本發(fā)明屬于高分子材料技術領域，涉及一種PLA/PBAT復合薄膜及其制備方法。

背景技術：
塑料薄膜的使用已滲透到人們生活的各個領域，被廣泛地用作食品包裝、電子電器產(chǎn)品包裝及商場購物袋、垃圾袋等。傳統(tǒng)的塑料薄膜材料如聚丙烯（PP）薄膜、聚乙烯（PE）薄膜等的原材料為石油，使用完丟棄到自然中難以降解，給環(huán)境造成了巨大的危害。伴隨著石油資源的日益枯竭和人們對環(huán)保意識的不斷增強，開發(fā)全降解的環(huán)境友好型高分子材料應用于薄膜材料領域以成為未來的發(fā)展主流。聚乳酸（PLA）是由玉米、馬鈴薯等可再生植物資源提取出的淀粉轉化為葡萄糖，葡萄糖經(jīng)過發(fā)酵成為乳酸，進一步聚合而成的脂肪族聚酯。PLA的玻璃化轉變溫度Tg大約為55℃，熔點Tm大約180℃，有著良好的生物相容性和高強度，且能夠完全生物降解，降解后的最終產(chǎn)物為水和二氧化碳，因而，無毒，不會造成環(huán)境污染。雖然PLA的綜合性能優(yōu)良，強度較高，但是其韌性差，純PLA的斷裂伸長率大概4%左右。聚（對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）酯（PBAT）是一種脂肪族-芳香族共聚酯。這種共聚酯具有良好的生物降解性能，降解的最終產(chǎn)物為水和二氧化碳，是一種環(huán)境友好型高分子材料，同時其還具有良好的延展性和韌性，又具有很好的耐熱性和沖擊性能。因此，將PLA和PBAT共混，利用兩者性能優(yōu)勢互補，調節(jié)兩者的共混比例，不僅可得到強度較高的共混物，而且還可以提高共混物的柔韌性，利用這種共混物制備的薄膜可以實現(xiàn)全生物降解，是一種環(huán)境友好型材料。根據(jù)對現(xiàn)有技術檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利CN102516729公開了一種完全生物降解聚乳酸組合物及其制備方法，在PLA和PBAT共混體系中加入了二惡唑啉類擴鏈劑來提高共混體系中兩組分的界面相容性；同時文獻資料也分別報道了采用聚乙二醇（PEG）、聚己內酯（PCL）和商品名為LotaderAX8900、JoncrylADR-4368、ADR-4370環(huán)氧類擴鏈劑來提高PLA和PBAT共混組分的相容性，從而制備高性能的全生物降解薄膜。但是，二惡唑啉類擴鏈劑主要對-COOH表現(xiàn)為較高的活性，而環(huán)氧類擴鏈劑需要在較高的溫度下才能有較高的反應活性，但是溫度過高會使聚酯組分降解嚴重。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的在于為克服現(xiàn)有技術的缺陷而提供一種PLA/PBAT復合薄膜及其制備方法。采用本發(fā)明技術方案不僅可以很好地提高共混物兩組分的相容性，而且所得到的共混物可以用于制備全生物降解薄膜，該薄膜可廣泛應用于商場購物袋、垃圾袋、食品包裝袋、農(nóng)業(yè)用薄膜等領域。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種PLA/PBAT復合薄膜，由包括以下重量份的組分制成：聚乳酸10-90份，聚（對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）酯10-90份，增容劑A0.04-2.5份，增容劑B0.04-2.5份，潤滑劑0-3份，抗氧劑0-3份，填料1-50份。所述的聚乳酸主要是由L-乳酸聚合得到，同時體系中還含有少量的D-乳酸，優(yōu)選重均分子量為40000-200000。所述聚（對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）酯（PBAT）以對苯二甲酸（PTA）或對苯二甲酸二甲酯（DMT）、1，4-丁二醇（BG）和己二酸（AA）為原料聚合得到，優(yōu)選重均分子量為20000-130000。所述增容劑A選自二惡唑啉類擴鏈劑，進一步優(yōu)選2，2’-雙（2-惡唑啉）或1，3-苯撐-雙（2-惡唑啉）中的一種或一種以上。所述增容劑B選自官能度≥2的異氰酸酯類擴鏈劑，進一步優(yōu)選六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、間苯二甲撐二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯或多亞甲基多苯基異氰酸酯中的一種或一種以上。所述潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鈉、硬脂酸鎂、硬脂酸鋇、油酸酰胺、芥酸酰胺、亞烷基二脂肪酰胺、乙撐雙硬脂酰胺、石蠟或聚乙烯蠟等中的一種或一種以上。所述抗氧劑為四[β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧劑1010）、β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八碳醇酸酯（抗氧劑1076）、2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)（抗氧劑2246）、三（2.4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯（抗氧劑168）中的一種或一種以上。所述填料為碳酸鈣、高嶺土、二氧化硅、云母、蒙脫土、粘土、碳酸鋇、碳酸鈉、滑石粉、氧化鋁、硫酸鋇、硫酸鎂等中的一種或一種以上。一種上述PLA/PBAT復合薄膜的制備方法，包括如下步驟：（1）將聚乳酸、聚（對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）酯和填料干燥處理；（2）按上述配比稱取各組分原料，將聚乳酸、聚（對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）酯、增容劑A、增容劑B、潤滑劑、抗氧劑和填料混合均勻；（3）將混合好的料加入到雙螺桿擠出機中熔融共混，擠出造粒；（4）將經(jīng)過雙螺桿擠出得到的粒料干燥處理；（5）將步驟（4）中干燥后的粒料加入到單螺桿擠出機中，擠出吹塑，得到全生物降解薄膜。所述的步驟（1）中聚乳酸、聚（對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）酯的干燥溫度為60-80℃，干燥時間為6-24h；填料的干燥溫度為100-120℃，時間為5-10h；干燥設備為真空烘箱或鼓風烘箱。所述的步驟（3）中雙螺桿擠出機擠出溫度為110-180℃，螺桿轉速60-600rpm，螺桿長徑比L/D為40-50:1。所述的步驟（4）中干燥溫度為60-80℃，干燥時間為6-24h，干燥設備為真空烘箱或鼓風烘箱。所述的步驟（5）中單螺桿擠出機擠出溫度為130-170℃，螺桿轉速100-400rpm，螺桿長徑比L/D為20-40:1；單螺桿擠出機的模頭口徑與泡管直徑之比為3-5:1。本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明所提供的共混物制備工藝簡單，聚合物基體間界面相容性好；共混物不僅具有很好的力學性能，而且還具有很好的柔韌性，制備的薄膜可全生物降解，可廣泛的應用于各種薄膜領域。具體實施方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。實施例中實驗原料：PLA：聚乳酸，Natureworks公司提供，牌號分別為4032D、2002D；該牌號的PLA聚合原料主要成分為L-乳酸，同時還含有<5%的D-乳酸，重均分子量Mw范圍為10-20萬。PBAT：聚（對苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）酯，實施例1-6使用的是德國巴斯夫公司生產(chǎn)，牌號為EcoflexFBX7011的PBAT，重均分子量Mw為12.4萬。實施例7中使用的PBAT重均分子量為2.5萬。力學性能測試：拉伸性能測試標準為ASTMD638，拉伸速度50mm/min。實施例1（1）將PLA（4032D）和PBAT于80℃鼓風烘箱中干燥處理12h，碳酸鈣于105℃鼓風烘箱中干燥處理6h；（2）然后取90份PLA、10份PBAT、0.04份2，2’-雙（2-惡唑啉）、2.4份六亞甲基二異氰酸酯、0.6份硬脂酸鈣、0.1份抗氧劑1010、10份碳酸鈣于高混機中常溫混合5min；（3）將得到的混合物加入到雙螺桿機中擠出造粒，雙螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)150℃、二區(qū)160℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)175℃、機頭180℃；螺桿轉速為200rpm，長徑比L/D=40/1；（4）將步驟（3）得到的粒料于80℃鼓風烘箱中干燥處理12h；（5）將步驟（4）中干燥后的粒料加入到單螺桿機中擠出吹塑，單螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)120℃、二區(qū)140℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)170℃、機頭165℃；螺桿轉速為150rpm，長徑比L/D=25/1，單螺桿擠出機的模頭口徑與泡管直徑之比為3：1。實施例2（1）將PLA(4032D)和PBAT于80℃烘箱中干燥處理12h，滑石粉于110℃烘箱中干燥處理6h；（2）然后取60份PLA、40份PBAT、0.9份1，3-苯撐-雙（2-惡唑啉）、0.04份二苯基甲烷二異氰酸酯、0.3份油酸酰胺、0.1份抗氧劑1076、20份滑石粉于高混機中常溫混合5min；（3）將得到的混合物加入到雙螺桿機中擠出造粒，雙螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)150℃、二區(qū)160℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)175℃、機頭180℃；螺桿轉速為200rpm，長徑比L/D=40/1；（4）將步驟（3）得到的粒料于80℃鼓風烘箱中干燥處理12h；（5）將步驟（4）中干燥后的粒料加入到單螺桿機中擠出吹塑，單螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)120℃、二區(qū)140℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)170℃、機頭165℃；螺桿轉速為150rpm，長徑比L/D=25/1，單螺桿擠出機的模頭口徑與泡管直徑之比為4:1。實施例3（1）將PLA(2002D)和PBAT于80℃烘箱中干燥處理12h，蒙脫土于105℃烘箱中干燥處理6h；（2）然后取10份PLA、90份PBAT、2.4份2，2’-雙（2-惡唑啉）、0.6份多亞甲基多苯基異氰酸酯、0.1份芥酸酰胺、0.1份抗氧劑168、50份蒙脫土于高混機中常溫混合5min；（3）將得到的混合物加入到雙螺桿機中擠出造粒，雙螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)150℃、二區(qū)160℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)175℃、機頭180℃；螺桿轉速為200rpm，長徑比L/D=40/1；（4）將步驟（3）得到的粒料于80℃鼓風烘箱中干燥處理12h；（5）將步驟（4）中干燥后的粒料加入到單螺桿機中擠出吹塑，單螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)120℃、二區(qū)140℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)170℃、機頭165℃；螺桿轉速為150rpm，長徑比L/D=25/1，單螺桿擠出機的模頭口徑與泡管直徑之比為5:1。實施例4（1）將PLA(2002D)和PBAT于80℃烘箱中干燥處理12h，二氧化硅于105℃烘箱中干燥處理6h；（2）然后取70份PLA、30份PBAT、1.1份1，3-苯撐-雙（2-惡唑啉）、0.9份賴氨酸二異氰酸酯、0.2份乙撐雙硬脂酰胺、0.1份抗氧劑1010、30份碳酸鈣于高混機中常溫混合5min；（3）將得到的混合物加入到雙螺桿機中擠出造粒，雙螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)150℃、二區(qū)160℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)175℃、機頭180℃；螺桿轉速為200rpm，長徑比L/D=40/1；（4）將步驟（3）得到的粒料于80℃鼓風烘箱中干燥處理12h；（5）將步驟（4）中干燥后的粒料加入到單螺桿機中擠出吹塑，單螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)120℃、二區(qū)140℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)170℃、機頭165℃；螺桿轉速為150rpm，長徑比L/D=25/1，單螺桿擠出機的模頭口徑與泡管直徑之比為5:1。實施例1-4制得的全生物降解薄膜的性能測試如下表1：表1性能實施例1實施例2實施例3實施例4拉伸強度/MPa61483754斷裂伸長率/%185273316217從表1中可以看出，經(jīng)過改性后的共混物不僅有較高的拉伸強度，同時斷裂伸長率也較大，改性后的材料可直接用于制備薄膜等包裝材料。實施例5（1）將PLA(4032D)和PBAT于80℃烘箱中干燥處理12h，二氧化硅于105℃烘箱中干燥處理6h；（2）然后取30份PLA、70份PBAT、2份1，3-苯撐-雙（2-惡唑啉）、2份甲苯二異氰酸酯、3份石蠟、3份抗氧劑2246、30份二氧化硅于高混機中常溫混合5min；（3）將得到的混合物加入到雙螺桿機中擠出造粒，雙螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)150℃、二區(qū)160℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)175℃、機頭180℃；螺桿轉速為200rpm，長徑比L/D=50/1；（4）將步驟（3）得到的粒料于80℃鼓風烘箱中干燥處理12h；（5）將步驟（4）中干燥后的粒料加入到單螺桿機中擠出吹塑，單螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)120℃、二區(qū)140℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)170℃、機頭165℃；螺桿轉速為150rpm，長徑比L/D=20/1，單螺桿擠出機的模頭口徑與泡管直徑之比為3:1。實施例6（1）將PLA(4032D)和PBAT于80℃烘箱中干燥處理12h，硫酸鎂于105℃烘箱中干燥處理6h；（2）然后取40份PLA、60份PBAT、2.5份2，2’-雙（2-惡唑啉）、2.5份異佛爾酮二異氰酸酯、40份硫酸鎂于高混機中常溫混合5min；（3）將得到的混合物加入到雙螺桿機中擠出造粒，雙螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)150℃、二區(qū)160℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)175℃、機頭180℃；螺桿轉速為200rpm，長徑比L/D=45/1；（4）將步驟（3）得到的粒料于80℃鼓風烘箱中干燥處理12h；（5）將步驟（4）中干燥后的粒料加入到單螺桿機中擠出吹塑，單螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)120℃、二區(qū)140℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)170℃、機頭165℃；螺桿轉速為150rpm，長徑比L/D=40/1，單螺桿擠出機的模頭口徑與泡管直徑之比為4:1。實施例7（1）將PLA(4032D)和PBAT于80℃烘箱中干燥處理12h，硫酸鎂于105℃烘箱中干燥處理6h；（2）然后取40份PLA、60份PBAT、2.5份2，2’-雙（2-惡唑啉）、2.5份異佛爾酮二異氰酸酯、40份硫酸鎂于高混機中常溫混合5min；（3）將得到的混合物加入到雙螺桿機中擠出造粒，雙螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)150℃、二區(qū)160℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)175℃、機頭180℃；螺桿轉速為200rpm，長徑比L/D=45/1；（4）將步驟（3）得到的粒料于80℃鼓風烘箱中干燥處理12h；（5）將步驟（4）中干燥后的粒料加入到單螺桿機中擠出吹塑，單螺桿機各區(qū)溫度為：一區(qū)120℃、二區(qū)140℃、三區(qū)160℃、四區(qū)170℃、五區(qū)170℃、六區(qū)170℃、機頭165℃；螺桿轉速為150rpm，長徑比L/D=40/1，單螺桿擠出機的模頭口徑與泡管直徑之比為4:1。上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發(fā)明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內。