一种抑菌PE膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抑菌PE膜及其制备方法，属于高分子材料技术领域，按重量份计，包含以下组分：聚乙烯树脂150‑200份、抑菌组合物6‑10份、增韧剂5‑8份、增强剂2‑5份、硅烷偶联剂3‑6份、粘合剂2‑4份；抑菌组合物包括聚乳酸和聚（3‑羟基丁酸酯‑co‑3‑羟基戊酸酯），聚乳酸和聚（3‑羟基丁酸酯‑co‑3‑羟基戊酸酯）的重量比为(3‑6):1。抑菌PE膜的制备方法包括：S1：配料，将聚乙烯树脂、抑菌组合物、增韧剂、增强剂、硅烷偶联剂、粘合剂混合得混料；S2：挤出，将混料熔融后挤出造粒；S3：吹膜，造粒后的物料经过挤出吹塑或挤出流延成抑菌PE膜。本发明专利技术制备的抑菌PE膜具有较佳的抗菌性能，并且对人体健康伤害较低的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种抑菌PE膜及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，特别涉及一种抑菌PE膜及其制备方法。
技术介绍
PE膜即聚乙烯薄膜，是塑料中产量最大、用途极广的热塑性塑料，PE膜是一种具有保鲜作用的膜，是由低密度聚乙烯树脂或线性低密度聚乙烯树脂吹制而成，它质地柔软、透光性好，机械强度（如抗拉强度和断裂伸长率）高、安全无毒，可使被包装的产品在生产加工、运输和储存过程中不受污染，近几年被广泛地用于各种食品的包装中。伴随着社会的发展，人们的自我保健意识不断增强，对生活所用材料在安全卫生和环保方面提出了更高的要求，因此，对传统PE膜提出了抗菌方面的要求。目前，现有的可参考公布号为CN102101928A的中国专利，其公开了一种抗菌保鲜膜，其含有PVC树脂、石蜡、轻质碳酸钙、邻苯二甲酸二辛脂和液体钙锌，所述抗菌保鲜膜中还加有银离子抗菌剂，所述抗菌保鲜膜的配方组分按重量计为：PVC树脂100份、石蜡0.2-0.6份、轻质碳酸钙1-3份、邻苯二甲酸二辛脂28-40份、液体钙锌0.5-1.5份、银离子抗菌剂0.5-1.5份。该抗菌保鲜膜虽添加了银离子抗菌剂，以使其具有抗菌功能，但该保鲜膜配方中的邻苯二甲酸二辛脂会对人体健康有严重的危害，另外，银离子抗菌剂虽具有较强的抑菌功能，但如果不慎摄入人体后仍会对人体健康产生危害。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的一是提供一种抑菌PE膜，其具有较佳的抗菌性能，并且对人体健康伤害较低的效果。本专利技术的目的二是提供一种抑菌PE膜的制备方法，其具有生产工艺简单的效果。本专利技术的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种抑菌PE膜，按重量份计，包含以下组分：聚乙烯树脂150-200份、抑菌组合物6-10份、增韧剂5-8份、增强剂2-5份、硅烷偶联剂3-6份、粘合剂2-4份；其中，抑菌组合物包括聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯），聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）的重量比为(3-6):1。通过采用上述技术方案，本专利技术选用特定的原料及配比，且各原料之间相互协同，共同发挥作用，使得制得的抑菌PE膜不仅具有良好的抗菌性能，并且具有较优异的拉伸强度和穿刺强度。聚乳酸是由乳酸或丙交酯经开环聚合而成的合成高分子聚酯材料，具有较高的强度、一定的生物相容性和耐热性。同时，聚乳酸具有生物可降解性，即可通过堆肥或人工处理最终能够分解成水和二氧化碳，分解产物重新参与自然界生态循环，是一种很好的环保材料。另外，聚乳酸具有一定的抑菌性能、阻燃性能和抗紫外线性能。此外，聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）的低聚物具有抗菌性能，能够破坏生物膜和细胞壁，进入细胞内会改变酸碱平衡，打乱代谢，使其灭亡，从而达到抑菌效果。聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）按一定的比例制备的抑菌组合物，不仅具有较好的抑菌效果，且相对于采用纳米银作为抑菌剂，本抑菌组合物更安全，对人体无影响。另外，本专利技术中的抑菌组合物采用的原料绿色，环保可降解，符合低碳环保可持续发展理念。聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）的韧性差，拉伸强度和穿刺强度较低，而在配方中加入增韧剂，从而缓解聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）带来的缺陷，并能够从整体上提高抑菌PE膜的韧性。本法明中，硅烷偶联剂和粘合剂的加入，能够增加配方中聚乙烯树脂与无机填料之间的连接强度，从而增加各物质之间的连接性能，使得各物质能够充分发挥其作用，有效提高抑菌PE膜的性能。进一步地，所述抑菌剂的制备方法包括以下步骤，将聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）共混后熔融，挤出得到抑菌组合物。进一步地，所述聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）的熔融温度为60-70℃。进一步地，所述增强剂的制备方法包括以下步骤：（1）将1-2份氧化石墨烯分散于15-20份去离子水中，得到氧化石墨烯分散液；（2）将15-20份纳米二氧化硅分散于60-70份去离子水，得到纳米二氧化硅溶胶；（3）将氧化石墨烯分散液与纳米二氧化硅溶胶混合，并超声振动30-40min，过滤后干燥得到增强剂。通过采用上述技术方案，氧化石墨烯表面含有丰富的含氧官能团，当氧化石墨烯分散液与纳米二氧化硅溶胶混合后，氧化石墨烯表面的羟基、羧基和环氧基团与纳米二氧化硅微球表面的羟基结合，形成大量氢键，使得纳米二氧化硅与氧化石墨烯结合，降低纳米二氧化硅团聚现象，提高纳米二氧化硅的分散性，从而有助于提高抑菌PE膜的强度。纳米二氧化硅能关于硅烷偶联剂发生反应，增加纳米二氧化硅与聚乙烯树脂之间的连接强度，使得氧化石墨烯、纳米二氧化硅与聚乙烯树脂形成稳定的三维网格结构，大大提高抑菌PE膜的拉伸强度和抗穿刺性能。另外，氧化石墨烯具有一定的抑菌作用，与抑菌组合物协同配合，大大提高抑菌PE膜的抑菌性能。进一步地，所述增韧剂的制备方法包括以下步骤：a.将2-4份纳米纤维素分散于50-100份去离子水中，得到分散液A；b.将4-6份聚乙二醇分散于60-80份去离子水中，得到分散液B；c.将分散液A与分散液B混合，充分搅拌后干燥，得到增韧剂。通过采用上述技术方案，纳米纤维素具有较好的韧性，纳米纤维的加入能够有效增加抑菌PE膜的韧性，从而提高抑菌PE膜的拉伸强度。在纳米纤维素中引入水溶性的聚乙二醇，能够增加纳米纤维素与聚乳酸、聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）的相容性和界面粘接性，从而能够提高聚乳酸、聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）的韧性，降低聚乳酸、聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）的物理缺陷，从而增加抑菌PE膜的韧性。纳米纤维素能够与硅烷偶联剂进行硅烷化反应，从而增加纳米纤维与聚乙烯树脂之间的连接强度，从而提高抑菌PE膜的力学性能和阻隔性能。进一步地，所述聚乳酸的粘均分子量为6.0×104-3.0×105。进一步地，所述粘合剂为硅酸钠、环氧树脂和聚乙烯醇中的一种或多种。通过采用上述技术方案，硅酸钠粘结力强、强度较高，能够增加各物质之间的粘接强度，从而提高抑菌PE膜的拉伸强度、韧性等力学性能。环氧树脂不仅具有较强的粘接性能，能够增加各物质之间的粘接强度，而且，环氧树脂具有环氧基团，能够与硅烷偶联剂的有机官能团进行反应，从而与硅烷偶联剂配合进一步增加有机物与无机物之间的粘接强度。聚乙烯醇具有较强的粘接力，从而使得配方中各物质之间具有较好的粘接性能，从而提高抑菌PE膜的力学性能。进一步地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的一种或两种。本专利技术的目的二：提供一种抑菌PE膜的制备方法，包括以下步骤：S1：配料，将聚乙烯树脂、抑菌组合物、增韧剂、增强剂、硅烷偶联剂、粘合剂混合得混料；S2：挤出，将混料熔融后挤出造粒；S3：吹膜，造粒后的物料经过挤出吹塑或挤出流延成抑菌PE膜。...

【技术保护点】
1.一种抑菌PE膜，其特征在于，按重量份计，包含以下组分：聚乙烯树脂150-200份、抑菌组合物6-10份、增韧剂5-8份、增强剂2-5份、硅烷偶联剂3-6份、粘合剂2-4份；其中，抑菌组合物包括聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯），聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）的重量比为(3-6):1。/n

【技术特征摘要】
1.一种抑菌PE膜，其特征在于，按重量份计，包含以下组分：聚乙烯树脂150-200份、抑菌组合物6-10份、增韧剂5-8份、增强剂2-5份、硅烷偶联剂3-6份、粘合剂2-4份；其中，抑菌组合物包括聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯），聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）的重量比为(3-6):1。


2.根据权利要求1所述的一种抑菌PE膜，其特征在于：所述抑菌剂的制备方法包括以下步骤，将聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）共混后熔融，挤出得到抑菌组合物。


3.根据权利要求2述的一种抑菌PE膜，其特征在于：所述聚乳酸和聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）的熔融温度为60-70℃。


4.根据权利要求2述的一种抑菌PE膜，其特征在于：所述增强剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将1-2份氧化石墨烯分散于15-20份去离子水中，得到氧化石墨烯分散液；
（2）将15-20份纳米二氧化硅分散于60-70份去离子水，得到纳米二氧化硅溶胶；
（3）将氧化石墨烯分散液与纳米二氧化硅溶胶混合，并超声振动30-40min，过滤后干燥得到增强剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王运林，冯彩平，陈金浦，
申请(专利权)人：温州市中坚薄膜有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33