一种聚乙烯保鲜膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚乙烯保鲜膜，从下至上依次由聚乙烯膜、丙烯酸膜和至少一层二氧化钛‑壳聚糖复合膜组成。还公开了该聚乙烯保鲜膜的制备方法，以及该聚乙烯保鲜膜在制备具有抗菌功效的包装材料中的应用和在冷鲜肉保鲜中的应用。

Polyethylene fresh-keeping film and preparation method and application thereof

The invention discloses a polyethylene fresh-keeping film, which is composed of polyethylene film, acrylic film and at least one layer of titanium dioxide chitosan composite film from bottom to top. The preparation method of the polyethylene preservative film, the application of the polyethylene preservative film in the preparation of packaging materials with antibacterial effect and the application in the preservation of cold meat are also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯保鲜膜及其制备方法和应用
本专利技术属于保鲜膜
，具体涉及一种聚乙烯保鲜膜及其制备方法和应用。
技术介绍
在聚合物包装材料的应用中，聚乙烯(PE)膜由于其具有耐化学性，高冲击强度，优良的力学性能，能大量供应和低成本而被广泛使用。尽管具有这些突出特点，但PE膜本身不具有抗菌性。为此，为了研究制备抗菌PE膜的有效方法，许多学者进行了广泛的研究。抗菌包装的方法可以分为两种类型。首先可以通过将抗微生物剂并入和固定到聚合物膜中而实现，而其它则是通过表面改性和表面涂层来实现。通过第一种方法，可以使用几种抗菌剂，如山梨酸酐、和乳酸链菌在制造成膜之前已经被引入PE聚乙烯当中。然而，通过该方法制备PE膜由于受到高温挤出成膜期间抗微生物剂的热稳定性或者与聚合物不相容的限制。因此，表面改性和涂布技术是更优选的，聚合物溶液涂层在将抗微生物分子附着在塑料膜上的稳定性和粘合性方面是最理想的方式。壳聚糖由于其特有的属性如天然聚合物，无毒，成膜能力和生物降解能力而对研究人员非常有吸引力。壳聚糖应用的局限性主要体现在以下两点，首先，由于壳聚糖在高pH值下的溶解度差，其应用仅在酸性介质中有效；其次，与聚合物相比，壳聚糖膜的唯一缺点是机械性能差。因此，壳聚糖可涂在塑料薄膜上用以改善机械性能并增强抗菌活性。然而，在壳聚糖涂布的物质中，壳聚糖涂布的PE膜的研究数量有限。因为PE是仅由碳和氢组成的烃的长链脂肪族链，因此PE表面是非极性的，缺乏活性官能团。结果，难以将PE用于涉及粘合的应用，例如印刷和涂布。纳米二氧化钛安全性较高，性质稳定，催化活性高，易制备成透明薄膜附着在其他载体上，是最具有代表性的光催化性抗菌材料，TiO2是目前研究最为活跃的无机纳米材料，将TiO2引入壳聚糖制备双效杀菌材料已引起极大关注。但目前如何将TiO2引入壳聚糖以及PE薄膜上还是一个难题。层层自组装技术是Decher等在1991年提出的由带有正、负电荷的两种聚电解质通过交替静电吸附作用形成多层平面膜。层层自组装利用这种交替沉积技术，具有可成膜、物质丰富、简单通用、产物有序性高等优点，可通过实验条件的调节控制薄膜的生成，易于实现多功能纳米组装薄膜和表面修饰。目前，现有技术中还没有采用层层自组装技术将TiO2、壳聚糖等引入PE薄膜上并获得良好抗菌效果的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚乙烯保鲜膜，该聚乙烯保鲜膜具有很好的抗菌效果。本专利技术的目的还在于提供上述聚乙烯保鲜膜的制备方法，该方法采用层层自组装技术。本专利技术的第三个目的在于提供上述聚乙烯保鲜膜在制备具有抗菌效果的包装材料中的应用以及在冷鲜肉保鲜中的应用。本专利技术的上述第一个目的是通过如下技术方案来实现的：一种聚乙烯保鲜膜，由聚乙烯膜、丙烯酸膜和至少一层二氧化钛-壳聚糖复合膜组成。进一步的，所述聚乙烯保鲜膜从外层到内层依次由聚乙烯膜、丙烯酸膜和至少一层二氧化钛-壳聚糖复合膜组成。优选的，本专利技术所述的聚乙烯膜为电晕聚乙烯膜。电晕聚乙烯(PE)膜，跟一般的聚乙烯(PE)膜相比，有更强的极性，能够与更多的物质发生化学作用。大多数塑料薄膜(如聚烃薄膜)属非极性聚合物，表面张力较低，一般在29-30mN/m。电晕处理薄膜尤其是聚乙烯薄膜时，空气电离后产生的各种离子在强电场的作用下，加速并冲击处理装置内的塑料薄膜，使塑料分子的化学键断裂而降解，可以增加表面粗糙度和表面积，放电时还会产生大量的臭氧，能使塑料分子氧化，产生羰基与过氧化物等极性较强的基团，从而提高了其表面能。优选的，本专利技术所述的丙烯酸膜为食品级水性丙烯酸膜。与非水性丙烯酸膜相比，水性丙烯酸膜具有配方灵活，耐水性好，基材附着力好，耐老化性优异，耐酸碱性佳等优点。优选的，本专利技术所述的二氧化钛-壳聚糖复合膜的层数为三层。不同层数的二氧化钛-壳聚糖复合膜涂布PE膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果不同，抑菌圈越大表示抑菌作用越强，结果表明，随着二氧化钛-壳聚糖复合膜涂布的层数增加，对两种菌的协同抑菌作用越强，二氧化钛-壳聚糖复合膜涂布层数为三层时抑菌作用最强。优选的，本专利技术所述聚乙烯膜的厚度为15～25μm，所述丙烯酸膜的厚度为1～10μm，所述二氧化钛-壳聚糖复合膜的厚度为5～20μm。本专利技术的第二个目的是通过以下技术方案来实现的：上述聚乙烯保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：(1)制备壳聚糖溶液：选取壳聚糖，溶于乙酸水溶液中，磁力搅拌后，得到壳聚糖溶液；(2)制备二氧化钛溶液：选取二氧化钛，加入水中，超声振动后，制得二氧化钛溶液；(3)制备二氧化钛-壳聚糖复合溶液：将步骤(1)中的壳聚糖溶液和步骤(2)中的二氧化钛溶液按比例混合，制得二氧化钛-壳聚糖复合溶液；(4)层层自组装制备聚乙烯保鲜膜：选取聚乙烯膜，先在所述聚乙烯膜上涂布丙烯酸乳液，干燥后再涂布至少一层步骤(3)中的二氧化钛-壳聚糖复合溶液，干燥后即制得聚乙烯保鲜膜。在该聚乙烯保鲜膜的制备方法中：步骤(1)中所述的壳聚糖与所述乙酸水溶液的质量体积比优选为0.05g～0.2g：10～20mL，其中乙酸水溶液的质量百分含量优选为0.5～2％。步骤(1)中磁力搅拌的转速优选为800～1000rpm，搅拌时间优选为1～2h。步骤(2)中所述二氧化钛溶液的质量百分含量优选为1～5％。步骤(3)中所述壳聚糖溶液与二氧化钛溶液的体积比优选为1：2～6，更佳为1：3。步骤(4)中所述的丙烯酸乳液优选为水性丙烯酸乳液。步骤(4)中干燥后优选再涂布三层步骤(3)中的二氧化钛-壳聚糖复合溶液。本专利技术利用层层自组装方法来制备聚乙烯保鲜膜，具有可成膜、物质丰富、简单通用、产物有序性高等优点，可通过实验条件的调节控制薄膜的生成，易于实现多功能纳米组装薄膜和表面修饰。本专利技术在制备多层膜时，通过控制溶液的浓度、组装次数等参数可以控制膜的结构和厚度，并较好地调控薄膜的成分、结构及形貌和功能。另外，由于静电作用的非特异性，使得具有不同功能性的物质得以在膜上添加进而发挥其特异性的作用。本专利技术进一步通过原子力显微镜(AFM)，傅里叶变换红外光谱(FTIR)评估丙烯酸的涂布处理对聚乙烯膜表面性能的影响，通过测定丙烯酸处理的聚乙烯膜的水接触角，确定膜的亲水性。通过凯氏定氮法测定沉积在膜上的壳聚糖的量，通过核磁共振的持水性和菌落总数来评价该膜在冷鲜肉中的应用效果。本专利技术的上述第三个目的是通过以下技术方案来实现的：上述聚乙烯保鲜膜在制备具有抗菌功效的包装材料中的应用以及在冷鲜肉保鲜中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术中的聚乙烯保鲜膜，由聚乙烯膜、丙烯酸膜和至少一层二氧化钛-壳聚糖复合膜组成，其中，在聚乙烯膜表面涂布丙烯酸膜可以显著改变聚乙烯膜的表面形态，涂布了丙烯酸膜的电晕聚乙烯膜比起纯电晕聚乙烯膜的亲水性提高，在聚乙烯膜表面涂布丙烯酸膜使得聚乙烯膜的表面多了更多的活性亲水基团羟基-OH，而且，在聚乙烯膜的表面涂布水性丙烯酸膜可以增强壳聚糖和经PAA处理过的聚乙烯膜之间的相互作用；(2)本专利技术通过自组装这种交替沉积技术，制备的聚乙烯保鲜膜，具有可成膜、物质丰富、简单通用、产物有序性高等优点，可通过实验条件的调节控制薄膜的生成，易于实现多功能纳米组装薄膜和表面修饰；(3)本专利技术通过将壳聚糖与二氧化钛复合膜在聚乙烯膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乙烯保鲜膜，其特征是由聚乙烯膜、丙烯酸膜和至少一层二氧化钛‑壳聚糖复合膜组成。

【技术特征摘要】
2018.04.16 CN 20181033616011.一种聚乙烯保鲜膜，其特征是由聚乙烯膜、丙烯酸膜和至少一层二氧化钛-壳聚糖复合膜组成。2.根据权利要求1所述的聚乙烯保鲜膜，其特征是：所述聚乙烯保鲜膜从外层到内层依次由聚乙烯膜、丙烯酸膜和至少一层二氧化钛-壳聚糖复合膜组成。3.根据权利要求2所述的聚乙烯保鲜膜，其特征是：所述聚乙烯膜为电晕聚乙烯膜，所述丙烯酸膜为食品级水性丙烯酸膜，所述二氧化钛-壳聚糖复合膜的层数为三层。4.根据权利要求1-3任一项所述的聚乙烯保鲜膜，其特征是：所述聚乙烯膜的厚度为15～25μm，所述丙烯酸膜的厚度为1～10μm，所述二氧化钛-壳聚糖复合膜的厚度为5～20μm。5.权利要求1-3任一项所述的聚乙烯保鲜膜的制备方法，其特征是包括以下步骤：(1)制备壳聚糖溶液：选取壳聚糖，溶于乙酸水溶液中，磁力搅拌后，得到壳聚糖溶液；(2)制备二氧化钛溶液：选取二氧化钛，加入水中，超声振动后，制得二氧化钛溶液；(3)制备二氧化钛-壳聚糖复合溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖乃玉，何娟，马志芳，李湘銮，徐依斌，张雪琴，钟乐，张文，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：发明
国别省市：广东,44