一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法。制备方法为：将PBAT颗粒与偶联剂、0.5

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着人们对食品质量和安全卫生需求的不断提高以及绿色包装理念的倡导，抗菌材料随之在食品包装中被广泛应用。抗菌材料是对具有抑菌和杀菌性能的、拮抗微生物的新型功能材料的统称，通过在普通材料中添加或复合一种或几种特定的抗菌成分(抗菌剂)从而获得并增强材料的抗菌性能。抗菌塑料是抗菌材料中发展最快、溢价最高、应用最广的包装材料。当普通塑料被赋予了抗菌性后，用它们制成的各种制品具有卫生自洁功能，对保护人类健康、减少疾病，可起到重要作用。
[0003]抗菌塑料中的核心成分是拮抗微生物的抗菌剂，其开发和应用已成为该发展领域的重要研究内容。抗菌剂是一些细菌、霉菌等微生物高度敏感的化学成分。极少量的抗菌剂添加至普通材料中，即可制成抗菌材料。抗菌剂可归为有机类、无机类和天然成分类等几大类。向可降解塑料材料中添加中草药提取物，可以使得塑料材料获得抗菌性能，符合对于塑料产品抗菌、抑菌功能的需要。进一步的，没食子酸是中草药中的一种活性成分，具有较好的抗菌、杀虫和抑制霉菌的功能，且经化学合成后，成本较低，符合工业化应用的基本要求。
[0004]在此基础上，我们进一步研发了塑料材料负载没食子酸和没食子酸衍生物的工艺方法，制备得到负载没食子酸的抗菌可降解塑料材料。在随后的检测中发现，没食子酸塑料符合抗菌塑料国家标准。而且，没食子酸属于植物活性成分的一种，有较好的环境安全性和可降解性，符合对于塑料材料的抗菌和全降解的功能要求。
[0005]全降解塑料是指，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解，分解成H2O、CO2、CH4或一些小分子量的聚合物的材料。全降解塑料，常见使用己二酸
‑
对苯二甲酸
‑
丁二酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)为主要材料。PBAT是一种可生物降解的芳香族聚酯，其强度较低而断裂伸长率很高，是柔韧性极好的弹性体材料。聚乳酸(PLA)是由含糖、淀粉、纤维素等生物质材料为原料，经发酵制成的乳酸，再制成聚乳酸的高分子材料。将二者共混使用，可以满足不同塑料材料的机械强度、拉伸强度、透明性等方面的要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法，用于制备一种具有抗菌、全降解双重功能的材料，满足市场需求。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0008]一种抗菌全降解塑料材料，包括以下组分：
[0009]偶联剂、增溶剂、热稳定剂、抗氧化剂；
[0010]抗菌剂；
[0011]PBAT、PLA；
[0012]所述偶联剂为铝酸酯，所述增溶剂为硬脂酸，所述热稳定剂为环氧大豆油，所述抗氧化剂为抗氧剂1010；
[0013]所述抗菌剂包括没食子酸、没食子酸丙酯。
[0014]一种抗菌全降解塑料材料的制备方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1：将PBAT颗粒与重量份占比为0.5
‑
3％的偶联剂、0.5
‑
3％的增溶剂、0.5
‑
3％的热稳定剂、0.1
‑
1％的抗氧化剂混合，在110
‑
150℃下混合搅拌，得到PBAT混合料液；
[0016]步骤2：向步骤1的PBAT混合料液中，加入重量份占比为1
‑
10％的抗菌剂，将加入抗菌剂的PBAT料液搅拌混合均匀，用双螺杆机挤出造粒，风冷切粒，得到没食子酸
‑
PBAT母粒；
[0017]步骤3：将步骤2的没食子酸
‑
PBAT母粒与纯PBAT、PLA母粒混合，重量份占比为：没食子酸
‑
PBAT母粒占10
‑
30％；纯PBAT、PLA母粒占70
‑
90％；
[0018]将混合颗粒在110
‑
150℃下搅拌混合均匀，灌装，吹膜，制袋，完成，得到抗菌全降解塑料材料。
[0019]进一步优选的，所述抗菌剂为没食子酸和没食子酸丙酯的混合物，含没食子酸50
‑
90％，含没食子酸丙酯10
‑
50％。
[0020]进一步优选的，在步骤1中，将PBAT颗粒与重量份占比为0.7
‑
2％的偶联剂、0.7
‑
2％的增溶剂、0.7
‑
2％的热稳定剂、0.2
‑
0.8％的抗氧化剂混合，在125
‑
135℃下混合搅拌，得到PBAT混合料液。
[0021]进一步优选的，在步骤2中，所述抗菌剂的剂量为5
‑
8％。
[0022]进一步优选的，所述抗菌剂含食子酸60
‑
80％、含没食子酸丙酯20
‑
40％。
[0023]进一步优选的，在步骤3中，所述没食子酸
‑
PBAT母粒与纯PBAT、PLA母粒混合重量份占比为：没食子酸
‑
PBAT母粒占15
‑
25％；纯PBAT、PLA母粒占75
‑
85％；混合颗粒在125
‑
135℃下搅拌混合均匀。
[0024]本专利技术至少具备以下有益效果：
[0025]本专利技术通过使用没食子酸、没食子酸丙酯为主要抑菌功能成分，通过偶联剂、增溶剂、抗氧化剂的使用，使得PBAT偶联和负载没食子酸，获得抗菌功能；再与PBAT、PLA等材料高搅混合，制备得到塑料薄膜，所得的没食子酸塑料，具有抗菌、全降解的双重功能，满足市场对抗菌可降解塑料的要求和需要。
[0026]本专利技术通过采用没食子酸和没食子酸丙酯作为抑菌功能成分，其成本低，使得加工成本低，满足市场需求，适合推广应用。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术制备方法流程图；
[0029]图2为没食子酸和没食子酸丙酯的分子结构示意图；
[0030]图3为添加没食子酸的抗菌塑料组和未添加没食子酸的对照组的红外光谱图；
[0031]图4为本专利技术抗菌塑料与对照组的表面生长的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌图像。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0033]本专利技术用于公开一种抗菌全降解塑料材料，包括以下组份：
[0034]没食子酸、没食子酸丙酯、P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌全降解塑料材料，其特征在于，包括以下组分：偶联剂、增溶剂、热稳定剂、抗氧化剂；抗菌剂；PBAT、PLA；所述偶联剂为铝酸酯，所述增溶剂为硬脂酸，所述热稳定剂为环氧大豆油，所述抗氧化剂为抗氧剂1010；所述抗菌剂包括没食子酸、没食子酸丙酯。2.一种抗菌全降解塑料材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将PBAT颗粒与重量份占比为0.5
‑
3％的偶联剂、0.5
‑
3％的增溶剂、0.5
‑
3％的热稳定剂、0.1
‑
1％的抗氧化剂混合，在110
‑
150℃下混合搅拌，得到PBAT混合料液；步骤2：向步骤1的PBAT混合料液中，加入重量份占比为1
‑
10％的抗菌剂，将加入抗菌剂的PBAT料液搅拌混合均匀，用双螺杆机挤出造粒，风冷切粒，得到没食子酸
‑
PBAT母粒；步骤3：将步骤2的没食子酸
‑
PBAT母粒与纯PBAT、PLA母粒混合，重量份占比为：没食子酸
‑
PBAT母粒占10
‑
30％；纯PBAT、PLA母粒占70
‑
90％；将混合颗粒在110
‑
150℃下搅拌混合均匀，灌装，吹膜，制袋，完成，得到抗菌全降解塑料材料。3.根据权利要求2所述的一种抗菌全降解塑料材料的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：文博，李姝谊，郝天禹，徐卫平，任传鉴，张守玉，金宁，刘小琦，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：