一种多层聚乳酸复合阻隔高强度膜的制造方法与工艺

本发明涉及一种膜的制备方法，尤其涉及一种具有优异强度、优异阻隔性的聚乳酸环保复合膜的制备方法。

背景技术：
塑料材料虽然拥有较优异的性能和广泛的适用性，但其来源于石油产品且无法降解，在资源危机和环境污染越发严重的今天，寻找性能优良且可再生的替代材料则成为目前材料领域研究的重中之重。目前，膜用量越来越大，而广泛采用的塑料膜如PE膜、PP膜、PET膜等虽然具有良好的力学性能，且制备简易，但无法降解，造成了严重的白色污染。在可降解材料中，淀粉因其便宜的价格和广泛的来源已被深入研究并通过改性与复合制备了多种生活与工业用品，如淀粉基膜、淀粉餐具等。但淀粉有其天然的缺陷，它的力学性能差，性能不稳定，只能运用于对力学性能要求低的领域。而聚乳酸的出现改变了这一现状。聚乳酸（PLA）是脂肪族聚酯，以乳酸（2-羟基丙酸）为基本结构单元。PLA可通过发酵玉米等天然原料制得，也可采用乳酸缩聚制得。PLA及其终端产品可在堆肥条件下自然分解成为CO2和水，降低了固体废弃物排放量，是一种绿色环保的生物来源材料。聚乳酸虽然具有良好的生物可降解性，可加工性，优良的力学性能，但是其性脆易碎，缺乏弹性和柔韧性，很大程度上限制了聚乳酸膜的应用。就膜需要而言，除了对力学性能有较高要求外，在某些特殊领域还提出了功能性的要求，如在食品药品包装领域需要防水、隔气、抗菌、防锈等，单纯的可降解材料膜很难实现功能化。采用多层共挤出的方式制备性能优异的多功能膜是一种在薄膜制备领域常见的手段，如CN104191584A公开的一种医用多层共挤膜制造方法，通过内封层、核心层和耐温层的复合，为膜提供了良好的力学与耐热性能。CN103481616A公开了一种防静电多层共挤膜及其制备方法，该复合膜采用多种阻隔抗静电材料有机搭配熔融共挤成膜使得复合膜具有了优异的强度及阻隔抗静电性。通过多层配合的方式，结合不同层的特性叠加，来实现包括更好的强度、韧性、或其他的功能性如弹性、阻隔性、阻燃性等无疑是一种非常简单而实用的方法。本发明中，通过多层功能性聚乳酸膜的搭配，来实现优异的膜强度及阻隔性。

技术实现要素：
本发明的目的是为了单层聚乳酸膜强度差、且无法实现阻隔性的缺陷，提供一种具有优异强度和阻隔性的复合膜的制备方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种多层聚乳酸复合阻隔高强度膜，由多层复合而得，包括外层的聚乳酸疏水膜层、中间层聚乳酸阻隔膜层、底层聚乳酸增强膜层。其特征还在于：外层的聚乳酸疏水膜层和中间层聚乳酸阻隔膜层，中间层聚乳酸阻隔膜层和底层聚乳酸增强膜层之间均设有热熔胶膜层。进一步，所述聚乳酸疏水膜层为以聚乳酸、聚乳酸接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、POSS改性物、增强物为主要原料，加入少量助剂包括抗氧剂、防水剂、抗紫外剂成膜；其中，主料中，聚乳酸的质量分数介于40%-80%之间，聚乳酸接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量分数介于8%-15%之间，POSS改性物的质量分数介于2%-5%之间，增强物的质量分数介于8%-25%之间，助剂抗氧剂、防水剂、抗紫外剂的用量皆为聚乳酸质量的2-4%之间。进一步，所述POSS改性物为八臂（3-羟基-3-甲基丁基二甲基硅氧烷基）POSS，英文名为:Octa(3-hydroxy-3-methylbutyldimethylsiloxy)POSS，POSS是一种具有八面体笼状结构的硅氧结构，多面体低聚硅倍半氧烷（POSS）在笼状结构的角落上存在8个可进行改性的基团R。本发明中R基团为3-羟基-3甲基丁基二甲基硅氧烷，其分子结构式如下：进一步，所述的聚乳酸接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯为在聚乳酸表面接入甲基丙烯酸缩水甘油酯链段。接入方法可采用熔融接入法，即以聚乳酸和甲基丙烯酸缩水甘油...