專利名稱：3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物縱向拉伸薄膜的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚羥基脂肪酸酯(PHA)薄膜的生產(chǎn)方法，具體是3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物縱向拉伸薄膜的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
聚輕基脂肪酸酯(PHA,polyhydroxyalkanoates)是很多微生物合成的一種細(xì)胞內(nèi)聚酯，是一種天然的高分子生物材料。PHA同時(shí)具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的熱加工性能，同時(shí)可作為生物醫(yī)用材料和生物可降解包裝材料，這已經(jīng)成為近年來生物材料領(lǐng)域最為活躍的研究熱點(diǎn)。PHA還具有非線性光學(xué)性、壓電性、氣體相隔性很多高附加值性能。此外，PHA無需經(jīng)過垃圾分揀和堆肥程序，在土地、污水、河水、海水中3-6
個(gè)月被微生物分解成CO2和水，處理過程簡單易行。聚羥基脂肪酸酯薄膜的成型加工方法目前有壓延法和吹塑法，壓延法或吹塑法加工的薄膜機(jī)械性能、阻隔性能、滲透性能、透明度、表面光澤度、尺寸穩(wěn)定性等性能都較差。由于PHA分子量大，分子纏繞顯著，材料加工時(shí)冷卻慢，粘性大，熱穩(wěn)定性不足，在現(xiàn)有的壓延法或吹塑法加工中需要添加大量的其它塑料、增塑劑、成核劑，如中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開說明書 CN102492274A、CN102250453A、CN102229742A、CN102421819A、CN102015250A 等都需要添加其它塑料、增塑劑、成核劑等助劑才能加工成薄膜，其它塑料的添加影響薄膜的降解性能，增塑劑和成核劑的大量添加可能對(duì)薄膜產(chǎn)品造成污染，在應(yīng)用到食品包裝時(shí)受到限制，并且可能降低產(chǎn)品機(jī)械性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物薄膜縱向拉伸生產(chǎn)方法，該方法可提供一種高速生產(chǎn)綠色全降解聚羥基脂肪酸酯包裝薄膜產(chǎn)品。本發(fā)明將熔融指數(shù)2. 5 3. 5，維卡軟化點(diǎn)88 92°C的3_羥基丁酸_4_羥基丁酸共聚物進(jìn)行干燥，在擠出機(jī)上經(jīng)150 180°C塑化熔融后在模頭擠出，經(jīng)25 40°C的冷卻輥急冷鑄成厚片，厚片在縱向拉伸機(jī)上預(yù)熱至40 60°C，按3 6倍的倍率拉伸，用25 400C的冷卻輥冷卻，切邊，對(duì)薄膜進(jìn)行電暈處理，然后收卷成為成品。上述3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物中還可以加入芥酸酰胺，3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物與芥酸酰胺的重量比為100 0.1 0.3。更優(yōu)選是，將3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物中部分與芥酸酰胺混煉制成功能母料。上述3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物中，3-羥基丁酸單體的摩爾百分?jǐn)?shù)優(yōu)選是大于60%，更優(yōu)選是80 95%，余量為4-羥基丁酸。本發(fā)明所述熔融指數(shù)是3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物在170°C，時(shí)間為10分鐘，負(fù)荷為2160克時(shí)，通過直徑為0. 2厘米(0. 825英寸)的流變儀小口時(shí)的熔體克數(shù)。本發(fā)明產(chǎn)品的性能指標(biāo)抗拉強(qiáng)度縱向(MD)彡25MPa ;橫向(TD)彡25MPa ;摩擦系數(shù)彡0. 5，彈性模量縱向> 1600MPa，縱向> 1400MPa，與未拉伸薄膜相比，機(jī)械性能顯著提高，拉伸強(qiáng)度比未拉伸薄膜高出30%以上；阻隔性能提高，對(duì)氣體和水汽的滲透性降低；光學(xué)性能、透明度、表面光澤度提高；耐熱性、耐寒性能得到改善，尺寸穩(wěn)定性好；厚度均勻性好，厚度偏差小，實(shí)現(xiàn)高自動(dòng)化程度和高速生產(chǎn)，由于添加劑無毒且含量少，產(chǎn)品可應(yīng)用于對(duì)衛(wèi)生有嚴(yán)格要求的食品、藥品、醫(yī)療器械的包裝。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I I.配料與混合。主料選用熔融指數(shù)2. 6，維卡軟化點(diǎn)90°C的3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物。助劑芥酸酰胺，3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物與芥酸酰胺的重量比為100 0. 2。混合將部分主料和助劑混煉制成3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物與芥酸酰胺的重量比為100 4的功能母料。2.原材料的計(jì)量、混合和輸送。通過真空吸料器將主料和功能母料分別吸至露點(diǎn)除濕干燥機(jī)內(nèi)部，經(jīng)過一定時(shí)間的干燥，使原料的水分含量達(dá)到適合生產(chǎn)范圍，然后輸送至擠出機(jī)料罐，經(jīng)過金屬分離器，將物料中夾帶的金屬屑或金屬顆粒分離出來，再通過加料系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)計(jì)量閥，按主料和功能母料19 I的重量比加入到雙螺桿混煉擠出機(jī)中。3.熔融擠出、造片。進(jìn)入擠出機(jī)的原料在螺桿高速旋轉(zhuǎn)下，受熱熔融并被均勻的輸送。熔料之中低分子、分解產(chǎn)生的氣體以及水分通過擠出機(jī)的排氣孔排出。再過濾除去塑化不良材料以及雜質(zhì)，采用齒輪泵精確計(jì)量，使流量和壓力穩(wěn)定的熔體送入口模模腔，物料在口模中通過模唇的定型面擠出而成為厚度均勻的熔料片坯，再經(jīng)多個(gè)冷卻輥急冷成為厚片。熔料擠出溫度為150°C，冷卻輥溫度35°C。擠出機(jī)系統(tǒng)的好壞直接影響到原料的熔融以及助劑在熔體內(nèi)的分散效果，本發(fā)明采用雙螺桿擠出機(jī)加加料系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)計(jì)量泵方式，保證擠出過程的穩(wěn)定和物料的良好塑化。擠出機(jī)螺桿采用較大長徑比，以使得原料顆粒得到充分熔融。過濾裝置將其中雜質(zhì)、異物剔除并保證較高背壓，使物料得到更好的塑化。采用齒輪泵使送入口模的熔體精確計(jì)量，流量穩(wěn)定、壓力穩(wěn)定，由此形成厚度均勻、表面光潔的厚片。4.縱向拉伸縱向拉伸包括預(yù)熱、拉伸、冷卻定型三個(gè)過程，厚片經(jīng)多道輥預(yù)熱后，溫度達(dá)到45°C，利用輥的速差一次性4. 5倍的拉伸，使薄膜的長度伸長到拉伸前的4. 5倍，再經(jīng)35 °C的冷卻輥冷卻定型。5.后處理經(jīng)過拉伸和厚度檢測(cè)合格的薄膜，先用切邊機(jī)將其兩邊厚片切除，然后用電暈機(jī)進(jìn)行處理，以增加印刷油墨的附著力。經(jīng)電暈處理后的薄膜在收卷機(jī)上收卷成大卷，然后放置一段時(shí)間，進(jìn)行時(shí)效處理，使產(chǎn)品的性能趨向穩(wěn)定。經(jīng)后處理后的薄膜分切為用戶要求的規(guī)格，即得到3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物縱向拉伸薄膜。實(shí)施例2和實(shí)施例3工藝參數(shù)進(jìn)行改變，操作過程與實(shí)施例I相同。各個(gè)實(shí)施例的工藝參數(shù)和成品薄膜的性能參數(shù)列于下表
權(quán)利要求
1.3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物縱向拉伸薄膜的生產(chǎn)方法，其特征在于，將熔融指數(shù)2. 5 3. 5，維卡軟化點(diǎn)88 92°C的3-羥基丁酸_4_羥基丁酸共聚物進(jìn)行干燥，在擠出機(jī)上經(jīng)150 180°C塑化熔融后在模頭擠出，經(jīng)25 40°C的冷卻輥急冷鑄成厚片，厚片在縱向拉伸機(jī)上預(yù)熱至40 60°C，按3 6倍的倍率拉伸，用25 40°C的冷卻輥冷卻，切邊，對(duì)薄膜進(jìn)行電暈處理，然后收卷成為成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物中還加入芥酸酰胺，3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物與芥酸酰胺的重量比為100 : 0. I 0.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物中部分與芥酸酰胺混煉制成功能母料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3所述任一生產(chǎn)方法，其特征在于，所述3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物中，3-羥基丁酸單體的摩爾百分?jǐn)?shù)大于60%，余量為4-羥基丁酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述生產(chǎn)方法，其特征在于，所述3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物中，3-羥基丁酸單體的摩爾百分?jǐn)?shù)為80 95%，余量為4-羥基丁酸。
全文摘要
本發(fā)明公開3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物薄膜的縱向拉伸方法，將3-羥基丁酸-4-羥基丁酸共聚物進(jìn)行干燥，在擠出機(jī)上塑化熔融后在模頭擠出，冷卻輥急冷鑄成厚片，厚片在縱向拉伸機(jī)上預(yù)熱至40～60℃，按3～6倍的倍率拉伸，用25～40℃的冷卻輥冷卻，切邊，對(duì)薄膜進(jìn)行電暈處理，然后收卷成為成品，該方法提供一種高速生產(chǎn)綠色全降解聚羥基脂肪酸酯包裝薄膜產(chǎn)品，產(chǎn)品可應(yīng)用于對(duì)衛(wèi)生有嚴(yán)格要求的食品、藥品、醫(yī)療器械的包裝。
文檔編號(hào)B29L7/00GK102862298SQ20121037383
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月3日
發(fā)明者陳友標(biāo), 陳耿鋒, 洪之全, 陳文娜 申請(qǐng)人:廣東華業(yè)包裝材料有限公司