双向拉伸聚乳酸膜特性及应用前景
上海化工厂有限公司  陈朝泉

    塑料工业的发展为商品带来了廉价、物美的包装，但大量使用不可再生石油资源生产的塑料制品给人类也带来
了严重的资源短缺和环境污染等问题。聚乳酸膜（BOPLA）的出现为解决上述问题提供了有效的手段。
    聚乳酸（PCA）是以淀粉发酵得到的乳酸为基本原料制备而成的一种环境友好材料，它不仅具有良好的物理性
能，还具有良好的生物相容性和降解性能，在堆肥条件下2～3月内即可完全分解，并且原料来源于可再生植物。
尽管PLA优势明显，但由于耐热温度太低（软化点55℃），限制了其使用和发展。
    为提高PLA的耐温性，人们尝试了多种方法（如掺混淀粉或其他塑料等）进行改性，但效果均不理想。经过双
向拉伸并热定型的PLA膜耐热温度可提高到100℃，强度、韧性明显改善，故双向拉伸是改善PLA材料应用特性的
最佳方法之一。

优异的性能特点及应用趋向

    上海化工厂有限公司生产的BOPLA膜除耐温性能不如PET外，其他性能都接近甚至优于PET（如光学特性、可
热封性等），已完全达到一般包装用膜的性能要求。深入了解BOPLA膜的特性，将有助于拓展其领域应用。BOPLA
膜与BOPET膜常规性能指标对照见表1。
表1　BOPLA膜与BOPET膜常规性能指标对照表   %
项目                       BOPLA    BOPET   测试方法
抗拉强度/MPa        MD        135        160        DIN53455
                    TD        150        160
断裂伸长率            MD        105        100        DIN53455
                    TD        95        90
透光率                        92        88        ASTMD1003
雾度                        0.5        2        ASTMD1003
光泽度                        ≥110    ≥110    ASTMD2457
热收缩率            MD        5        2.5        100℃1min（PLA）
                    TD        5        0.5        15℃15min（PET）
表面张力/mN·m-1            38        38        ASTMD1894
　　注：MD指纵向，TD指横向

　　1.折叠形状稳固性
    BOPLA膜比其他通用塑料有更好的折痕形态的固定性（见图1），其测定的折痕维持角超过90°，因此在150～
300uｍ厚度范围的BOPLA膜适用于制作包装折叠盒。
    2.扭结保持性
    BOPLA膜在扭转形态保持性方面也有出色的表现（见图2），其360°扭结释放保持角数值为277°，仅次于玻
璃纸，但比PET、PP等都好得多。故20～50uｍ较薄的BOPLA膜完全可以取代PET等其他不能降解的塑料扭结包装
用膜。
    3.光学特性
    BOPLA膜透光率高，雾度极低；表面光泽度也非常好。因此用BOPLA膜金属电镀或加工透明涂层产品会比通用
塑料更加光彩、明亮。
    4.印刷性
    BOPLA是强极性材料，对印刷油墨电镀涂层的附着力比经电晕处理过的PET膜好；且由于其透明度高、雾度极
小，里印画面的色彩、层次感极佳。
    5.热封性能
    通过对双向拉伸取向及定型工艺的调整，可以控制BOPLA膜的可热封温度在70～160℃。上海化工厂有限公司
进行多次试验，用BOPLA膜热封制成的小袋可以装液体；薄膜热封切袋制成鲜花护套；直接与纸盒或信封热压封贴
窗口膜无需涂胶。
    6.阻隔性
    BOPLA膜不仅在阻气方面的性能优于常规塑料PP以及PE，而且在耐油、气味阻隔方面表现较好，可满足常规
包装的要求。
    7.热收缩性
    采用特别的PLA原料树脂制造的热收缩膜与其他收缩膜性能指标对照（见表2），发现PLA热缩膜综合性能较
好,且雾度极小，适合作热收缩膜。
表2   PLA原料树脂制造的热收缩膜与其他收缩膜性能指标对照   %
               雾度   断裂伸长率  热收缩率（100℃，5min）
　　　　                MD/TD        MD/TD
高透明PLA        0.6        3/43        7/70
高抗冲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.耐温性
    PLA膜的耐温特性可以说是它最弱的一项，通过双向拉伸和热定型处理，上海化工厂有限公司试制出热收缩率
≤1%（100℃，1min）的膜，可完全满足常规加工的要求。该公司用水性涂料对BOPLA膜进行涂布加工，试制结果
证明，在工艺受控条件下BOPLA适用于包括用水性涂料在内的多种涂料的涂布加工。

发展前景看好

    PLA在通过双向拉伸定型后消除了自身的致命弱点，还完整地展现出除可生物降解之外的其他特有的性能优点，
这无疑为产品的应用打开了一扇通往塑料包装市场的大门。
    ◆ 薄型膜（100 uｍ以下）
    利用BOPLA的扭结保持性、易印刷性、高透明和高亮光以及可热封等优良特性，在镀铝、彩印、热复合膜；糖
果、肉脯扭结包装膜以及各种食品、办公文具、卫生洗涤用品等一次性包装套、袋方面获得广泛的应用空间。
    ◆ 厚型膜（150～500 uｍ）
    优异的折叠稳固性和透明性是BOPLA膜的优势，200uｍ左右的BOPLA膜片是高档透明折叠盒用材的首选。而经
过适当拉伸的厚片提高了片材的韧性和耐温，应用于食品热压、塑成型的电信电话卡、包装容器及一次性餐盒等其
前景光明。
    总之，双向拉伸是改善PLA应用特性的有效方法，随着PLA原料价格及加工费用与传统塑料的逐步接近，使用
BOPLA的健康、环保包装也势必为大众所接受和喜爱。