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雙向拉伸聚乳酸膜優(yōu)異特性及應(yīng)用

2007-02-13 00:00 來(lái)源：中華印刷包裝網(wǎng) 責(zé)編：中華印刷包裝網(wǎng)

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塑料工業(yè)的發(fā)展為商品帶來(lái)了廉價(jià)、物美的包裝，但大量使用不可再生石油資源生產(chǎn)的塑料制品給人類也帶來(lái)了嚴(yán)重的資源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題。聚乳酸膜（BOPLA）的出現(xiàn)為解決上述問(wèn)題提供了有效的手段。

聚乳酸（PCA）是以淀粉發(fā)酵得到的乳酸為基本原料制備而成的一種環(huán)境友好材料，它不僅具有良好的物理性能，還具有良好的生物相容性和降解性能，在堆肥條件下2～3月內(nèi)即可完全分解，并且原料來(lái)源于可再生植物。

盡管PLA優(yōu)勢(shì)明顯，但由于耐熱溫度太低（軟化點(diǎn)55℃），限制了其使用和發(fā)展。為提高PLA的耐溫性，人們嘗試了多種方法（如摻混淀粉或其他塑料等）進(jìn)行改性，但效果均不理想。經(jīng)過(guò)雙向拉伸并熱定型的PLA膜耐熱溫度可提高到100℃，強(qiáng)度、韌性明顯改，故雙向拉伸是改善PLA材料應(yīng)用特性的最佳方法之一。

優(yōu)異的性能特點(diǎn)及應(yīng)用趨向

上海化工廠有限公司生產(chǎn)的BOPLA膜除耐溫性能不如PET外，其他性能都接近甚至優(yōu)于PET（如光學(xué)特性、可熱封性等），已完全達(dá)到一般包裝用膜的性能要求。深入了解BOPLA膜的特性，將有助于拓展其領(lǐng)域應(yīng)用。BOPLA膜與BOPET膜常規(guī)性能指標(biāo)對(duì)照見(jiàn)表1。

表1 BOPLA膜與BOPET膜常規(guī)性能指標(biāo)對(duì)照表 %

項(xiàng)目		BOPLA	BOPET	測(cè)試方法
抗拉強(qiáng)度/MPa	MD	135	160	DIN53455
抗拉強(qiáng)度/MPa	TD	150	160	DIN53455
斷裂伸長(zhǎng)率	MD	105	100	DIN53455
斷裂伸長(zhǎng)率	TD	95	90	DIN53455
透光率		92	88	ASTMD1003
霧度		0.5	2	ASTMD1003
光澤度		≥110	≥110	ASTMD2457
熱收縮率	MD	5	2.5	100℃1min（PLA）
熱收縮率	TD	5	0.5	15℃15min（PET）
表面張力/mN·m^-1		38	38	ASTMD1894

注：MD指縱向，TD指橫向

1.折疊形狀穩(wěn)固性

BOPLA膜比其他通用塑料有更好的折痕形態(tài)的固定性，其測(cè)定的折痕維持角超過(guò)90°，因此在150～300uｍ厚度范圍的BOPLA膜適用于制作包裝折疊盒。

2.扭結(jié)保持性

BOPLA膜在扭轉(zhuǎn)形態(tài)保持性方面也有出色的表現(xiàn)，其360°扭結(jié)釋放保持角數(shù)值為277°，僅次于玻璃紙，但比PET、PP等都好得多。故20～50uｍ較薄的BOPLA膜完全可以取代PET等其他不能降解的塑料扭結(jié)包裝用膜。

3.光學(xué)特性

BOPLA膜透光率高，霧度極低；表面光澤度也非常好。因此用BOPLA膜金屬電鍍或加工透明涂層產(chǎn)品會(huì)比通用塑料更加光彩、明亮。

4.印刷性

BOPLA是強(qiáng)極性材料，對(duì)印刷油墨電鍍涂層的附著力比經(jīng)電暈處理過(guò)的PET膜好；且由于其透明度高、霧度極小，里印畫面的色彩、層次感極佳。

5.熱封性能

通過(guò)對(duì)雙向拉伸取向及定型工藝的調(diào)整，可以控制BOPLA膜的可熱封溫度在70～160℃。上海化工廠有限公司進(jìn)行多次試驗(yàn)，用BOPLA膜熱封制成的小袋可以裝液體；薄膜熱封切袋制成鮮花護(hù)套；直接與紙盒或信封熱壓封貼窗口膜無(wú)需涂膠。

6.阻隔性

BOPLA膜不僅在阻氣方面的性能優(yōu)于常規(guī)塑料PP以及PE，而且在耐油、氣味阻隔方面表現(xiàn)較好，可滿足常規(guī)包裝的要求。

7.熱收縮性

采用特別的PLA原料樹(shù)脂制造的熱收縮膜與其他收縮膜性能指標(biāo)對(duì)照（見(jiàn)表2），發(fā)現(xiàn)PLA熱縮膜綜合性能較好,且霧度極小，適合作熱收縮膜。

表2 PLA原料樹(shù)脂制造的熱收縮膜與其他收縮膜性能指標(biāo)對(duì)照 %

	霧度	斷裂伸長(zhǎng)率	熱收縮率（100℃，5min）
		MD/TD	MD/TD
高透明PLA	0.6	3/4	37/70
高抗沖PLA	7.2	110/58	8/68
OPS(拉伸PS)	6.0	109/60	6/72
PETG(改性PET)	5.0	418/58	2.5/62.5
PVC		194/43	6.5/56.5

8.耐溫性

PLA膜的耐溫特性可以說(shuō)是它最弱的一項(xiàng)，通過(guò)雙向拉伸和熱定型處理，上海化工廠有限公司試制出熱收縮率≤1%（100℃，1min）的膜，可完全滿足常規(guī)加工的要求。該公司用水性涂料對(duì)BOPLA膜進(jìn)行涂布加工，試制結(jié)果證明，在工藝受控條件下BOPLA適用于包括用水性涂料在內(nèi)的多種涂料的涂布加工。

發(fā)展前景看好

PLA在通過(guò)雙向拉伸定型后消除了自身的致命弱點(diǎn)，還完整地展現(xiàn)出除可生物降解之外的其他特有的性能優(yōu)點(diǎn)，這無(wú)疑為產(chǎn)品的應(yīng)用打開(kāi)了一扇通往塑料包裝市場(chǎng)的大門。

◆薄型膜（100uｍ以下）

利用BOPLA的扭結(jié)保持性、易印刷性、高透明和高亮光以及可熱封等優(yōu)良特性，在鍍鋁、彩印、熱復(fù)合膜；糖果、肉脯扭結(jié)包裝膜以及各種食品、辦公文具、衛(wèi)生洗滌用品等一次性包裝套、袋方面獲得廣泛的應(yīng)用空間。

◆厚型膜（150～500uｍ）

優(yōu)異的折疊穩(wěn)固性和透明性是BOPLA膜的優(yōu)勢(shì)，200uｍ左右的BOPLA膜片是高檔透明折疊盒用材的首選。而經(jīng)過(guò)適當(dāng)拉伸的厚片提高了片材的韌性和耐溫，應(yīng)用于食品熱壓、塑成型的電信電話卡、包裝容器及一次性餐盒等其前景光明。

總之，雙向拉伸是改善PLA應(yīng)用特性的有效方法，隨著PLA原料價(jià)格及加工費(fèi)用與傳統(tǒng)塑料的逐步接近，使用BOPLA的健康、環(huán)保包裝也勢(shì)必為大眾所接受和喜愛(ài)。

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