步骤(2)所得滤饼，于温度为110℃，转速为300r/min的条件下搅拌反应150min后，过滤，得改性碳酸钙晶须坯料，将改性碳酸钙晶须坯料于温度为70℃的条件下干燥2h，得改性碳酸钙晶须；
(4)将聚乳酸与二氯甲烷按质量比1：25混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入聚乳酸质量0.05倍的纳米二氧化硅，聚乳酸质量0.05倍的硅烷偶联剂kh-550，聚乳酸质量0.037倍的步骤(1)所得改性聚硅氧烷，聚乳酸质量0.037倍的步骤(3)所得改性碳酸钙晶须和聚乳酸质量0.01倍的光引发剂，搅拌混合后，得成膜液；
(5)将步骤(4)所得成膜液移入聚四氟乙烯模板中，并置于紫外光照下，于温度为40℃的条件下干燥30h后，揭膜，得坯料，将坯料于制袋机中制袋，得高强型聚乳酸包装袋；
(6)对步骤(5)所得高强型聚乳酸包装袋进行指标分析。
作为优化，步骤(1)所述回流反应条件为先于温度为60℃的条件下反应2h，在于温度为95℃，压力为-0.8mpa的条件下反应1.5h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在制备高强型聚乳酸包装袋时加入改性聚硅氧烷和改性碳酸钙晶须；首先，聚硅氧烷在经过改性后，聚硅氧烷上接枝有酯键，在加入聚乳酸中后，可有效提高改性据聚硅氧烷在聚乳酸中的分散性，其次，改性聚硅氧烷分子链中含有柔性链段，且在光催化剂的作用下可发生交联，因此，在改性聚硅氧烷加入聚乳酸中后，可在紫外光干燥过程中，在聚乳酸体系中均匀的形成交联网络，从而提高产品的力学性能，再者，本发明在制备聚乳酸包装袋是还加入了改性碳酸钙晶须，碳酸钙晶须在经过改性后，碳酸钙晶须外侧被丙烯酸酯化的淀粉包覆，因此，在加入聚乳酸体系中后，可表现出良好的分散性，均匀分散的碳酸钙晶须可促使聚乳酸良好的结晶，并且，碳酸钙晶须可作为聚乳酸大分子链和改性聚硅氧烷交联网络的缠绕位点，从而进一步提高产品的力学性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的高强型聚乳酸包装袋的各指标测试方法如下：
力学性能：采用万能拉力试验机测试各实施例所得高强型聚乳酸包装袋与对比例产品的拉伸强度。
实施例1
一种高强型聚乳酸包装袋，按重量份数计，主要包括：80份聚乳酸，3份改性碳酸钙晶须，4份纳米二氧化硅，4份硅烷偶联剂kh-550，3份改性聚硅氧烷和0.8份的2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮。
一种高强型聚乳酸包装袋的制备方法，所述高强型聚乳酸包装袋的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将二甲基三乙氧基硅烷与γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷按质量比30：1混合于三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入二甲基三乙氧基硅烷质量0.25倍的水和二甲基三乙氧基硅烷质量0.04倍的四甲基氢氧化铵，回流反应后，得改性聚硅氧烷坯料，将改性聚硅氧烷坯料加热至150℃，并恒温10min后，得改性聚硅氧烷；
(2)将玉米淀粉与水按质量比3：100混合，于温度为95℃的条件下高温糊化1h，调节ph至11，得糊化淀粉分散液，将糊化淀粉分散液与棕榈酸钠按质量比30：1混合于烧杯中，并向烧杯中加入棕榈酸钠质量0.3～0.6倍的碳酸钙晶须，搅拌混合，得碳酸钙混合物，将碳酸钙混合物倒入碳酸钙混合物质量4倍的质量分数40％的硫酸铵溶液中，于温度为30℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合30min后，过滤，得滤饼；
(3)将丙烯酸与质量分数为5％的氢氧化钠溶液按质量比1：20混合混合，并向丙烯酸和氢氧化钠溶液的混合物中加入丙烯酸质量0.8倍的步骤(2)所得滤饼，于温度为110℃，转速为300r/min的条件下搅拌反应150min后，过滤，得改性碳酸钙晶须坯料，将改性碳酸钙晶须坯料于温度为70℃的条件下干燥2h，得改性碳酸钙晶须；
(4)将聚乳酸与二氯甲烷按质量比1：25混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入聚乳酸质量0.05倍的纳米二氧化硅，聚乳酸质量0.05倍的硅烷偶联剂kh-550，聚乳酸质量0.037倍的步骤(1)所得改性聚硅氧烷，聚乳酸质量0.037倍的步骤(3)所得改性碳酸钙晶须和聚乳酸质量0.01倍的光引发剂，于转速为350r/min的条件下搅拌混合25min后，得成膜液；
(5)将步骤(4)所得成膜液移入聚四氟乙烯模板中，并置于紫外光照下，于温度为40℃的条件下干燥30h后，揭膜，得坯料，将坯料于制袋机中制袋，得高强型聚乳酸包装袋；
(6)对步骤(5)所得高强型聚乳酸包装袋进行指标分析。
作为优化，步骤(1)所述回流反应条件为先于温度为60℃的条件下反应2h，在于温度为95℃，压力为-0.8mpa的条件下反应1.5h。
实施例2
一种高强型聚乳酸包装袋，按重量份数计，主要包括：80份聚乳酸，3份碳酸钙晶须，4份纳米二氧化硅，4份硅烷偶联剂kh-550，3份改性聚硅氧烷和0.8份的2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮。
一种高强型聚乳酸包装袋的制备方法，所述高强型聚乳酸包装袋的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将二甲基三乙氧基硅烷与γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷按质量比30：1混合于三口烧瓶中，并向三口烧瓶中加入二甲基三乙氧基硅烷质量0.25倍的水和二甲基三乙氧基硅烷质量0.04倍的四甲基氢氧化铵，回流反应后，得改性聚硅氧烷坯料，将改性聚硅氧烷坯料加热至150℃，并恒温10min后，得改性聚硅氧烷；
(2)将玉米淀粉与水按质量比3：100混合，于温度为95℃的条件下高温糊化1h，调节ph至11，得糊化淀粉分散液，将糊化淀粉分散液与棕榈酸钠按质量比30：1混合于烧杯中，并向烧杯中加入棕榈酸钠质量0.3～0.6倍的碳酸钙晶须，搅拌混合，得碳酸钙混合物，将碳酸钙混合物倒入碳酸钙混合物质量4倍的质量分数40％的硫酸铵溶液中，于温度为30℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合30min后，过滤，得碳酸钙晶须；
(3)将聚乳酸与二氯甲烷按质量比1：25混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入聚乳酸质量0.05倍的纳米二氧化硅，聚乳酸质量0.05倍的硅烷偶联剂kh-550，聚乳酸质量0.037倍的步骤(1)所得改性聚硅氧烷，聚乳酸质量0.037倍的步骤(2)所得碳酸钙晶须和聚乳酸质量0.01倍的光引发剂，于转速为350r/min的条件下搅拌混合25min后，得成膜液；
(4)将步骤(3)所得成膜液移入聚四氟乙烯模板中，并置于紫外光照下，于温度为40℃的条件下干燥30h后，揭膜，得坯料，将坯料于制袋机中制袋，得高强型聚乳酸包装袋；
(5)对步骤(4)所得高强型聚乳酸包装袋进行指标分析。
作为优化，步骤(1)所述回流反应条件为先于温度为60℃的条件下反应2h，在于温度为95℃，压力为-0.8mpa的条件下反应1.5h。
实施例3
一种高强型聚乳酸包装袋，按重量份数计，主要包括：80份聚乳酸，3份改性碳酸钙晶须，4份纳米二氧化硅，4份硅烷偶联剂kh-550，3份混合硅氧烷和0.8份的2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮。
一种高强型聚乳酸包装袋的制备方法，所述高强型聚乳酸包装袋的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将二甲基三乙氧基硅烷与γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷按质量比30：1混合于三口烧瓶中于温度为60℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合40min，得改性聚硅氧烷；
(2)将玉米淀粉与水按质量比3：100混合，于温度为95℃的条件下高温糊化1h，调节ph至11，得糊化淀粉分散液，将糊化淀粉分散液与棕榈酸钠按质量比30：1混合于烧杯中，并向烧杯中加入棕榈酸钠质量0.3～0.6倍的碳酸钙晶须，搅拌混合，得碳酸钙混合物，将碳酸钙混合物倒入碳酸钙混合物质量4倍的质量分数40％的硫酸铵溶液中，于温度为30℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合30min后，过滤，得滤饼；
(3)将丙烯酸与质量分数为5％的氢氧化钠溶液按质量比1：20混合混合，并向丙烯酸和氢氧化钠溶液的混合物中加入丙烯酸质量0.8倍的步骤(2)所得滤饼，于温度为110℃，转速为300r/min的条件下搅拌反应150min后，过滤，得改性碳酸钙晶须坯料，将改性碳酸钙晶须坯料于温度为70℃的条件下干燥2h，得改性碳酸钙晶须；
(4)将聚乳酸与二氯甲烷按质量比1：25混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入聚乳酸质量0.05倍的纳米二氧化硅，聚乳酸质量0.05倍的硅烷偶联剂kh-550，聚乳酸质量0.037倍的步骤(1)所得混合硅氧烷，聚乳酸质量0.037倍的步骤(3)所得改性碳酸钙晶须和聚乳酸质量0.01倍的光引发剂，于转速为350r/min的条件下搅拌混合25min后，得成膜液；
(5)将步骤(4)所得成膜液移入聚四氟乙烯模板中，并置于紫外光照下，于温度为40℃的条件下干燥30h后，揭膜，得坯料，将坯料于制袋机中制袋，得高强型聚乳酸包装袋；
(6)对步骤(5)所得高强型聚乳酸包装袋进行指标分析。
对比例
一种高强型聚乳酸包装袋，按重量份数计，主要包括：80份聚乳酸，3份碳酸钙晶须，4份纳米二氧化硅，4份硅烷偶联剂kh-550，3份混合硅氧烷和0.8份的2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮。
一种高强型聚乳酸包装袋的制备方法，所述高强型聚乳酸包装袋的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将二甲基三乙氧基硅烷与γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷按质量比30：1混合于三口烧瓶中于温度为60℃，转速为350r/min的条件下，搅拌混合40min，得改性聚硅氧烷；
(2)将玉米淀粉与水按质量比3：100混合，于温度为95℃的条件下高温糊化1h，调节ph至11，得糊化淀粉分散液，将糊化淀粉分散液与棕榈酸钠按质量比30：1混合于烧杯中，并向烧杯中加入棕榈酸钠质量0.3～0.6倍的碳酸钙晶须，搅拌混合，得碳酸钙混合物，将碳酸钙混合物倒入碳酸钙混合物质量4倍的质量分数40％的硫酸铵溶液中，于温度为30℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合30min后，过滤，得碳酸钙晶须；
(3)将聚乳酸与二氯甲烷按质量比1：25混合于搅拌器中，并向搅拌器中加入聚乳酸质量0.05倍的纳米二氧化硅，聚乳酸质量0.05倍的硅烷偶联剂kh-550，聚乳酸质量0.037倍的步骤(1)所得混合硅氧烷，聚乳酸质量0.037倍的步骤(2)所得碳酸钙晶须和聚乳酸质量0.01倍的光引发剂，于转速为350r/min的条件下搅拌混合25min后，得成膜液；
(4)将步骤(3)所得成膜液移入聚四氟乙烯模板中，并置于紫外光照下，于温度为40℃的条件下干燥30h后，揭膜，得坯料，将坯料于制袋机中制袋，得高强型聚乳酸包装袋；
(5)对步骤(4)所得高强型聚乳酸包装袋进行指标分析。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例的高强型聚乳酸包装袋的性能分析结果。
表1
从表1中实施例1与对比例的实验数据比较可发现，在制备高强型聚乳酸包装袋时加入改性碳酸钙晶须和改性聚硅氧烷可有效提高产品的拉伸强度，从实施例1与实施例2的实验数据比较可发现，当在制备高强型聚乳酸包装袋时，不对碳酸钙晶须进行处理，碳酸钙晶须在加入聚乳酸中后无法均匀分散，因此无法起到作为聚乳酸大分子链和改性聚硅氧烷交联网络的缠绕位点的作用，因此，聚乳酸包装袋的力学性能大大降低；从实施例1与实施例3的实验数据比较可发现，当在制备高强型聚乳酸包装袋时，只加入混合硅氧烷时，混合硅氧烷在聚乳酸中的分散性不佳，且在紫外光下无法形成有效的交联网络，从而使聚乳酸包装袋的力学性能严重降低。
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标记视为限制所涉及的权利要求。