一种表面载有纳米碳晶的聚乙烯抗菌膜及其制备方法技术

一种表面载有纳米碳晶的聚乙烯抗菌膜的制备方法，包括以下步骤：1）纳米碳晶界面改性处理得到改性纳米碳晶；2）双螺杆挤出制备抗菌母粒：3）吹塑成型加工抗菌聚乙烯薄膜。本发明专利技术采用的纳米碳晶经过改性后，在其表面形成包覆层，降低了纳米碳晶的表面能，从而阻止了粒子间的团聚，促进了纳米碳晶在聚乙烯材料中的分散，改善了彼此间的相容性，增强例纳米碳晶与聚乙烯材料之间的粘结强度。

【技术实现步骤摘要】
一种表面载有纳米碳晶的聚乙烯抗菌膜及其制备方法
本专利技术属于食品包装材料领域，具体涉及到一种表面载有纳米碳晶的聚乙烯抗菌膜及其制备方法。
技术介绍
所谓食品抗菌包装是指使用或添加对人体无害的抗菌剂后，使其具有抗菌效果，从而使食品在储存和运输过程中免受细菌等病原微生物侵扰，提高食品的货架期的包装材料。一般来说，食品抗菌包装抗菌体系有食品与包装材料直接接触以及食品与抗菌材料不直接接触的间接抗菌两种形式。前一种包装材料的抗菌成分以扩散的形式在食品和包装之间分配，实现杀菌作用；间接抗菌主要是通过在载体中添加能够调节包装内微环境的物质，或利用具有选择透过性的包装材料来控制微生物的生长。目前，常用的包装材料有包装纸和包装塑料，其中塑料包装尤为普遍。随着公众健康意识的提升，近年来，抗菌活性包装材料已成为材料领域的研究热点。研究表明将纳米银修饰到纤维素基滤纸表面，结果显示处理后的滤纸对大肠杆菌表现出良好的抗菌性能。另外，将经过纳米银与纳米氧化锌混合物改性后的纤维素粉末与聚氯乙烯混合挤压成膜作为医用塑料，结果显示处理后的聚氯乙烯膜对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌都具有良好的杀菌效果。这些抗菌膜实验过程中杀菌效果虽好，然而在实际生活中，由于杀菌机制的制约，灭杀细菌所需时间长，不能快速杀死细菌；此外，市场上目前存在的抗菌包装膜主要为银系，容易在人体积累造成伤害。因此，制备无毒高效快速的表面抗菌包装材料顺应包装材料的发展趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种表面载有纳米碳晶的聚乙烯抗菌膜及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种表面载有纳米碳晶的聚乙烯抗菌膜的制备方法，包括以下步骤：1)纳米碳晶界面改性处理：将10-20g纳米碳晶置于电热恒温鼓风干燥箱中，控制温度为130-150℃，干燥3-5h，置于高速搅拌机中；然后，量取质量比为7:3的油酸酰胺和乙醇溶剂共100mL并将其二者混合均匀，用滴管将混合溶剂滴入到高速搅拌机中，温度控制为100-105℃，搅拌速度为300-350rpm，连续搅拌20-30min，卸料得到改性纳米碳晶；2)双螺杆挤出制备抗菌母粒：按重量百分比10-20％、20-25％、45％-50％、5-10％和10％-15％分别称取改性纳米碳晶、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、氧化聚乙烯(OPE)和硬质酸锌并置于高速搅拌机中搅拌混合，控制温度为100-110℃，搅拌速度为300-350rpm，搅拌时间为15-20min，再经过同向双螺旋挤出机挤出切粒得到载有改性纳米碳晶含量为10-20％的抗菌母粒；3)吹塑成型加工抗菌聚乙烯薄膜：按重量百分比50-67％、30％-45％、3％-15％分别称取低密度聚乙烯(LDPE)、LLDPE和抗菌母粒并倒入搅拌机中混合均匀，置于塑料成型机中吹制得到抗菌聚乙烯薄膜试样。步骤2)中，抗菌母料制备过程中同向双螺杆挤出机料筒温度设置为：Ⅰ区151-152℃，Ⅱ区158-159℃，Ⅲ区166-167℃，Ⅳ区170-171℃，Ⅴ174-175℃，螺杆转速为25-26r/min。步骤3)中，吹塑成型过程中料筒温度：Ⅰ区155-160℃，Ⅱ区165-168℃，Ⅲ区170-175℃，Ⅳ区173-185℃，Ⅴ168-182℃，膜头温度为168-180℃，吹制成的薄膜厚度为20-30μm。由所述的制备方法制得的表面载有纳米碳晶的聚乙烯抗菌膜。本专利技术选用聚乙烯塑料膜为基体材料，以纳米碳晶为抗菌剂，通过界面改性、增容分散、双螺杆挤出切拉方法，制备抗菌母粒，然后将抗菌母粒按设计比例添加到聚乙烯树脂中，经过物料混合、吹塑成型工艺制备抗菌聚乙烯薄膜。与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：1)本专利技术采用的纳米碳晶经过改性后，在其表面形成包覆层，降低了纳米碳晶的表面能，从而阻止了粒子间的团聚，促进了纳米碳晶在聚乙烯材料中的分散，改善了彼此间的相容性，增强了纳米碳晶与聚乙烯材料之间的粘结强度；2)纳米碳晶抗菌母粒的添加，有利于抗菌聚乙烯薄膜的水蒸气透过量增加，有利于调整抗菌聚乙烯薄膜保鲜过程中的湿度，延长生鲜食品的保质期；3)纳米碳晶抗菌母粒的添加，使得抗菌聚乙烯薄膜的断裂生长率和直角撕裂强度明显增加，其中8％的抗菌母粒明显高于普通聚乙烯薄膜；4)本专利技术所制备的纳米碳晶聚乙烯膜均具有抗菌效果，且所制备的纳米碳晶聚乙烯膜对大肠杆菌具有优异的抗菌效果，具有强的抗菌性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述。实施例1一种表面载有纳米碳晶的聚乙烯抗菌膜及其制备方法，包括以下步骤：1)纳米碳晶界面改性处理：将10g纳米碳晶置于电热恒温鼓风干燥箱中，控制温度为140℃，干燥4h，置于高速搅拌机中；然后，量取质量比为7:3的油酸酰胺和乙醇溶剂共100mL并将其二者混合均匀，用滴管将混合溶剂滴入到高速搅拌机中，温度控制为100-105℃，搅拌速度为330rpm，连续搅拌25min，卸料得到改性纳米碳晶；2)双螺杆挤出制备抗菌母粒：按重量百分比10％、25％、45％、5％和15％分别称取改性纳米碳晶、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、氧化聚乙烯(OPE)和硬质酸锌并置于高速搅拌机中搅拌混合，控制温度为100-110℃，搅拌速度为300-350rpm，搅拌时间为15-20min，再经过同向双螺旋挤出机挤出切粒得到载有改性纳米碳晶含量为10％的抗菌母粒；3)吹塑成型加工抗菌聚乙烯薄膜：按重量百分比62％、35％、3％分别称取低密度聚乙烯(LDPE)、LLDPE和抗菌母粒并倒入搅拌机中混合均匀，置于塑料成型机中吹制得到抗菌母粒含量为3％的抗菌聚乙烯薄膜试样。步骤2)中，抗菌母料制备过程中同向双螺杆挤出机料筒温度设置为：Ⅰ区151-152℃，Ⅱ区158-159℃，Ⅲ区166-167℃，Ⅳ区170-171℃，Ⅴ174-175℃，螺杆转速为25-26r/min。步骤3)中，吹塑成型过程中料筒温度：Ⅰ区155-160℃，Ⅱ区165-168℃，Ⅲ区170-175℃，Ⅳ区173-185℃，Ⅴ168-182℃，膜头温度为168-180℃，吹制成的薄膜厚度为20-30μm。实施例2一种表面载有纳米碳晶的聚乙烯抗菌膜及其制备方法，包括以下步骤：1)纳米碳晶界面改性处理：将10g纳米碳晶置于电热恒温鼓风干燥箱中，控制温度为130℃，干燥5h，置于高速搅拌机中；然后，量取质量比为7:3的油酸酰胺和乙醇溶剂共100mL并将其二者混合均匀，用滴管将混合溶剂滴入到高速搅拌机中，温度控制为100-105℃，搅拌速度为350rpm，连续搅拌20min，卸料得到改性纳米碳晶；2)双螺杆挤出制备抗菌母粒：按重量百分比10％、25％、45％、10％和10％分别称取改性纳米碳晶、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、氧化聚乙烯(OPE)和硬质酸锌并置于高速搅拌机中搅拌混合，控制温度为100-110℃，搅拌速度为300-350rpm，搅拌时间为15-20min，再经过同向双螺旋挤出机挤出切粒得到载有改性纳米碳晶含量为10％的抗菌母粒；3)吹塑成型加工抗菌聚乙烯薄膜：按重量百分比52％、40％、8％分别称取低密度聚乙烯(LDPE)、LLDPE和抗菌母粒并倒入搅拌机中混合均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面载有纳米碳晶的聚乙烯抗菌膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）纳米碳晶界面改性处理：将10‑20g纳米碳晶置于电热恒温鼓风干燥箱中，控制温度为130‑150℃，干燥3‑5h，置于高速搅拌机中；然后，量取质量比为7:3的油酸酰胺和乙醇溶剂共100mL并将其二者混合均匀，用滴管将混合溶剂滴入到高速搅拌机中，温度控制为100‑105℃，搅拌速度为300‑350rpm，连续搅拌20‑30min，卸料得到改性纳米碳晶；2）双螺杆挤出制备抗菌母粒：按重量百分比10‑20%、20‑25%、45%‑50%、5‑10%和10%‑15%分别称取改性纳米碳晶、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、氧化聚乙烯和硬质酸锌并置于高速搅拌机中搅拌混合，控制温度为100‑110℃，搅拌速度为300‑350rpm，搅拌时间为15‑20min，再经过同向双螺旋挤出机挤出切粒得到载有改性纳米碳晶含量为10‑20%的抗菌母粒；3）吹塑成型加工抗菌聚乙烯薄膜：按重量百分比50‑67%、30%‑45%、3%‑15%分别称取低密度聚乙烯（LDPE）、LLDPE和抗菌母粒并倒入搅拌机中混合均匀，置于塑料成型机中吹制得到抗菌聚乙烯薄膜试样。...

【技术特征摘要】
1.一种表面载有纳米碳晶的聚乙烯抗菌膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）纳米碳晶界面改性处理：将10-20g纳米碳晶置于电热恒温鼓风干燥箱中，控制温度为130-150℃，干燥3-5h，置于高速搅拌机中；然后，量取质量比为7:3的油酸酰胺和乙醇溶剂共100mL并将其二者混合均匀，用滴管将混合溶剂滴入到高速搅拌机中，温度控制为100-105℃，搅拌速度为300-350rpm，连续搅拌20-30min，卸料得到改性纳米碳晶；2）双螺杆挤出制备抗菌母粒：按重量百分比10-20%、20-25%、45%-50%、5-10%和10%-15%分别称取改性纳米碳晶、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、氧化聚乙烯和硬质酸锌并置于高速搅拌机中搅拌混合，控制温度为100-110℃，搅拌速度为300-350rpm，搅拌时间为15-20min，再经过同向双螺旋挤出机挤出切粒得到载有改性纳米碳晶含量为10-20%的抗菌母粒；3）吹塑成型加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，文炯，刘永奇，郭留希，杨晋中，苏崇，
申请(专利权)人：郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41