一种可生物降解抗菌薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解抗菌薄膜及其制备方法，属于生物降解抗菌薄膜制备领域，以聚乙烯醇、纳米纤维素晶体和茶多酚为主要制膜材料，使用甘油作为增塑改性剂，戊二醛作为交联剂，采用溶液流延法制备了一种可生物降解抗菌薄膜。制备出的薄膜具有良好的力学性能、耐水性、透光率、保湿性能、抑菌性能以及全生物降解的性能，解决了市面上抗菌薄膜降解速率慢、不能完全降解的问题，以及合成抗菌剂降解过程中对环境造成污染等问题。过程中对环境造成污染等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解抗菌薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于抗菌薄膜制备
，具体涉及一种可生物降解抗菌薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着生产水平的日益进步，人们对抗菌材料的要求不再仅限于具备优异的抗菌性能，还要满足环境友好。现阶段明确提出推广使用非塑料制品和可降解购物袋、包装膜(袋)，结合农艺措施规模化推广可降解地膜。目前，市面上常见抗菌塑料薄膜多以PVC、PP、PE、PS等传统石油基塑料制得，成本低廉、易大规模加工生产，但无法完全自然降解，所用抗菌剂如季铵盐、吡啶类、咪唑类、有机金属等大多分解产物具有一定毒性，对人体和环境的潜在危害性大。现有可降解薄膜存在降解速率难控制，抗裂性差，残膜会对土壤造成污染，破坏土壤微生物菌群结构等问题。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供可生物降解抗菌薄膜及其制备方法，以解决现有技术中
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]本专利技术公开了一种可生物降解抗菌薄膜，其组分包括：聚乙烯醇PVA、纳米纤维素晶体CNC和茶多酚TP。
[0006]优选地，所述聚乙烯醇PVA、纳米纤维素晶体CNC和茶多酚TP的质量比为50g：10～70g：0.8～4g。
[0007]本专利技术还公开了一种可生物降解抗菌薄膜的制备方法，包括：
[0008]步骤一：准备质量比为50g：(10～70)g：(0.8～4)g的聚乙烯醇PVA、纳米纤维素晶体CNC和茶多酚TP；
[0009]步骤二：取聚乙烯醇PVA，加入水中，得到浓度为5％的聚乙烯醇PVA水溶液；
[0010]步骤三：取质量分数为1～7％的纳米纤维素晶体CNC悬浮液加入聚乙烯醇 PVA水溶液，滴入戊二醛水溶液和甘油，得到聚乙烯醇PVA/纳米纤维素晶体CNC 共混溶液；
[0011]步骤四：取0.08～0.4g茶多酚TP粉末加入聚乙烯醇PVA/纳米纤维素晶体CNC 共混溶液中，制成铸膜液；
[0012]步骤五：将铸膜液在聚四氟乙烯板上成膜，得到抗菌薄膜。
[0013]优选地，步骤一中，水浴95℃，搅拌速度为700rpm，搅拌溶胀1h，得到聚乙烯醇PVA水溶液。
[0014]优选地，步骤二中，滴入1～2ml质量分数为2.5％的戊二醛水溶液和1ml甘油。
[0015]优选地，步骤二中，加入戊二醛水溶液和甘油后，700rpm搅拌分散1h，得到聚乙烯醇PVA/纳米纤维素晶体CNC共混溶液。
[0016]优选地，步骤三中，茶多酚粉末加入聚乙烯醇PVA/纳米纤维素晶体CNC共混溶液
后，室温搅拌分散30min，搅拌速度为700rpm，搅拌分散30min，制成铸膜液。
[0017]优选地，步骤三中，制成铸膜液后，室温静置消泡，在聚四氟乙烯板上涂布成膜，室温静置24h，揭膜，得到抗菌薄膜。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术公开了一种可生物降解抗菌薄膜，其组分包括聚乙烯醇PVA、纳米纤维素晶体CNC和茶多酚TP，聚乙烯醇PVA是一种可生物降解的高分子聚合物，化学性质稳定，结晶度高，具有良好的热稳定性、亲水性和成膜性，纳米纤维素晶体CNC是一种天然纤维素提取产物，具有表面积大、结晶度高、亲水性强、强度/模量高、刚性高、官能团丰富等优异性能，其表面存在大量羟基能够和聚乙烯醇PVA生成分子间氢键，产生较强的界面相互作用，提高复合材料的稳定性，从而增强聚乙烯醇PVA的力学性能和耐水性，茶多酚TP是茶叶中多酚类物质的总称，是天然抗菌剂，其主要成分包括儿茶素类、黄酮类、酚酸类等，具有抗菌性、抗氧化、降低胆固醇、抗癌等多种功能。聚乙烯醇PVA可在自然条件下完全生物降解，纳米纤维素晶体CNC与茶多酚TP是可再生的天然有机抗菌剂，因此，所制备的抗菌薄膜是一种既具有良好生物降解特性，又具有良好抗菌性的生态环保型抗菌薄膜。刚性纳米填料纳米纤维素晶体CNC与聚乙烯醇PVA相容性良好，与聚乙烯醇PVA分子间强烈的氢键作用增加了聚乙烯醇PVA薄膜的结晶能力，有效改善了聚乙烯醇PVA薄膜的耐水性和力学性能；通过戊二醛的交联作用，抗菌薄膜分子链间形成了致密稳定的交联网络结构，一方面提高了抗菌薄膜的力学机械性能，增加了抗菌薄膜的耐水性；另一方面提高了抗菌薄膜的气密性，增加了抗菌薄膜的保温保墒能力；茶多酚TP优良的天然抗菌活性和抗氧化性能，在赋予薄膜抗菌抑菌性的同时，有效提高了薄膜的耐老化性，延长了薄膜的使用寿命。
[0020]进一步地，采用质量浓度为5％的聚乙烯醇PVA溶液、质量分数1～7％的纳米纤维素晶体CNC悬浮液以及质量为0.08～0.4g的茶多酚TP粉末。低浓度的聚乙烯醇PVA溶液有利于铸膜液均匀混合，流延成膜时具有良好的流动性，确保薄膜厚度均一。纳米纤维素晶体CNC含量过低会导致对聚乙烯醇PVA薄膜的增强补强效果不明显，过高会导致纳米纤维素晶体CNC在聚乙烯醇PVA基体中发生团聚现象，影响成膜的力学性能。成膜的抗菌效果与茶多酚TP含量密切相关，但过量的茶多酚会对成膜的透水气性、力学性能等物理机械性能产生影响。
[0021]本专利技术采用流延成膜法制备一种可生物降解抗菌薄膜。聚乙烯醇PVA可在自然条件下完全生物降解，纳米纤维素晶体CNC与茶多酚是可再生的天然有机抗菌剂，因此，所制备的抗菌薄膜是一种既具有良好生物降解特性，又具有良好抗菌性的生态环保型抗菌薄膜。刚性纳米填料纳米纤维素晶体CNC与聚乙烯醇 PVA相容性良好，与聚乙烯醇PVA分子间强烈的氢键作用增加了聚乙烯醇PVA 薄膜的结晶能力，有效改善了聚乙烯醇PVA薄膜的耐水性和力学性能；通过戊二醛的交联作用，抗菌薄膜分子链间形成了致密稳定的交联网络结构，一方面提高了抗菌薄膜的力学机械性能，增加了抗菌薄膜的耐水性；另一方面提高了抗菌薄膜的气密性，增加了抗菌薄膜的保温保墒能力；茶多酚TP优良的天然抗菌活性和抗氧化性能，在赋予薄膜抗菌抑菌性的同时，有效提高了薄膜的耐老化性，延长了薄膜的使用寿命。本专利技术制备的可生物降解抗菌薄膜在农业、包装等领域均具有广阔的应用前景和商业价值。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0023]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解抗菌薄膜，其特征在于，其组分包括：聚乙烯醇PVA、纳米纤维素晶体CNC和茶多酚TP。2.根据权利要求1所述的一种可生物降解抗菌薄膜，其特征在于，所述聚乙烯醇PVA、纳米纤维素晶体CNC和茶多酚TP的质量比为50g：(10～70)g：(0.8～4)g。3.权利要求1～2任意一项所述的一种可生物降解抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，包括：步骤一：准备质量比为50g：(10～70)g：(0.8～4)g的聚乙烯醇PVA、纳米纤维素晶体CNC和茶多酚TP；步骤二：取聚乙烯醇PVA，加入水中，得到浓度为5％的聚乙烯醇PVA水溶液；步骤三：取质量分数为1～7％的纳米纤维素晶体CNC悬浮液加入聚乙烯醇PVA水溶液，滴入戊二醛水溶液和甘油，得到聚乙烯醇PVA/纳米纤维素晶体CNC共混溶液；步骤四：取0.08～0.4g茶多酚TP粉末加入聚乙烯醇PVA/纳米纤维素晶体CNC共混溶液中，制成铸膜液；步骤五：将铸膜液在聚四氟乙烯板上成膜，得到抗菌薄膜。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧，田家瑶，庞姗姗，王云云，薛志飞，龚国利，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：