本发明属于功能材料，尤其是涉及一种通过预拉伸工艺制备高性能聚乳酸双向拉伸膜。
背景技术：
1、塑料污染的不断加剧，包装材料作为不可或缺的塑料制品，追求原材料全生物基可降解义不容辞，聚乳酸(pla是一种环境可再生资源，兼具良好的降解性、机械强度与良好的可加工性，被认为是传统石油基聚合物的良好替代品之一。但是由于其固有脆性等缺点限制了其本身在包装行业领域的应用，常通过吹塑与双拉工艺等通过取向克服聚乳酸固有的脆性缺点，双向拉伸工艺通过热拉伸调控链段运动能力定制取向微晶与无定型结构，是提高聚合物综合性能的有效途径，例如公开号为cn117801488a的现有技术公开了一种兼具高耐热与刚韧平衡的透明聚乳酸薄膜及其制备方法与应用。但由于单组分聚乳酸双向拉伸薄膜热拉伸后的强度与延展性等提高有限，聚合物共混物可以综合单一聚合物的优点，有效解决这一问题。聚乳酸共混双拉薄膜在热拉伸过程中在一定拉伸倍率下随着高取向度强度大幅度提高，但是延展性往往降低，在超大倍率的工业加工中往往因为共混物相容性等而造成性能恶化或者成膜率较差等问题。在工业生产中如何在低倍率下制备具有高强高韧透明聚乳酸双拉薄膜是目前工业难题之一。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种高性能聚乳酸双向拉伸膜及其制备方法。本发明通过两步双向拉伸工艺制备了聚乳酸双向拉伸膜，进一步提高了强度、韧性、透明性，同时降低雾度；可有效拓宽共混薄膜的应用领域。
2、本发明的技术方案如下：
3、本发明的第一个目的是提供一种高性能聚乳酸双向拉伸膜，由聚乳酸、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)、环氧增容剂和加工助剂经过两步双向拉伸工艺制得；其原料包括聚乳酸(pla)80-95份，聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)(phbh)5-20份，环氧增容剂0.1-2份，加工助剂0.1-3份；各原料以重量份数计。
4、在本发明的一个实施例中，所述聚乳酸的光学纯度为97.5％。
5、在本发明的一个实施例中，所述聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)中hh含量为6-11％。
6、在本发明的一个实施例中，所述环氧增容剂为adr4468、adr4400中的一种或多种。
7、在本发明的一个实施例中，所述加工助剂为抗水解剂、抗氧剂、润滑剂中一种或多种。
8、在本发明的一个实施例中，所述抗氧化剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或多种。
9、在本发明的一个实施例中，所述抗水解剂为碳化二亚胺类抗水解剂。
10、在本发明的一个实施例中，所述润滑剂为液体石蜡、硬脂酸酰胺中的一种或多种。
11、本发明的第二个目的是提供一种高性能聚乳酸双向拉伸膜的制备方法，包括以下步骤：
12、(1)将0.1-2份环氧增容剂、0.1-3份加工助剂、80-95份聚乳酸和5-20份聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)一起送入双螺杆挤出机中熔融挤出，流延成型薄膜，然后经流延辊快速降温冷却，控制pla薄膜初始结晶度至5％以下；
13、(2)利用双向拉伸工艺对冷却后的薄膜在60-100℃进行两步双向拉伸，然后在60-100℃下进行热处理定型，得到所述高性能聚乳酸双向拉伸膜。
14、在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，聚乳酸、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)使用前分别进行70℃干燥处理。
15、在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，熔融共混的温度为170-200℃。
16、熔融共混温度的设定，既保持了环氧基团与两组分间的充分反应，也避免了phbh在高温下部分降解。
17、在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，流延辊温度依次设置为50℃、50℃、20℃。
18、在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，两步双向拉伸的过程为：在60-80℃下以恒定拉伸速率进行同步初次预拉伸，然后80-100℃下以恒定拉伸速率进行第二次拉伸。
19、在本发明的一个实施例中，初次预拉伸的拉伸速率为30-240mms/s，优选地，初次预拉伸的拉伸速率为70mm/s或140mm/s。
20、在本发明的一个实施例中，第二次拉伸的拉伸速率为30-240mm/s，优选地，第二次拉伸的拉伸速率为70mm/s。
21、在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，初次预拉伸的拉伸倍率为2×2、2.5×2.5或3×3；第二次拉伸的拉伸倍率为3×3、4×4、5×5或6×6。
22、在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，初次预拉伸的拉伸倍率为2×2；第二次拉伸的拉伸倍率为3×3。
23、本发明的第三个目的是提供一种高性能聚乳酸双向拉伸膜的应用，用于日用品、化工、食品、农业或医药包装领域。
24、本发明有益的技术效果在于：
25、本发明中较低添加量的聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)作为分散相在基体中无法结晶，既避免phbh本身缓慢结晶引起的性能恶化，又避免了共混物的引入造成的薄膜光学性能的大幅度降低，且预拉伸后不会因分散相与基体的结晶而导致二次拉伸无法成膜。
26、本发明通过熔融共混、二步双向拉伸工艺协同制备了强韧透明低雾度聚乳酸双向拉伸膜。首先通过添加较低含量的phbh作为增韧组分熔融共混流延成型，然后通过双向拉伸首先在低温低倍率预拉伸，然后通过高温二次拉伸制得最终双拉薄膜。首先低含量的phbh在基体中无法结晶，成功抑制了其缓慢结晶的缺点，使pla/phbh共混薄膜预拉伸时只发生中介相的演变，其次，不结晶的phbh使得最终的共混薄膜依旧保持和纯pla相媲美的优异光学性能。其次通过低温低倍率预拉伸工艺，聚乳酸双拉薄膜产生了丰富的pla中介相，进行二次拉伸至最终薄膜，在二次拉伸的过程中中介相含量进一步增加。经过预拉伸的最终薄膜中介相含量约为未经过预拉伸薄膜的一倍。中介相在pla链结构中起到类似“物理交联点”作用，在拉伸过程中起到了应力传递的作用，消除应力集中，在较低倍率下制备具有高强高韧的聚乳酸双拉薄膜。
27、本发明双向拉伸薄膜具有高强度(100-150mpa)、高断裂伸长率(60％-150％)和高透明性与低雾度。
1.一种高性能聚乳酸双向拉伸膜，其特征在于，由聚乳酸、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)、环氧增容剂和加工助剂经过两步双向拉伸工艺制得；其原料包括聚乳酸80-95份，聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)5-20份，环氧增容剂0.1-2份，加工助剂0.1-3份；各原料以重量份数计。
2.根据权利要求1所述的高性能聚乳酸双向拉伸膜，其特征在于，所述环氧增容剂为adr4468、adr4400中的一种或多种；所述加工助剂为抗水解剂、抗氧剂、润滑剂中一种或多种。
3.一种权利要求1所述高性能聚乳酸双向拉伸膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，聚乳酸、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯)使用前分别进行70℃干燥处理。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，熔融共混的温度为170-200℃。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，流延辊温度依次设置为50℃、50℃、20℃。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，两步双向拉伸的过程为：在60-80℃下以恒定拉伸速率进行同步初次预拉伸，然后80-100℃下以恒定拉伸速率进行第二次拉伸。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，恒定拉伸速率为30-240mm/s。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，初次预拉伸的拉伸倍率为2×2、2.5×2.5或3×3；第二次拉伸的拉伸倍率为3×3、4×4、5×5或6×6。
10.一种权利要求1所述高性能聚乳酸双向拉伸膜的应用，其特征在于，用于日用品、化工、食品、农业或医药包装领域。
