一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及包装材料技术领域，公开了一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜及其制备方法，该可降解保鲜膜是以改性聚乳酸基质、聚

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及包装材料
，具体涉及一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]包装保鲜是延长食物保质期的常用手段，由于石油基聚烯烃类材料价格低廉，密封性和阻隔性强，而且力学性能相对优异，因此目前市面上主要采用石油基聚烯烃类塑料制备包装保鲜膜，但是聚烯烃类塑料不可降解，大量聚烯烃类保鲜膜的使用和废弃会导致严重的环境污染，因此，对可降解包装保鲜膜的开发和应用具有极大的社会价值。
[0003]壳聚糖等天然高分子材料具有良好的生物可降解性，但是壳聚糖类生物质基高分子材料都具有力学性能差，抗湿性能不强，导致保鲜效果一般，无法大规模普及应用。聚乳酸是一种可降解的合成高分子材料，不仅来源广泛且生物相容性良好，在食物保鲜领域展现出了巨大的应用前景，但是聚乳酸韧性较差，力学性能一般，抗菌性能较差，而且耐热稳定性不强，难以加工，使其在保鲜膜领域的应用受到限制，因实际应用还存在一定的难度。
[0004]申请号为CN201710088599.2的中国专利技术专利公开了一种含天然抗菌成分的聚乳酸保鲜膜及其制备方法，将具有挥发性能的天然抗菌剂无花果枝条乙酸乙酯提取物与丙烯酸
‑
丙烯酸羟丙酯共聚物、丙烯酸羟丙酯、引发剂BP1173组成的传统UV胶结合，再涂覆于含有纳米铜的聚乳酸基膜表面，利用天然抗菌剂与纳米铜形成双重抑菌效果，使制备的保鲜膜具有良好的抗菌性能，这种表面涂覆的方式虽然工艺相对简单，但是涂层会在随着使用环境的变化和使用或者储存时间的延长导致抗菌性能的下降，难以保障保鲜膜的长期抗菌性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜及其制备方法，通过使用L
‑
乳酸在硅藻土表面原位聚合，形成硅藻土
‑
聚乳酸复合基材，再与经胍抗菌剂改性的糊化淀粉进行复配，使制备的保鲜膜具有良好的拉伸强度等力学性能以及长效抗菌性能。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜，包括以下重量份的原料：50
‑
60份改性聚乳酸基质、20
‑
30份聚
‑3‑
羟基丁酸
‑4‑
羟基丁酸酯、1
‑
3份抗菌改性剂、2
‑
5份甘油、0.5
‑
1份抗氧剂1010、0.1
‑
0.5份聚乙烯蜡；
[0008]所述改性聚乳酸基质是通过使用硅烷偶联剂对硅藻土进行修饰，再引入活性羟基官能团，最后与L
‑
乳酸进行聚合制得；
[0009]所述抗菌改性剂是通过将淀粉糊化，然后在其结构中引入卤素基团，再接枝胍抗菌剂制得。
[0010]进一步地，所述改性聚乳酸基质的制备方法包括以下步骤：
[0011]S1：将酸化硅藻土与乙醇混合，超声分散20
‑
30min，加入3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷搅
匀，在60
‑
70℃的温度环境下搅拌12
‑
24h，冷却后，抽滤、洗涤、真空干燥，制备改性硅藻土；
[0012]S2：将改性硅藻土与N,N
‑
二甲基甲酰胺混合，超声分散均匀，投入2,4
‑
二羟基苯乙酮，室温搅拌6
‑
18h，加入L
‑
乳酸和催化剂，升高温度进行反应，待反应结束，离心分离物料，经洗涤和干燥过程，制备改性聚乳酸基质。
[0013]进一步地，步骤S1中，所述酸化硅藻土的制备方法具体为：将硅藻土分散于硫酸和硝酸的混合溶液中，在60
‑
70℃的温度下搅拌6
‑
8h，待物料冷却后抽滤出固体样品，使用去离子水洗涤至pH为7，真空干燥，得酸化硅藻土。
[0014]通过上述技术方案，硅藻土经酸化后，表面可暴露出Si
‑
OH，可以与3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷反应，将活性氨基修饰在硅藻土表面，制得改性硅藻土，这些活性氨基可以与2,4
‑
二羟基苯乙酮发生席夫碱反应，从而将大量活性羟基修饰到硅藻土表面，在催化剂和高温环境作用下，活性羟基可以与L
‑
乳酸发生反应，引发L
‑
乳酸在硅藻土表面原位聚合，制得以硅藻土为交联剂的改性聚乳酸基质。
[0015]进一步地，所述硅藻土的平均粒径为5um。
[0016]进一步地，步骤S2中，所述催化剂为辛酸亚锡。
[0017]进一步地，步骤S2中，所述反应的温度为130
‑
140℃，搅拌回流反应4
‑
8h。
[0018]进一步地，所述抗菌改性剂的制备方法包括以下步骤：
[0019]S10：将固液比为1:5
‑
10的淀粉与去离子水混合，在70
‑
80℃的温度条件下糊化30
‑
40min，得糊化淀粉；
[0020]S11：将糊化淀粉分散于二甲基亚砜中搅匀，加入氯代酰氯，室温搅拌4
‑
12h，待反应结束，过滤出产物，洗涤，冷冻干燥，得卤代糊化淀粉；
[0021]S12：将卤代糊化淀粉和去离子水混合搅匀，投入1,1,3,3
‑
四甲基胍，在40
‑
50℃的条件下搅拌12
‑
24h，待反应结束，抽滤出固体物料，洗涤，真空干燥，得抗菌改性剂。
[0022]通过上述技术方案，淀粉糊化后，结构中含有羟基官能团，可以与氯代酰氯结构中的酰氯基团发生酯化缩合反应，生成卤代糊化淀粉，而1,1,3,3
‑
四甲基胍结构中的亚氨基可以与卤代糊化淀粉中的卤素原子发生亲核取代反应，从而在淀粉分子链中引入胍基，制得抗菌改性剂。
[0023]进一步地，步骤S11中，所述氯代酰氯为氯乙酰氯、3
‑
氯丙酰氯或者4
‑
氯丁酰氯中的任意一种。
[0024]进一步地，步骤S12中，所述卤代糊化淀粉与1,1,3,3
‑
四甲基胍的质量比为1:2.5
‑
4。
[0025]一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：
[0026]S20：将改性聚乳酸基质、聚
‑3‑
羟基丁酸
‑4‑
羟基丁酸酯、抗菌改性剂、甘油、抗氧剂1010、聚乙烯蜡倒入混料机中混匀，形成混合料，将混合料转移至双螺杆挤出机中，设置螺杆温度为160
‑
180℃，喷头温度为180
‑
185℃，进行挤出造粒，得共混母粒；
[0027]S21：使用吹膜机将共混母粒吹塑成膜，自然冷却，得具有抗菌功能的可降解保鲜膜。
[0028]通过上述技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜，其特征在于，包括以下重量份的原料：50
‑
60份改性聚乳酸基质、20
‑
30份聚
‑3‑
羟基丁酸
‑4‑
羟基丁酸酯、5
‑
10份抗菌改性剂、2
‑
5份甘油、0.5
‑
1份抗氧剂1010、0.1
‑
0.5份聚乙烯蜡；所述改性聚乳酸基质是通过使用硅烷偶联剂对硅藻土进行修饰，再引入活性羟基官能团，最后与L
‑
乳酸进行原位聚合制得；所述抗菌改性剂是通过将淀粉糊化，然后在其结构中引入卤素基团，再接枝胍抗菌剂制得。2.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜，其特征在于，所述改性聚乳酸基质的制备方法包括以下步骤：S1：将酸化硅藻土与乙醇混合，超声分散20
‑
30min，加入3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷搅匀，在60
‑
70℃的温度环境下搅拌12
‑
24h，冷却后，抽滤、洗涤、真空干燥，制备改性硅藻土；S2：将改性硅藻土与N,N
‑
二甲基甲酰胺混合，超声分散均匀，投入2,4
‑
二羟基苯乙酮，室温搅拌6
‑
18h，加入L
‑
乳酸和催化剂，升高温度进行反应，待反应结束，离心分离物料，经洗涤和干燥过程，制备改性聚乳酸基质。3.根据权利要求2所述的一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜，其特征在于，步骤S1中，所述酸化硅藻土的制备方法具体为：将硅藻土分散于硫酸和硝酸的混合溶液中，在60
‑
70℃的温度下搅拌6
‑
8h，待物料冷却后抽滤出固体样品，使用去离子水洗涤至pH为7，真空干燥，制备酸化硅藻土。4.根据权利要求3所述的一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜，其特征在于，所述硅藻土的平均粒径为5um。5.根据权利要求2所述的一种具有抗菌功能的可降解保鲜膜，其特征在于，步骤S2中，所述催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：何娅，陈巍，顾殿宽，张涵林，苏芳勤，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：