CN102408687A - 一种pp-pet-纳米银抗菌包装材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种PP-PET-纳米银抗菌包装材料及其制备方法，该材料由以下重量份数的原料制成：聚丙烯10～30份、纳米硫酸钙5～15份、钛酸酯偶联剂5～15份、纳米银10～20份、马来酸酐接枝聚丙烯10～30份、聚对苯二甲酸乙二醇酯30～50份。本发明还包括PP-PET-纳米银抗菌包装材料的制备方法。本发明之PP-PET纳米银抗菌包装材料，制造成本低，抗冲击性能好，阻隔效果好，抗菌效果佳，无毒、环保，可广泛应用于新鲜水果、蔬菜、肉类等食品以及药品等的包装。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗菌包装材料及其制备方法，尤其是涉及一种聚丙烯（PP）-聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）-纳米银抗菌包装材料及其制备方法。
背景技术
PET，是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称，具有良好的抗冲击性能和耐高、低温性能，对气体和水蒸气的渗透率低，隔味性好，且无毒、无味、环保，可直接用于食品等领域的包装。PP，是聚丙烯的简称，具有良好的耐高温和耐腐蚀性，透明度好，且无毒、无味、环保，可直接用于食品等领域的包装。通过研究发现，这两种材料按一定比例混合可通过协同作用原理，实现优势互补，形成一种具有良好阻隔性能的复合材料，但这种材料的抗菌效果较差，从而限制了其使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种抗菌效果佳，阻隔效果更好的PP-PET-纳米银抗菌包装材料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明之PP-PET-纳米银抗菌包装材料，由以下重量份数的原料制成：聚丙烯（PP）10～30份、纳米硫酸钙5～15份、钛酸酯偶联剂5～15份、纳米银10～20份、马来酸酐接枝聚丙烯10～30份、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET ）30～50份。
进一步，优选方案的重量配比为：聚丙烯20份、纳米硫酸钙5份、钛酸酯偶联剂5份、纳米银10份、马来酸酐接枝聚丙烯15份、聚对苯二甲酸乙二醇酯45份。
本发明之PP-PET-纳米银抗菌包装材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）纳米硫酸钙的表面改性：将钛酸酯偶联剂与纳米硫酸钙置于高混机中共混，室温下，共混20～30min，然后静置40～60min；
（2）将聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纳米银和马来酸酐接枝聚丙烯置于高混机中，室温下，共混20～40min，然后静置23～25h；
（3）将经步骤（1）处理后的纳米硫酸钙和步骤（2）所得的共混物置于高混机中，室温下，共混20～40min；
（4）将步骤（3）所得混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，其中，双螺杆挤出机的机头温度为140～190℃，螺杆转速为100～150r/min。
进一步，步骤（1），所述共混时间优选25min，静置时间优选50min。
进一步，步骤（2），所述共混时间优选30min，静置时间优选24h。
进一步，步骤（3），所述共混时间优选30min。
进一步，步骤（4），所述机头温度优选170℃，螺杆转速优选140r/min。
研究表明，本发明所用纳米硫酸钙具有均匀的横截面，完整的内部结构，这一特征赋予其接近晶体理论值-原子间价键的强度，且化学性质不活泼，具有耐化学药品性和电绝缘性。由于其具有极高的强度，细微的尺寸，易与聚合物粘合，从而提高了与基体的相容性和界面黏结力。当受外力强迫取向时，聚合物的残余应力能很好地传递给纳米硫酸钙，从而提高材料的抗冲击性能，同时提高材料的耐水性和外观白度，并大大地降低成本。
研究还表明，本发明所用纳米硫酸钙，通过加入钛酸酯偶联剂改性，由于钛酸酯偶联剂分子链上存在亲高聚物的烷基，还存在亲纳米碳酸钙的酯基，能够很好的改善聚合物和纳米碳酸钙之间的界面相容性，从而可进一步提高材料的抗冲击性能。
本发明所用纳米银是指粒径为纳米级的金属银单质。通过研究发现，纳米级的金属银单质，尤其是粒径为25纳米左右的银单质，对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的预制和杀灭作用，而且不会产生耐药性，因此，可应用于食品、药品等领域的包装。此外，纳米银还具有广谱抗菌、强效杀菌、修复再生、抗菌持久、安全无毒、无耐药性七大抗菌特点，从而可广泛应用于环境保护、纺织服饰、水果保鲜、食品卫生等领域。
本发明之PP-PET-纳米银抗菌包装材料的成本低，抗菌效果佳，阻隔效果好，无毒、环保，可广泛应于新鲜水果、蔬菜、肉类等食品及药品领域的包装。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例之PP-PET-纳米银抗菌包装材料，由以下重量份数的原料制成：聚丙烯1Kg、纳米硫酸钙0.5Kg、钛酸酯偶联剂0.5Kg、纳米银1Kg、马来酸酐接枝聚丙烯1Kg、聚对苯二甲酸乙二醇酯5Kg。
其制备方法如下：
（1）纳米硫酸钙的表面改性：将0.5Kg钛酸酯偶联剂和0.5Kg纳米硫酸钙置于高混机中共混，室温下，共混25min，然后静置50min；
（2）将1Kg聚丙烯、5Kg聚对苯二甲酸乙二醇酯、1Kg纳米银和1Kg马来酸酐接枝聚丙烯置于高混机中，室温下，共混30min，然后静置24h；
（3）将经步骤（1）处理后的纳米硫酸钙和步骤（2）所得的共混物置于高混机中，室温下，共混30min；
（4）将步骤（3）所得混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，其中，双螺杆挤出机的机头温度为170℃，螺杆转速为140r/min。
对本实施例的产品进行性能检测，其中，冲击强度按GB1843-89检测，气体渗透率按GB/T1038-2000检测,检测结果见表1。
实施例2
本实施例之PP-PET-纳米银抗菌包装材料，由以下重量份数的原料制成：聚丙烯2Kg、纳米硫酸钙1Kg、钛酸酯偶联剂0.5Kg、纳米银1.5Kg、马来酸酐接枝聚丙烯1Kg、聚对苯二甲酸乙二醇酯4Kg。
其制备方法，包括如下步骤：
（1）纳米硫酸钙的表面改性：将0.5Kg钛酸酯偶联剂和1Kg纳米硫酸钙置于高混机中共混，室温下，共混30min，然后静置60min；
（2）将2Kg聚丙烯、4Kg聚对苯二甲酸乙二醇酯、1.5Kg纳米银和1Kg马来酸酐接枝聚丙烯置于高混机中，室温下，共混20min，然后静置24h；
（3）将经步骤（1）处理后的纳米硫酸钙和步骤（2）所得的共混物置于高混机中，室温下，共混20min；
（4）将步骤（3）所得混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，其中，双螺杆挤出机的机头温度为160℃，螺杆转速为130r/min。
对本实施例的产品性能进行检测，其中，冲击强度按GB1843-89检测，气体渗透率按GB/T1038-2000检测，检测结果见表1。
实施例3
本实施例之PP-PET-纳米银抗菌包装材料，由以下重量份数的原料制成：聚丙烯2Kg、纳米硫酸钙0.5Kg、钛酸酯偶联剂0.5Kg、纳米银1Kg、马来酸酐接枝聚丙烯1.5Kg、聚对苯二甲酸乙二醇酯4.5Kg。
其制备方法，包括如下步骤：
（1）纳米硫酸钙的表面改性：将0.5Kg钛酸酯偶联剂和0.5Kg纳米硫酸钙置于高混机中共混，室温下，共混25min，然后静置50min；
（2）将2Kg聚丙烯、4.5Kg聚对苯二甲酸乙二醇酯、1Kg纳米银和1.5Kg马来酸酐接枝聚丙烯置于高混机中，室温下，共混20min，然后静置24h；
（3）将经步骤（1）处理后的纳米硫酸钙和步骤（2）所得的共混物置于高混机中，室温下，共混20min；
（4）将步骤（3）所得混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，其中，双螺杆挤出机的机头温度为160℃，螺杆转速为130r/min。
对本实施例的产品性能进行检测，其中，冲击强度按GB1843-89检测，气体渗透率按GB/T1038-2000检测,检测结果见表1。
表1
由表1可知，实施例1-3所得PP-PET-纳米银抗菌包装材料的冲击强度均明显高于聚对苯二甲酸乙二醇酯材料的冲击强度，且氧气透气率和水蒸气透过率也较低。可见，本发明之PP-PET-纳米银抗菌包装材料具有良好的抗冲击性能，抗菌效果佳，阻隔效果好。
Claims (8)
1.一种PP-PET-纳米银抗菌包装材料，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：聚丙烯10～30份、纳米硫酸钙5～15份、钛酸酯偶联剂5～15份、纳米银10～20份、马来酸酐接枝聚丙烯10～30份、聚对苯二甲酸乙二醇酯30～50份。
2.根据权利要求1所述的PP-PET-纳米银抗菌包装材料，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：聚丙烯20份、纳米硫酸钙5份、钛酸酯偶联剂5份、纳米银10份、马来酸酐接枝聚丙烯15份、聚对苯二甲酸乙二醇酯45份。
3.一种如权利要求1或2所述PP-PET-纳米银抗菌包装材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）纳米硫酸钙的表面改性：将钛酸酯偶联剂与纳米硫酸钙置于高速共混机中共混，室温下，共混20～30min，然后静置40～60min；
（2）将聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纳米银和马来酸酐接枝聚丙烯置于高混机中，室温下，共混20～40min，然后静置23～25h；
（3）将经步骤（1）改性后的纳米硫酸钙和步骤（2）所得的共混物置于高混机中，室温下，共混20～40min；
（4）将步骤（3）所得混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，其中，双螺杆挤出机的机头温度为140～190℃，螺杆转速为100～150r/min。
4.根据权利要求3所述的PP-PET-纳米银抗菌包装材料的制备方法，其特征在于：步骤（1），所述共混时间为25min，静置时间为50min。
5.根据权利要求3或4所述的PP-PET-纳米银抗菌包装材料的制备方法，其特征在于：步骤（2），所述共混时间为30min，静置时间为24h。
6.根据权利要求3或4所述的PP-PET-纳米银抗菌包装材料的制备方法，其特征在于：步骤（3），所述共混时间为30min。
7.根据权利要求3或4所述的PP-PET-纳米银抗菌包装材料的制备方法，其特征在于：步骤（4），所述机头温度为170℃，螺杆转速为140r/min。
8.根据权利要求5所述的PP-PET-纳米银抗菌包装材料的制备方法，其特征在于：步骤（4），所述机头温度为170℃，螺杆转速为140r/min。
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