【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，具体为一种抗菌改性聚乙烯薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚乙烯是目前化工领域应用极为广泛的聚合物材料之一，它由单体乙烯通过聚合反应生成。聚乙烯无臭、无味、无毒，在人类日常生活中可制成塑料袋、保鲜膜和食品袋等物品，给生活带来极大便利。
2、随着社会的发展，人们对于健康环保也越来越重视，聚乙烯在应用于保鲜膜和食品袋时，需要具有良好的抗菌性，以提高对食品的保护效果。同时保鲜膜和食品袋为一次性塑料用品，塑料的巨量使用使得塑料废弃物的数量与日俱增，给地球环境造成了“白色污染”。塑料废弃物的自然降解时间随环境的不同而变化，一般需要几十年甚至上百年之久才能被自然降解。因此，对聚乙烯薄膜进行改性，提高降解性能和抗菌性能，极具研究意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种抗菌改性聚乙烯薄膜及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种抗菌改性聚乙烯薄膜，所述抗菌改性聚乙烯薄膜由辐照后的线性低密度聚乙烯粉料、季铵盐壳寡糖包覆纳米二氧化钛、油酸铁、过硫酸铵混合后热压制成。
3、作为优化，所述季铵盐壳寡糖包覆纳米二氧化钛是将纳米二氧化钛依次和氯丙基三乙氧基硅烷、壳寡糖反应制得壳寡糖包覆纳米二氧化钛，将壳寡糖包覆纳米二氧化钛依次和6-碘-1-己烯、碘甲烷反应制得。
4、作为优化，所述油酸铁是油酸钠和氯化铁反应制得。
5、一种抗菌改性聚乙烯薄膜的制备
6、（1）将油酸钠和纯水按质量比1：（8~10）混合均匀，加热至90~95℃，并通过质量分数1~3%的氢氧化钠水溶液和质量分数1~3%的盐酸水溶液将ph保持在9~10，降温至70~75℃，以30~40滴/min匀速滴加质量分数25~30%的氯化铁水溶液，直至ph为3~4时停止滴加，继续反应30~40min，抽滤并用纯水洗涤3~5次，在70~80℃干燥20~24h，制得油酸铁；
7、（2）将氯丙基纳米二氧化钛、壳寡糖、碘化钠、质量分数14~16%的氢氧化钠和n-甲基吡咯烷酮混合均匀，在60~65℃，200~300r/min搅拌反应2~3h，离心分离并用纯水洗涤3~5次，制得壳寡糖包覆纳米二氧化钛；
8、（3）将壳寡糖包覆纳米二氧化钛、碘化钠、质量分数14~16%的氢氧化钠和n-甲基吡咯烷酮混合均匀，在60~65℃，200~300r/min条件下，在20~30min内匀速添加壳寡糖包覆纳米二氧化钛等质量的6-碘-1-己烯，添加结束后继续搅拌反应30~40min，再在20~30min内匀速添加壳寡糖包覆纳米二氧化钛质量4~6倍的碘甲烷，添加结束后继续搅拌反应60~80min，离心分离并用纯水洗涤3~5次，制得季铵盐壳寡糖包覆纳米二氧化钛；
9、（4）在常温、常压下，对线性低密度聚乙烯粉料进行辐照，得到辐照后的线性低密度聚乙烯粉料；将辐照后的线性低密度聚乙烯粉料、季铵盐壳寡糖包覆纳米二氧化钛、油酸铁、过硫酸铵按质量比（4~5）：1：1：（0.01~0.02）混合均匀，在160~170℃，7~8mpa热压15~20min，保持压力不变降温至90~100℃并保持温度2~3h，冷却至室温后取出，即得抗菌改性聚乙烯薄膜。
10、作为优化，步骤（2）所述氯丙基纳米二氧化钛的制备方法为：将氯丙基三乙氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1：（2~3）：（8~10）混合均匀，在20~30℃，600~800r/min搅拌20~25min，再加入氯丙基三乙氧基硅烷质量2~3倍的纳米二氧化钛，在20~30℃，30~40khz超声1~2h，离心分离并用无水乙醇洗涤3~5次，在60~70℃干燥6~8h，制备而成；所述纳米二氧化钛纯度大于99.9%，厂商为上海汇精亚纳米新材料有限公司。
11、作为优化，步骤（2）所述壳寡糖的厂商为河南康之旺生物科技有限公司。
12、作为优化，步骤（2）所述氯丙基纳米二氧化钛、壳寡糖、碘化钠、质量分数14~16%的氢氧化钠和n-甲基吡咯烷酮的质量比为1：（3~4）：（6~8）：（18~22）：（60~80）。
13、作为优化，步骤（3）所述壳寡糖包覆纳米二氧化钛、碘化钠、质量分数14~16%的氢氧化钠和n-甲基吡咯烷酮的质量比为1：（2~3）：（6~8）：（20~25）。
14、作为优化，步骤（4）所述辐照的方法为：将线性低密度聚乙烯粉料用dd-3.0型电子加速器于空气气氛下进行辐照，辐照剂量为12~15kgy，电子加速器的加速电压为3mev，束长为7.5cm，线性低密度聚乙烯粉料以4.5~5m/min的速率，1~1.2m的扫描宽度进行传送；所述线性低密度聚乙烯粉料的厂商为齐鲁石化。
15、一种抗菌改性聚乙烯薄膜在保鲜膜和食品袋的应用。
16、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术在制备抗菌改性聚乙烯薄膜时，将纳米二氧化钛依次和氯丙基三乙氧基硅烷、壳寡糖反应制得壳寡糖包覆纳米二氧化钛，再将壳寡糖包覆纳米二氧化钛依次和6-碘-1-己烯、碘甲烷反应制得季铵盐壳寡糖包覆纳米二氧化钛；将油酸钠和氯化铁反应制得油酸铁；将辐照后的线性低密度聚乙烯粉料、季铵盐壳寡糖包覆纳米二氧化钛、油酸铁、过硫酸铵混合后热压制成抗菌改性聚乙烯薄膜。
17、首先，纳米二氧化钛具有良好的光催化降解效果和杀菌效果，且纳米二氧化钛能增强总体的力学性能，用壳寡糖对纳米二氧化钛进行包覆，可提高纳米二氧化钛的分散性，从而提高了拉伸强度、杀菌效果以及自然降解效果；再进一步用6-碘-1-己烯、碘甲烷将壳寡糖包覆纳米二氧化钛转化为季铵盐壳寡糖包覆纳米二氧化钛，6-碘-1-己烯可以使制得的季铵盐壳寡糖包覆纳米二氧化钛上含有双键，参与自由基不饱和键的聚合，提高了拉伸强度；碘甲烷的分子量小，可以降低空间位阻效应的影响，尽可能多的进行季铵盐的转化，从而提高了抗菌性。
18、其次，油酸铁上的双键可参与过硫酸铵引发的自由基不饱和键的聚合，相互交联，形成交联网络结构，提高了拉伸强度；此外油酸铁为三价大分子羧酸铁，能吸uv光产生自由基，自由基在光热作用下引发抗菌改性聚乙烯薄膜的碳链生成自由基，进而过氧化、断链并按norrish i型或ii型分解成酮、醛、醇、羧酸和其它大分子自由基。同时光分解过程产生的羧酸和过氧自由基，可和二价硬脂酸铁反应再生成三价大分子羧酸铁，重复上述uv光照下的光降解过程，从而提高了自然降解效果；对线性低密度聚乙烯粉料进行辐照后，产生了大量的自由基，辐照后的线性低密度聚乙烯粉料可自身交联或参与自由基不饱和键的聚合，从而提高了拉伸强度。
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1.一种抗菌改性聚乙烯薄膜，其特征在于，所述抗菌改性聚乙烯薄膜由辐照后的线性低密度聚乙烯粉料、季铵盐壳寡糖包覆纳米二氧化钛、油酸铁、过硫酸铵混合后热压制成。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌改性聚乙烯薄膜，其特征在于，所述季铵盐壳寡糖包覆纳米二氧化钛是将纳米二氧化钛依次和氯丙基三乙氧基硅烷、壳寡糖反应制得壳寡糖包覆纳米二氧化钛，再将壳寡糖包覆纳米二氧化钛依次和6-碘-1-己烯、碘甲烷反应制得。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌改性聚乙烯薄膜，其特征在于，所述油酸铁是油酸钠和氯化铁反应制得。
4.一种抗菌改性聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
5.根据权利要求4所述的一种抗菌改性聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述氯丙基纳米二氧化钛的制备方法为：将氯丙基三乙氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1：（2~3）：（8~10）混合均匀，在20~30℃，600~800r/min搅拌20~25min，再加入氯丙基三乙氧基硅烷质量2~3倍的纳米二氧化钛，在20~30℃，30~40kHz超声1~2h，离心分离并用无水乙醇洗
6.根据权利要求4所述的一种抗菌改性聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述氯丙基纳米二氧化钛、壳寡糖、碘化钠、质量分数14~16%的氢氧化钠和N-甲基吡咯烷酮的质量比为1：（3~4）：（6~8）：（18~22）：（60~80）。
7.根据权利要求4所述的一种抗菌改性聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述壳寡糖包覆纳米二氧化钛、碘化钠、质量分数14~16%的氢氧化钠和N-甲基吡咯烷酮的质量比为1：（2~3）：（6~8）：（20~25）。
8.根据权利要求4所述的一种抗菌改性聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述辐照的方法为：将线性低密度聚乙烯粉料用DD-3.0型电子加速器于空气气氛下进行辐照，辐照剂量为12~15kGy，电子加速器的加速电压为3MeV，束长为7.5cm，线性低密度聚乙烯粉料以4.5~5m/min的速率，1~1.2m的扫描宽度进行传送。
9.一种根据权利要求4~8任一项所述的抗菌改性聚乙烯薄膜的制备方法制备得到的抗菌改性聚乙烯薄膜在保鲜膜和食品袋的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种抗菌改性聚乙烯薄膜，其特征在于，所述抗菌改性聚乙烯薄膜由辐照后的线性低密度聚乙烯粉料、季铵盐壳寡糖包覆纳米二氧化钛、油酸铁、过硫酸铵混合后热压制成。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌改性聚乙烯薄膜，其特征在于，所述季铵盐壳寡糖包覆纳米二氧化钛是将纳米二氧化钛依次和氯丙基三乙氧基硅烷、壳寡糖反应制得壳寡糖包覆纳米二氧化钛，再将壳寡糖包覆纳米二氧化钛依次和6-碘-1-己烯、碘甲烷反应制得。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌改性聚乙烯薄膜，其特征在于，所述油酸铁是油酸钠和氯化铁反应制得。
4.一种抗菌改性聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
5.根据权利要求4所述的一种抗菌改性聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述氯丙基纳米二氧化钛的制备方法为：将氯丙基三乙氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1：（2~3）：（8~10）混合均匀，在20~30℃，600~800r/min搅拌20~25min，再加入氯丙基三乙氧基硅烷质量2~3倍的纳米二氧化钛，在20~30℃，30~40khz超声1~2h，离心分离并用无水乙醇洗涤3~5...
【专利技术属性】
技术研发人员：张瑜，
申请(专利权)人：汕头市汇诚包装材料实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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