一种高耐热高强度多层共挤高阻隔膜、制备方法和应用与流程

本发明涉及复合包装膜，具体涉及一种高耐热高强度多层共挤高阻隔膜、制备方法和应用。

背景技术：

1、随着食品包装和医疗器械行业的快速发展，对高性能包装材料的需求日益增长。高阻隔膜作为一种关键的功能性材料，在保持食品新鲜度、延长药品有效期以及保护敏感医疗器械方面发挥着至关重要的作用。然而，现有的阻隔膜在面对高温灭菌、长期储存和运输过程中的机械应力等挑战时，往往难以同时兼顾高耐热性和高强度。提升阻隔膜的耐热性能可以显著拓展其在高温灭菌和热封装领域的应用范围，而增强其机械强度则能够提高包装的完整性和可靠性，减少在生产、运输和使用过程中的损坏风险。因此，开发一种兼具高耐热性和高强度的多层共挤高阻隔膜，不仅能够满足食品和医疗行业日益严格的包装要求，还能推动包装技术的创新，为提高产品质量和安全性提供有力支撑。

2、目前，高阻隔膜的研究和应用仍面临诸多挑战和不足。现有技术中，高耐热性和高强度往往难以兼得，这主要是由于材料的微结构在提高一种性能时可能会牺牲另一种性能。例如，增加结晶度可以提高耐热性，但可能导致材料变脆，降低强度。此外，多层结构设计虽然可以综合不同材料的优势，但各层之间的组合优化仍然制约着性能的进一步提升。如公开号为cn105778208a的中国专利公开了一种多层共挤阻隔膜，但存在着耐热性以及强度不足的问题，难以更加苛刻环境的要求。另一方面，一些高强度阻隔膜虽然机械性能优异，但在高温环境下容易发生变形或结构破坏，限制了其应用范围。因此，开发一种能够在分子和结构层面上协同优化耐热性和强度的新型多层共挤高阻隔膜，成为当前研究的重点和难点。

技术实现思路

1、(1)解决的技术问题

2、本发明的目的是提供一种高耐热高强度多层共挤高阻隔膜、制备方法和应用，解决目前多层共挤高阻隔膜在耐热性和强度性能不足的问题。

3、(2)技术方案

4、为了实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：

5、一种高耐热高强度多层共挤高阻隔膜，包括七层相互接触的膜，依次为第一改性聚乙烯层、第一粘合树脂层、第一聚酰胺复合层、乙烯-乙烯醇共聚物复合层、第二粘合树脂层、第二聚酰胺复合层和第二改性聚乙烯层；

6、所述的第一改性聚乙烯层或第二改性聚乙烯层由以下组份按重量份数制备而成：2份羧基功能化石墨烯、0.8~1.5份环氧大豆油、40~60份羧基功能化聚乙烯和0.5~1份十二烷基苯磺酸钠。

7、所述的第一聚酰胺复合层或第二聚酰胺复合层由以下组份按重量份数制备而成：3.0~6.0份表面改性层状六方氮化硼纳米片0.3~0.6份芥酸酰胺和60~80份聚酰胺混合粉末。

8、所述的乙烯-乙烯醇共聚物复合层由以下组份按重量份数制备而成：100份乙烯-乙烯醇共聚物、2.0~4.5份表面改性微晶纤维素和0.3~0.8份聚乙烯蜡。

9、进一步，所述的羧基功能化石墨烯和羧基功能化聚乙烯的质量比为1：(20~30)。

10、进一步，所述的羧基功能化聚乙烯的制备方法如下：以重量份数计，将100份混合聚乙烯、300~500份二甲苯和0.1~0.5份过氧化二异丙苯混合均匀后，然后加入5~15份丙烯酸，在氮气气氛下加热至120~150℃，然后搅拌反应120~240min，待反应完成后，将冷却后的反应液以滴加方式缓慢注入200份甲醇中，此时可观察到目标产物以白色絮状沉淀析出，然后通过真空抽滤分离技术收集所得沉淀产物，并使用甲醇洗涤3次沉淀产物，最后，将湿态沉淀产物置于真空干燥设备中，在50~60℃下干燥12~24h至恒重，即可获得所需的羧基功能化聚乙烯。

11、进一步，所述的混合聚乙烯由低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯按照质量比为(4~6):(6~4)组成。

12、进一步，所述的羧基功能化石墨烯的制备方法如下：以重量份数计，首先，将5~10份氧化石墨烯加入200份去离子水中，在150 w功率下超声处理120~240min形成胶体分散液，随后，向分散液中缓慢滴加40份水合肼，将反应混合物在回流条件下搅拌6~12h，然后通过过滤收集沉淀产物，接着用去离子水洗涤沉淀产物3次，随后在50~65℃真空干燥箱中干燥至恒重，得到化学还原氧化石墨烯；接下来，将6~12份化学还原氧化石墨烯和200份甲苯混合均匀后，加入20~28份偶氮二异丁腈，在氩气气氛下在70~80℃剧烈搅拌240min，接着将溶液冷却到室温后过滤溶液收集沉淀物，用甲苯洗涤沉淀物3次，再将湿态沉淀产物置于真空干燥设备中，在室温下至恒重得到氰基改性化学还原氧化石墨烯；随后，将10~16份氰基改性化学还原氧化石墨烯分散于100份甲醇中，加入100份10 mol/l氢氧化钠水溶液，在55~65℃回流搅拌10~20h，然后过滤反应混合物收集沉淀产物，用去离子水洗涤沉淀产物3次，接着再用1mol/l盐酸洗涤三次，继续用大量去离子水洗涤至中性。最后，将所得固体在50℃真空干燥箱中干燥至恒重，即可获得目标产物羧基功能化石墨烯。

13、本发明采用第一改性聚乙烯的设计,通过引入羧基功能化石墨烯对羧基功能化聚乙烯进行改性,形成第一改性聚乙烯,从而实现高阻隔薄膜耐热、高强度和阻隔性能的综合提升。在制备过程中,低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的混合物被选为原料,利用它们在力学性能、加工性能等方面的互补效应,获得兼具优异综合性能的基体材料。通过自由基接枝反应将丙烯酸接枝到混合聚乙烯上,引入大量亲水性羧基,显著提高材料的极性和反应活性,为后续的石墨烯复合及功能化改性提供了有利的化学基础。在石墨烯的制备和改性过程中,化学还原氧化石墨烯提高了其分散性,经偶联剂氰基化和水解反应得到亲水性良好的羧基功能化石墨烯,不仅充分恢复了石墨烯的共轭结构,而且在其表面引入了大量有利于分散和界面结合的官能团。环氧大豆油在本发明中扮演着多重角色，首先，作为一种天然、环保的分散剂，它能够有效促进羧基功能化石墨烯在聚乙烯基体中的均匀分散，防止石墨烯片层的团聚，从而充分发挥其增强效果。十二烷基苯磺酸钠作为分散剂进一步提高石墨烯片的分散性，这种多组分之间的协同作用不仅提高了薄膜的阻隔性能，还增强了其机械强度和耐热性。在阻隔性能方面，羧基功能化石墨烯的片层结构形成了迂回的扩散路径，有效阻止气体分子的渗透。同时，羧基功能化聚乙烯与石墨烯之间可能形成的氢键网络进一步增强了阻隔效果。在机械性能方面，石墨烯的高强度特性与聚乙烯基体的柔韧性相结合，实现了强度和韧性的平衡。耐热性的提升则源于石墨烯优异的热稳定性和可能形成的交联网络结构。通过精确控制各组分的配比，特别是环氧大豆油的用量，可以灵活调节薄膜的性能，以适应不同应用场景的需求。这种多组分协同的设计理念不仅实现了高阻隔薄膜性能的全面提升，还为开发新型功能材料提供了创新思路。

14、进一步，所述的聚酰胺混合粉末由聚酰胺66和聚酰胺6按照质量比为(6~4):（4~6）混合而成。

15、进一步，所述的表面改性层状六方氮化硼纳米片的制备方法如下：以重量份数计，将2~6份的层状六方氮化硼纳米片和50~100份无水乙醇混合后,超声分散30~60min,得到溶液a;接着将1.0~3.0份3-氨基丙基三乙氧基硅烷溶于50~100份无水乙醇中,搅拌均匀,得到溶液b;将溶液b缓慢滴加到溶液a中,在60~80℃下回流反应4~8h;反应结束后,离心分离收集固体粉末,接着用无水乙醇洗涤2次固体粉末,最后将湿态的固体粉末在40~60℃真空干燥箱中干燥12~24h获得表面改性的层状六方氮化硼纳米片。

16、本发明采用第一聚酰胺层的设计主要用于增强高阻隔薄膜的耐热、高强度和阻隔性能。该技术方案通过巧妙结合表面改性层状六方氮化硼纳米片和聚酰胺混合粉末的优异特性，实现了多方面性能的协同提升。在这一创新设计中，表面改性层状六方氮化硼纳米片扮演着关键的增强角色。六方氮化硼因其独特的层状结构和优异的物理化学性质，为薄膜提供了卓越的耐热性和机械强度。通过表面改性，不仅提高了六方氮化硼纳米片与聚酰胺基体的相容性，还增强了界面结合力，从而更有效地发挥其增强作用。芥酸酰胺可以帮助改善纳米片在聚酰胺基体中的分散性,防止纳米粒子团聚，此外它可以提高表面改性层状六方氮化硼纳米片与聚酰胺基体之间的界面相容性，这种改性策略有助于形成稳定的复合体系，防止纳米片在基体中的团聚，确保其均匀分散，充分发挥纳米尺度效应。聚酰胺混合粉末作为基体材料，本身就具有优良的耐热性和机械强度。通过与表面改性的六方氮化硼纳米片复合，进一步增强了这些特性。聚酰胺的分子链结构与六方氮化硼纳米片之间可能形成的物理缠结和化学相互作用，不仅提高了材料的整体强度，还改善了其耐热性能。这种协同效应使得复合材料能够在更高温度下保持结构稳定性，同时具备优异的机械性能。在阻隔性能方面，六方氮化硼纳米片的层状结构在聚酰胺基体中形成了迂回的扩散路径，有效延长了气体分子的渗透路径，从而显著提高了薄膜的气体阻隔性能。同时，六方氮化硼的高度结晶性和化学稳定性也有助于增强薄膜对水蒸气和其他小分子的阻隔效果。通过精心设计的组分配比，可以实现耐热性、机械强度和阻隔性能的最佳平衡。表面改性层状六方氮化硼纳米片的含量对复合材料的性能起着决定性作用，适当的含量可以在不过度牺牲材料加工性能的前提下，最大化其增强效果。同时，聚酰胺混合粉末的组成和比例也可以根据具体应用需求进行调整，以优化材料的综合性能。此外，精细的制备工艺在实现这些性能提升中起着至关重要的作用。通过控制混合、分散和成型等关键工艺参数，可以确保表面改性层状六方氮化硼纳米片在聚酰胺基体中的均匀分布，最大限度地发挥其增强效果。同时，适当的加工条件也有助于聚酰胺分子链与纳米片之间形成良好的界面结构，进一步提高材料的整体性能。这种多组分协同的设计理念不仅实现了高阻隔薄膜耐热性、机械强度和阻隔性能的全面提升，还为开发新型高性能复合材料提供了创新思路。通过表面改性层状六方氮化硼纳米片和聚酰胺混合粉末的巧妙组合，本发明成功克服了传统单一材料的局限性，为高性能薄膜材料的发展开辟了新的方向。

17、进一步，所述的表面改性微晶纤维素的制备方法为：以重量份数计，将4~9份微晶纤维素、3.0~6.0份月桂酸甘油酯和100份质量比为1：1的乙醇和去离子水的混合溶液混合后先超声10~20min，然后在40~60℃下搅拌120~240min，然后将溶液倒入旋转蒸发器在65~75°c和50torr下去除溶液中剩余的水/乙醇，最后在室温真空干燥箱中干燥至恒重获得表面改性微晶纤维素。

18、发明采用乙烯-共乙烯醇层的设计主要用于增强高阻隔薄膜的耐热、高强度和阻隔性能。该技术方案巧妙地结合了微晶纤维素和表面改性微晶纤维素的优异特性,通过合理的组分配比和精细的制备工艺,实现了多方面性能的综合提升。在材料组成方面,本发明以微晶纤维素为主要成分,构建了乙烯-共乙烯醇层的骨架结构。微晶纤维素作为一种天然高分子材料,具有优异的力学性能、热稳定性和阻隔特性。其独特的纤维状结构和高结晶度,赋予了材料良好的强度、韧性和尺寸稳定性。同时,微晶纤维素丰富的羟基官能团,使其具有良好的亲水性和极性,有利于提高材料的阻隔性能。为了进一步增强微晶纤维素与乙烯-共乙烯醇基体的相容性和界面结合力,本发明引入了表面改性微晶纤维素作为功能性添加剂。通过月桂酸甘油酯对微晶纤维素进行表面改性,这种表面改性不仅有助于增强微晶纤维素在聚合物基体中的分散性,增强界面间的物理作用力,促进应力传递和热量扩散。在制备工艺方面,本发明采用溶液共混法制备表面改性微晶纤维素。月桂酸甘油酯在乙醇/水混合溶剂中与微晶纤维素充分接触,通过超声和搅拌促进表面反应的进行。随后通过旋转蒸发和真空干燥除去溶剂,获得均匀改性的微晶纤维素。这种溶液共混方式能够实现月桂酸甘油酯在微晶纤维素表面的均匀涂覆和化学键合,确保改性效果的一致性和稳定性。在乙烯-共乙烯醇层中,表面改性微晶纤维素以其优异的力学性能、疏水特性和阻隔特性,有效增强了材料的综合性能。聚乙烯蜡在含有表面改性微晶纤维素的乙烯-乙烯醇共聚物复合层中扮演着多重角色。它主要作为润滑剂和分散助剂,改善材料的加工性能和微晶纤维素的分散均匀性。同时,聚乙烯蜡还起到界面调节剂的作用,增强填料与基体间的结合力。均匀分散的改性纤维不仅能够承担外部载荷,抑制裂纹扩展,提高材料的强度和韧性,而且在聚合物基体中形成紧密的三维网络结构,延长了气体和水蒸气的渗透路径,显著提高了阻隔性能。有助于提高材料的耐水性和尺寸稳定性,减少环境湿度变化对性能的影响。综上所述,本发明通过微晶纤维素和表面改性微晶纤维素的协同作用,构建了一种高性能乙烯-共乙烯醇复合材料。合理的组分配比、表面改性策略以及溶液共混工艺,共同促进了改性纤维素在聚合物基体中的均匀分散和界面结合,最大限度地发挥了其增强增韧作用。微晶纤维素的高结晶度和优异力学性能,赋予材料优异的热稳定性、强度和韧性。这种天然纤维素基复合材料的设计思路,为高阻隔薄膜材料的开发提供了新的途径,具有广阔的应用前景。

19、进一步，所述的第一粘合树脂层或第二粘合树脂层为马来酸酐改性的聚乙烯，马来酸酐接枝率为0.5％～2％。

20、本发明采用马来酸酐改性聚乙烯(mah-pe)作为高阻隔膜的粘合树脂层的设计主要用于增强多层膜结构的层间粘合性能和整体阻隔性能。这一技术方案的设计目的是在保持材料基本特性的同时，实现多重性能的协同优化。mah-pe作为一种特殊的改性聚合物，其独特的分子结构使其在高阻隔膜制备过程中发挥了关键作用。首先，mah-pe的核心优势在于其出色的粘合性能。马来酸酐基团的引入使得这种材料能够与多种极性和非极性材料形成化学键，从而显著增强层间粘合力。这一特性使mah-pe成为连接不同性质材料的理想选择，尤其适用于将非极性材料乙烯-乙烯醇共聚物复合层与极性材料改性聚乙烯层有效结合。通过增强层间粘合，mah-pe不仅提高了多层膜结构的整体强度，还有助于防止层间剥离，从而延长产品使用寿命。其次，mah-pe的使用在提高粘合性的同时，还能在一定程度上提升整体结构的阻隔性能。虽然这不是其主要作用，但这种协同效应对于高阻隔膜的性能优化具有重要意义。通过改善层间结合，mah-pe有助于减少微观缺陷，从而间接提高了膜结构对气体和水汽的阻隔能力。此外，mah-pe的选择还考虑到了材料的加工性能和经济性。作为一种改性聚乙烯，mah-pe保留了聚乙烯优良的加工特性和柔韧性，这使得它在生产过程中表现出良好的适应性。同时，相比其他特种粘合剂，mah-pe通常具有更高的成本效益，这对于大规模生产具有重要意义。

21、在mah-pe的应用中，马来酸酐的接枝率是一个关键参数，直接影响材料的性能和加工特性。本发明选择0.5%～2%的接枝率范围，旨在实现性能和加工性的最佳平衡。这一范围的下限确保了足够的粘合性能，而上限则有效避免了加工过程中可能出现的交联问题。接枝率过低会导致粘结性能不足，无法有效连接不同性质的材料；而接枝率过高则可能引发交联现象，导致材料粘度急剧增加，影响连续生产。本发明的技术方案还考虑到了不同材料组合和加工条件对mah-pe性能的影响。通过优化接枝率，可以针对不同的目标材料和最终产品要求进行调整，以获得最佳的粘合效果和整体性能。这种灵活性使得该技术方案具有广泛的应用潜力。总的来说，本发明通过精心设计mah-pe的应用方案，成功实现了高阻隔膜中粘合性、阻隔性、加工性和经济性的多重协同优化。这种综合考虑不仅提高了产品性能，还确保了生产过程的可靠性和经济效益，为高性能多层膜结构的开发和应用提供了新的思路和方法。

22、进一步，所述的共挤高阻隔膜总厚度为30~90μm，其中，第一改性聚乙烯层、第一粘合树脂层、第一聚酰胺复合层、乙烯-乙烯醇共聚物复合层、第二粘合树脂层、第二聚酰胺复合层和第二改性聚乙烯层的厚度比为3：5：3：6：3：5：3。

23、进一步，所述的第一改性聚乙烯层与第二改性聚乙烯层为等厚度的相同材质相同制备方法；所述的第一聚酰胺复合层与第二改性聚酰胺复合层为等厚度的相同材质相同制备方法；所述的第一粘合树脂层和第二粘合树脂层为等厚度的相同材质相同制备方法。

24、本发明采用多层共挤结构的设计主要用于增强高阻隔膜的综合性能，包括阻隔性、机械强度、耐热性以及整体稳定性。该共挤高阻隔膜采用七层结构设计，总厚度控制在30~90μm范围内，各层厚度比例为3:5:3:6:3:5:3，这种特殊的设计具有多重目的和优势。首先，中心层采用乙烯-乙烯醇共聚物复合层，厚度比例最大，作为主要阻隔层，有效阻止气体和水汽的渗透。其次，聚酰胺复合层位于中心层两侧，提供优异的机械强度和耐热性。改性聚乙烯层作为最外层，赋予膜良好的柔韧性和密封性。粘合树脂层则确保各功能层之间的紧密结合，增强整体结构稳定性。这种多层结构的设计充分考虑了各组分材料的特性和相互作用。改性聚乙烯层中引入的羧基功能化石墨烯和环氧大豆油不仅提高了聚乙烯的耐热性和机械强度，还增强了其与粘合树脂层的相容性。聚酰胺复合层中添加的表面改性层状六方氮化硼纳米片可以显著提升膜的热导率和耐热性，同时增强机械性能。中心的乙烯-乙烯醇共聚物复合层通过引入表面改性微晶纤维素，进一步提高了阻隔性能，并可能增强与相邻层的结合强度。各功能层的厚度比例设计也体现了深思熟虑。中心层较厚，以确保足够的阻隔效果；两侧的聚酰胺复合层和改性聚乙烯层厚度相对较薄，但通过对称设计，有效平衡了整体结构，避免了因厚度不均而导致的内应力和翘曲问题。这种对称设计还有利于消除热膨胀系数差异带来的热应力，提高膜在高温环境下的稳定性。此外，本发明在设计中特别注重各组分之间的协同效应。例如，改性聚乙烯层中的羧基功能化聚乙烯不仅增强了聚乙烯基体的性能，还可能与粘合树脂层中的马来酸酐改性聚乙烯产生化学相互作用，进一步增强层间结合力。聚酰胺复合层中的表面改性层状六方氮化硼纳米片可能与聚酰胺形成强相互作用，提高复合材料的整体性能。乙烯-乙烯醇共聚物复合层中的微晶纤维素不仅增强阻隔性，还可能通过氢键作用增强与相邻层的结合。通过这种精心设计的多层结构和材料组合，本发明的高阻隔膜能够在保持优异阻隔性能的同时，具备良好的机械强度、耐热性和整体稳定性。各功能层和添加剂之间的协同作用进一步增强了膜的综合性能，使其有望在高端包装、电子产品封装等领域得到广泛应用。同时，这种设计也为开发新型高性能多层功能膜材料提供了新的思路和方法。

25、本发明还提供一种高耐热高强度多层共挤高阻隔膜的制备方法，包括以下步骤：

26、s1.混合原料：在氮气环境下，分别将多层共挤高阻隔膜各层的原料按比例配制后投入混料机中混合均匀，再分别送入挤出机中熔融。

27、s2.塑化挤出：按照高阻隔膜各层膜的顺序，利用挤出机共同挤出各层膜，第一改性聚乙烯层和第二改性聚乙烯层的挤出机温度为182~190℃；第一粘合树脂层和第二粘合树脂层的挤出机温度为190~205℃；第一聚酰胺复合层和第一聚酰胺复合层的挤出温度为280~300℃；乙烯-乙烯醇共聚物复合层的挤出温度为200~220℃。

28、s3.吹塑成型： 将从挤出机出来的多层熔融膜料通过环形模头挤出，同时向膜泡内部持续通入冷却空气，使膜泡均匀膨胀，调节吹胀比为2.5~3.5，以获得理想的膜厚均匀性和横向取向，控制模头温度为230~250℃，以确保各层材料保持良好的流动性和层间结合。

29、s4.冷却定型：使用高效冷却系统，快速且均匀地冷却膜泡，将冷却空气温度控制为15~25℃，冷却风速调节至8~12m/s。确保冷却过程中膜泡保持稳定，避免产生褶皱或局部变形，在膜泡完全冷却至室温时进行折叠压平。

30、s5.牵引收卷：使用精密控制的牵引辊系统，以稳定的速度牵引已冷却定型的膜材，牵引速度控制为30~50m/min，并与挤出速度和吹胀比协调一致，以获得所需的纵向取向和膜厚，采用张力控制系统，将膜材张力保持在恒定水平，避免过度拉伸或松弛；最后，使用自动换卷装置将成型的多层共挤高阻隔膜连续收卷，卷绕张力控制为0.5~1.5n/cm，以确保卷材结构紧密均匀，无气泡和褶皱。

31、本发明还公开了高耐热高强度多层共挤高阻隔膜的应用，该高阻隔膜应用于食品包装、电子器件封装、医药包装和新能源电池封装。

32、本发明采用多层共挤结构的设计主要用于增强高阻隔膜的耐热性、机械强度和阻隔性能。该技术方案通过精心设计的多层结构和制备工艺，实现了各功能层之间的协同作用，从而显著提升了高阻隔膜的综合性能。在结构设计方面，本发明巧妙地将改性聚乙烯层、粘合树脂层、聚酰胺复合层和乙烯-乙烯醇共聚物复合层进行了合理组合。改性聚乙烯层作为外层，不仅提供了良好的机械强度和柔韧性，还具有优异的密封性和耐候性。聚酰胺复合层的引入大幅提升了膜材的耐热性能，使其能够在高温环境下保持稳定。乙烯-乙烯醇共聚物复合层则赋予了膜材优异的气体阻隔性，有效阻止氧气、水汽等小分子的渗透。粘合树脂层的设计则确保了各功能层之间的牢固结合，提高了整体结构的稳定性。这种多层结构的设计充分发挥了各材料的优势，通过协同效应实现了性能的整体提升。在制备工艺方面，本发明采用了精细控制的共挤吹塑工艺。首先，在混合原料阶段，通过氮气环境下的混合确保了各组分的均匀分散，为后续加工奠定了基础。在塑化挤出环节，针对不同材料层设定了独特的温度参数，这不仅确保了各层材料的充分熔融，还维持了其特性，为后续成型提供了理想条件。吹塑成型阶段的关键在于控制吹胀比和模头温度，这有助于实现理想的膜厚均匀性和取向度，同时保证了各层之间的良好结合。冷却定型环节采用了高效冷却系统，通过快速均匀冷却，有效防止了热应力积累和层间分离，确保了成品的尺寸稳定性。最后，在牵引收卷阶段，通过精确控制牵引速度和张力，进一步优化了膜材的取向性能和厚度分布，同时确保了成品的质量稳定性。这种精心设计的制备工艺不仅确保了各功能层的性能得到充分发挥，还通过工艺参数的优化实现了各层之间的协同作用。例如，适当的温度控制和冷却过程有助于形成理想的界面结构，增强了层间结合力；而合理的牵引和取向过程则优化了分子链排列，提高了整体的机械性能和阻隔性能。

33、本发明的高耐热高强度多层共挤高阻隔膜在食品包装、医药包装和新能源电池封装等领域具有广泛的应用前景。在食品包装方面，其优异的阻隔性能可有效延长食品保质期；在医药包装领域，其稳定的化学性质和卓越的阻隔性能可确保药品的安全性和有效性；而在新能源电池封装方面，其出色的耐热性和阻隔性能则可显著提升电池的安全性和使用寿命。这些应用充分体现了本发明在提高产品性能、延长使用寿命和增强安全性等方面的重要价值。总之，本发明通过多层结构设计和精细制备工艺的协同作用，成功开发出了一种性能优异的高耐热高强度多层共挤高阻隔膜。该膜材在耐热性、机械强度和阻隔性能等方面均表现出色，为相关领域的技术进步和产品升级提供了新的方法。

34、(3)有益的技术效果

35、1.本发明通过创新设计和制备第一改性聚乙烯，显著提升了高阻隔薄膜的耐热性、机械强度和阻隔性能。与现有技术相比，本发明在多个方面展现独特优势：首先，低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的协同使用充分发挥了两种材料的互补特性，为后续改性奠定优质基础；其次，引入羧基功能化石墨烯不仅提高了材料的极性和反应活性，还通过形成共价键增强了界面结合力，有效提升力学性能和阻隔性能；再次，巧妙利用环氧大豆油作为高效分散剂和增容剂，显著改善了石墨烯的分散性和与聚合物基体的相容性，同时赋予材料优异的柔韧性和抗冲击性。这种多组分协同增强的设计思路解决了传统高阻隔薄膜在耐热性、机械强度和阻隔性能难以兼顾的问题，在实际应用中表现卓越。

36、2.本发明通过创新设计第一聚酰胺层，显著提升了高阻隔薄膜的耐热性、机械强度和阻隔性能。相比现有技术，本发明具有以下独特优势：首先，聚酰胺66和聚酰胺6的协同使用充分发挥了两种材料的互补特性，为复合材料奠定了优质基础；其次，引入表面改性的层状六方氮化硼纳米片不仅提高了材料的力学性能和导热性，还通过形成蜿蜒曲折的阻隔路径显著增强了阻隔性能；再次，采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行表面改性，大幅提升了纳米片与聚酰胺基体的相容性和界面结合力。这种多组分协同增强的设计思路解决了传统高阻隔薄膜在耐热性、机械强度和阻隔性能难以兼顾的问题。

37、3.本发明通过创新设计乙烯-共乙烯醇层，显著提升了高阻隔薄膜的耐热性、机械强度和阻隔性能。相比现有技术，本发明具有以下突出优势：首先，利用微晶纤维素的高结晶度和优异力学性能构建骨架结构，为复合材料奠定了坚实基础；其次，引入表面改性微晶纤维素作为功能性添加剂，通过月桂酸甘油酯改性提高了与基体的相容性和界面结合力；再次，采用溶液共混法制备表面改性微晶纤维素，确保了改性效果的一致性和稳定性。这种多组分协同增强的设计思路解决了传统高阻隔薄膜在耐热性、机械强度和阻隔性能难以兼顾的问题。

38、4.本发明采用马来酸酐改性聚乙烯(mah-pe)作为高阻隔膜的粘合树脂层，显著提升了多层膜结构的层间粘合性能和整体阻隔性能。与现有技术相比，本发明具有以下突出优势：首先，mah-pe的独特分子结构使其能与多种极性和非极性材料形成化学键，显著增强层间粘合力，提高多层膜的整体强度，有效防止层间剥离，延长产品寿命。其次，通过改善层间结合，间接提高了膜结构对气体和水汽的阻隔能力，阻隔性能提升。再次，mah-pe保留了聚乙烯优良的加工特性和柔韧性，同时具有较高的成本效益，可降低生产成本。在实际应用中，本发明解决了传统多层膜结构中层间粘合不足、阻隔性能较差的问题。

39、5.本发明采用多层共挤结构设计，成功开发出高耐热高强度多层共挤高阻隔膜，显著提升了膜材的综合性能。与现有技术相比，本发明在结构设计和制备工艺方面都有创新，实现了各功能层之间的协同作用，从而大幅提高了膜材的耐热性、机械强度和气体阻隔性能。改性聚乙烯外层提供了优异的密封性和耐候性，聚酰胺复合层大幅提升了耐热性，乙烯-乙烯醇共聚物复合层则显著改善了气体阻隔性能。创新的制备工艺，如氮气环境下的均匀混合、精确控制的温度参数和高效冷却系统，确保了各功能层性能的最优发挥，同时提高了膜厚均匀性和层间结合强度。在牵引收卷阶段的精确控制，进一步优化了膜材的取向性能和厚度分布。这种多层结构不仅解决了传统单层膜在性能方面的不足，还通过各层的协同作用实现了性能的整体优化。本发明的应用前景广阔，在食品包装、医药包装和新能源电池封装等领域均表现出色。在食品包装方面，可显著延长食品保质期；在医药包装领域，能够有效提高药品的稳定性；在新能源电池封装方面，可明显提升电池的安全性和使用寿命。这种高性能膜材不仅在传统应用领域表现优异，在新兴的高技术领域也展现出巨大潜力，为相关产业的技术升级和创新发展提供了新的解决方案，推动了高性能功能材料领域的进步。