本发明专利技术属于复合食品包装材料技术领域，公开了一种石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜及其制备方法和应用。本发明专利技术的石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜含有0.02～2wt％的石墨烯。本发明专利技术还提供一种上述薄膜的制备方法。本发明专利技术的石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜改进了现有食品包装用塑料薄膜的性能，通过添加少量石墨烯，就具有优良的力学性能。本发明专利技术的石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜中的石墨烯有效抑制塑料助剂向食品及食品模拟物的迁移，这对于保障消费者安全有重要意义，可广泛应用于食品等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合食品包装材料
，特别涉及一种石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
聚烯烃塑料由于其价格低廉、物化性质稳定等优点，在实际生活中应用广泛。但聚烯烃塑料本身存在力学强度低、容易变形、不耐高温、易燃等缺点。已有研究表明采用纳米粒子可以对聚烯烃塑料进行性能提升(STANKOVICH S,et al.Graphene-based composite materials[J].Nature,2006,442(7100):282-286.；王利娜,刘庆广,龚方红.聚乙烯纳米复合材料制备方法的研究进展[J].塑料科技,2007,35(2):84-87.)。石墨烯由于比表面积大、刚性高等特点，是世界上最薄同时也是最坚硬的纳米材料，因此，其作为聚合物基体的增强材料可以改善复合材料的韧性和强度(PINTO AM,CABRAL J,TANAKA DAP,et al.Effect of incorporation of graphene oxide and graphene nanoplatelets on mechanical and gas permeability properties of poly(lactic acid)films[J].Polymer International,2013,62(1):33-40.；KIM H,MACOSKO CW.Processing-property relationships of polycarbonate/graphene composites[J].Polymer,2009,50(15):3797-3809.)。另外，石墨烯氧化物具有优良的抗菌性、阻隔性。这些都使得石墨烯在食品包装领域有着广阔的应用前景。塑料制品在使用过程中容易遭到氧化而褪色、硬化、性能下降，在生产过程中常常会加入紫外吸收剂、抗氧化剂等。在与食品接触过程中，添加剂会迁移到食品中，对人体健康造成一定威胁。目前有专利关注石墨烯对于塑料材料力学性能、导热性能、导电性能的提高(CN 103980614 A，一种石墨烯填充聚丙烯材料及其制备方法；CN 104387757 A，一种石墨烯复合导热塑料及其制备方法；CN 102321379 B，导电性石墨烯/聚合物复合材料)，但对于石墨烯塑料复合食品包装薄膜的制备，以及石墨烯对食品包装安全的影响缺乏认识。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜。本专利技术的薄膜力学性能优于聚烯烃塑料薄膜，其中的石墨烯对塑料助剂向食品的迁移具有抑制作用。本专利技术另一目的在于提供一种上述石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜的制备方法。本专利技术再一目的在于提供上述石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜在食品领域中的应用。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜，其中含有0.02～2wt％的石墨烯。在其中一个实施例中，所述石墨烯包括石墨烯粉末及石墨烯微片中的至少一种。在其中一个实施例中，所述石墨烯的粒径≤10μm，碳含量≥95％。在其中一个实施例中，所述石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜还含有助剂。在其中一个实施例中，所述助剂为本领域常规使用的助剂均可，如紫外吸收剂、抗氧化剂、增塑剂、光稳定剂等。在其中一个实施例中，所述助剂的量为本领域常规用量即可。本专利技术还提供一种上述石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜的制备方法，包括以下步骤：将石墨烯和聚烯烃塑料混合均匀，挤出机熔融挤出造粒，得到母粒，再利用吹膜机吹塑得到所述石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜。在其中一个实施例中，所述聚烯烃塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。在其中一个实施例中，所述造粒的过程重复1～4次。重复造粒有利于使石墨烯和聚烯烃塑料充分混合均匀。本专利技术的石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜既具有优异的力学性能，又有效抑制塑料助剂向食品及食品模拟物的迁移，可广泛应用于食品等领域。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：本专利技术的石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜改进了现有食品包装用塑料薄膜的性能，通过添加少量石墨烯，就具有优良的力学性能。本专利技术的石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜中的石墨烯有效抑制塑料助剂向食品及食品模拟物的迁移，这对于保障消费者安全有重要意义。附图说明图1为实施例1的石墨烯-低密度聚乙烯复合薄膜的弹性模量随石墨烯添加量变化情况。图2为实施例1的石墨烯-低密度聚乙烯复合薄膜的拉伸强度随石墨烯添加量变化情况。图3为实施例1的石墨烯-低密度聚乙烯复合薄膜的断裂伸长率随石墨烯添加量变化情况。图4为实施例2中40℃时石墨烯-低密度聚乙烯复合薄膜中紫外吸收剂UV-531向食品模拟物异辛烷的迁移。图5为实施例2中40℃时石墨烯-低密度聚乙烯复合薄膜中紫外吸收剂UV-P向食品模拟物异辛烷的迁移。图6为实施例3中40℃时石墨烯-低密度聚乙烯复合薄膜中抗氧化剂Irgafos168向食品模拟物异辛烷的迁移。图7为实施例3中40℃时石墨烯-低密度聚乙烯复合薄膜中抗氧化剂Irganox1076向食品模拟物异辛烷的迁移。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。下列实施例中使用的试剂均可购买得到。实施例1将石墨烯与低密度聚乙烯(LDPE)混合均匀，石墨烯质量百分含量分别为0.05％、0.2％和1％，将混合好的物料送入双螺旋挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分融合，最后经模头挤出造粒。此造粒过程重复两次。双螺旋挤出机参数设定：料筒1区到9区温度分别为：150℃，155℃，155℃，160℃，160℃，165℃,165℃，165℃，165℃；模头温度为165℃；螺杆转速150r/min。将造好的母粒送入吹膜机中，采用中空吹塑的方法得到相应的薄膜。吹膜机1区-4区温度分别为155℃，160℃，165℃，165℃。对得到的石墨烯/低密度聚乙烯复合薄膜进行力学性能测试，得到石墨烯的含量对其力学性能的影响，见图1～3。结果表明，不论是横向拉伸还是纵向拉伸，添加石墨烯后，复合薄膜的弹性模量、拉伸强度都得到提高，断裂伸长率下降。这表明低密度聚乙烯添加石墨烯后，强度和刚度增加，不易变形。实施例2配置4种物料，UV-531+LDPE，UV-531+石墨烯+LDPE，UV-P+LDPE，UV-P+石墨烯+LDPE。其中UV-531和UV-P质量百分含量都为1％，石墨烯质量百分含量都为0.05％。将混合好的物料送入双螺旋挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分融合，最后经模头挤出造粒。此造粒过程重复两次。双螺旋挤出机参数设定：料筒1区到9区温度分别为：150℃，155℃，155℃，160℃，160℃，165℃,165℃，165℃，165℃；模头温度为165℃；螺杆转速150r/min。将造好的母粒送入吹膜机中，采用中空吹塑的方法得到相应的薄膜。吹膜机1区-4区温度分别为155℃，160℃，165℃，165℃。在40℃下研究四种薄膜中UV-531和UV-P向异辛烷的迁移，结果表明，不含石墨烯的薄本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜，其特征在于其中含有0.02～2wt％的石墨烯。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜，其特征在于其中含有0.02～2wt％的石墨烯。2.根据权利要求1所述的石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜，其特征在于：所述的石墨烯包括石墨烯粉末及石墨烯微片中的至少一种。3.根据权利要求1所述的石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜，其特征在于：所述石墨烯的粒径≤10μm，碳含量≥95％。4.根据权利要求1所述的石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜，其特征在于还含有助剂。5.根据权利要求4所述的石墨烯/聚烯烃塑料复合食品包装薄膜，其特征在于：所述助剂为紫外吸收剂、抗氧化剂、增塑剂和光稳定剂中的至少一种。6.一种权...
【专利技术属性】
技术研发人员：林勤保，单利君，宋雪超，王志伟，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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