CN106750811A - 一种抗菌、抗氧化、金属螯合性的多功能塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抗菌、抗氧化以及金属螯合性塑料材料及其制备方法，该塑料材料主要由以下质量分数的原料制得：活性抑菌剂6％～10％、活性抗氧化剂2％～6％、金属螯合剂3％～8％和余量的高分子树脂基膜。改性后的树脂基材，同时具备了一定的抗菌性、抗氧化性及其金属螯合性。为电子烟等产品以及食品包装等领域提供了新型应用材料。由于其具备一定的多种特性功能，在改善产品固有性能的基础性上，赋予其更实用性的特点。延长产品的保质期及改善其应用型，进而提高其市场价值。不但降低原有的材料成本，且开拓了市场空间，增加收益。

Description

一种抗菌、抗氧化、金属螯合性的多功能塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料包装技术开发领域，尤其涉及一种电子烟抗菌、抗氧化性以及具有金属螯合性的烟雾滤过塑料材料研发。
背景技术
电子烟又名电子香烟，主要用于戒烟和替代香烟。它有着与香烟一样的外观、与香烟近似的味道，甚至比一般香烟的口味要多出很多，也像香烟一样能吸出烟、吸出味道和感觉来。电子烟一面世就定位于“烟草的替代品”和“戒烟产品”，在一定程度上抓住了部分卷烟消费者的消费心理。电子烟在外型上与真正的香烟很相似，模拟香烟口味，却没有烟灰、不掉烟头，这种把现代微电子技术、生物技术、健康生活理念融为一体作为卖点的电子香烟，在短时间内已吸引了许多国家众多想要戒烟者的眼球。但随着各行各业安全防护的加强，对于电子烟嘴过滤材料选择与制备也越来越受到极大的关注。本研究中采用单螺杆及双螺杆技术，对普通塑料树脂进行二次造粒改性后，制备出相应的抗菌性、抗氧化性以及金属螯合性抗氧化塑料材料，使电子烟等产品项目有了新的开拓方向及进展。
发明内容
本发明的目的在于解决现有电子烟产品易受金属离子、易发霉受损等缺陷。提供一种抗菌、抗氧化以及金属螯合性的塑料材料，以解决现有的问题，提高市场应用价值。
一种抗菌、抗氧化、金属螯合性的多功能塑料，其特征在于，主要由以下质量分数的原料制得：活性抑菌剂6％～10％、活性抗氧化剂2％～6％、金属螯合剂3％～8％和余量的高分子树脂基膜。
优选地，所述高分子树脂基膜包括PE、LDPE、PLA、PVDF和PVDC中的一种。
优选地，活性抑菌剂为丁香精油、对羟基苯甲酸乙酯、迷迭香精油中的1-2种。
优选地，活性抗氧化剂可以为α-生育酚、维生素E、抗坏血酸中的至少一种。
优选地，金属螯合剂为EDTA和/或NTA。
本发明还提供一种抗菌、抗氧化、金属螯合性的多功能塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将一定质量的树脂母粒，进行鼓风干燥，温度85-100℃，时间4-6小时；
(2)将金属鳌合剂粉末进行真空干燥，真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时，干燥后，过200目筛；
(3)将(1)中得到的PE树脂与(2)中过筛后的金属鳌合剂粉末进行充分混合后，进行机械搅拌，时间为15-20分钟；
(4)将步骤(3)中烘干后的母粒，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；
(5)将步骤(4)中得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；
(6)将步骤(5)中干燥后的备用母粒，添加入活性抗氧化剂，混合；
(7)将步骤(6)中得到的二次混合母粒充分混合，先机械搅拌半小时，之后进行超声处理，超声条件为温度45℃，时间为1h；
(8)分别取出一定量的超声后的改性母粒，添加活性抑菌剂，混合均匀；
(9)将步骤(8)中得到的混合母粒，经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到该发明的多功能塑料材料。
优选地，步骤(4)中，所述双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为175-180℃，三区加热温度为180-185℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为180-185℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm。
优选地，步骤(9)中，所述单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
优选地，步骤(3)中金属鳌合剂粉末添加比例为3-8％，步骤(6)中活性抗氧化剂添加比例为2-6％，步骤(8)中活性抑菌剂添加比例为6-10％。
优选一种抗菌、抗氧化、金属螯合性的多功能塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一定质量的树脂母粒，进行鼓风干燥，温度85-100℃，时间4-6小时；
(2)将一定质量的金属鳌合剂粉末，进行真空干燥，真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时，干燥后，使其过200目筛；
(3)将(1)中得到的PE树脂与(2)中干燥后的金属鳌合剂粉末进行充分混合，使得金属鳌合剂所占比例为3％，混合后，进行机械搅拌，时间为15-20分钟；
(4)将步骤(3)中烘干后的母粒，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；所述双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为180℃，三区加热温度为185℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为185℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；
(5)将步骤(4)中得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；
(6)将步骤(5)中干燥后的备用母粒，添加入2％的活性抗氧化剂混合；
(7)将步骤(6)中得到的二次混合母粒充分混合，先机械搅拌半小时，之后进行超声处理，超声条件为温度45℃，时间为1h；
(8)分别取出一定量的超声后的改性母粒，添加6％活性抑菌剂；
(9)将步骤(8)中得到的混合母粒，经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到该发明的多功能塑料材料；所述单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
PE是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-100～-70℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。聚乙烯是结构最简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。另外，它低廉的价格也使得它具有十分广阔的应用前景。
PVDC是一种阻隔性高、韧性强以及低温热封、热收缩性和化学稳定性良好的理想包装材料，在包装行业独树一帜，特别是其具有阻湿、阻氧、防潮、耐酸碱、耐油浸和耐多种化学溶剂等性能，50年来广泛用于食品、药品、军品的包装。
PLA是一种新型的生物基及可生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。
PVDF树脂王要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过4.3万吨。化学结构中以氟一碳化合键结合，这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定晟牢固的结合.因而氟碳涂料具有特异的物理化学性能，不但有很强的耐磨性和抗冲击性能，而且在极端严酷与恶劣的环境中有很高的抗褪色性与抗紫外线性能。
丁香精油是由桃金娘科蒲桃属乔木丁香提炼而来，具有很强的抑菌抗氧化效果，其作为一种食品添加剂已经得到FDA的官方认可。其中最主要的活性物质是丁香酚(2-甲氧基-4-(2-丙烯基)苯酚)，其在丁香精油中的含量占到90-95％。已有学者通过诸如ABTS自由基清除法、DPPH自由基清除法、过氧化氧化氢清除法、超氧自由基清除和金属离子螯合能力等测试方法证明丁香精油同时具有较高的抗氧化性。
对羟基苯甲酸乙酯常用作食品防腐剂，也用于制药、皮革等行业。本品对霉菌的抑菌效能较强，但对细菌的抑制作用较弱。在药剂中用作抑菌防腐剂，广泛用于液体制剂、半固体制剂。本品在食品工业和日化工业中具有相似的用途，广泛用于食品和化妆品的防腐。例如：白醋。
迷迭香精油作为一种名贵的芳香植物，其精油具有显著的抑菌、抗氧化和消炎镇痛等生物活性以及医疗保健价值，并作为香料香精、食品防腐剂和杀虫剂等广泛应用于日化、食品和医药工业。迷迭香精油对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和霍乱弧菌等多种细菌有抑制作用。它通过破坏细菌细胞膜的通透性以及抑制蛋白质代谢和DNA的复制，有效杀灭细菌。另外，迷迭香精油含有的酚类及醇类成分，具有很好的抗氧化能力。
α-生育酚是自然界中分布最广泛含量最丰富活性最高的维生素E形式。α-生育酚是一种黄色透明粘稠液体，具有抗氧化的作用，对酸、热都很稳定，对碱不稳定，若在铁盐、铅盐或油脂酸败的条件下，会加速其氧化而被破坏。α-生育酚不但对油脂有抗氧化作用，在动物体内同样具有重要的生理抗氧化作用，它能阻止生物膜及细胞中的多不饱和脂肪酸的氧化，防止过氧化物的产生，且具有具有高温加热不变色的优点。
EDTA化学名称为乙二胺四乙酸是一种有机化合物，其化学式为C10H16N2O8，常温常压下为白色粉末。它是一种能与Mg2+、Ca2+、Mn2+、Fe2+等二价金属离子结合的螯合剂。EDTA是一种重要的络合剂。EDTA用途很广，可用作彩色感光材料冲洗加工的漂白定影液，染色助剂，纤维处理助剂，化妆品添加剂，血液抗凝剂，洗涤剂，稳定剂，合成橡胶聚合引发剂，EDTA是螯合剂的代表性物质。能和碱金属、稀土元素和过渡金属等形成稳定的水溶性配合物。EDTA是化学中一种良好的配合剂，它有六个配位原子，形成的配合物叫做螯合物，EDTA在配位滴定中经常用到，一般是测定金属离子的含量，在生物应用中，用于排除大部分过度金属元素离子(如铁(III)，镍(II)，锰(II))的干扰。在蛋白质工程及试验中可在不影响蛋白质功能的情况下去除干扰离子。在食品行业：可在罐头加工等食品行业中作螯合剂，驱除金属离子的干扰。为了获得具有金属螯合性能的功能性塑料，本工作将食品级的螯合剂乙二胺四乙酸(钠)EDTA作为金属吸附剂共混到塑料中，再制备成膜，模拟褶皱型的烟嘴过滤材料或者人嘴接触材料。
本发明改性后的树脂基材，同时具备了一定的抗菌性、抗氧化性及其金属螯合性。为电子烟等产品以及食品包装等领域提供了新型应用材料。由于其具备一定的多种特性功能，在改善产品固有性能的基础性上，赋予其更实用性的特点。延长产品的保质期及改善其应用型，进而提高其市场价值。不但降低原有的材料成本，且开拓了市场空间，增加收益。
附图说明
图1，本发明多功能塑料材料抗菌性能测试
图2，本发明多功能塑料材料抗氧化性能测试
图3，本发明多功能塑料材料对金属离子的吸附性能测试
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
将组分质量的树脂母粒PE，在温度85-100℃鼓风干燥4-6小时；加入在真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时并过200目筛的EDTA粉末3％，机械搅拌混合15-20分钟，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为180℃，三区加热温度为185℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为185℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；再添加入2％的α-生育酚，混合，机械搅拌半小时之后在45℃超声处理1h；取出，添加6％丁香精油，混合均匀；再经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到本发明的抗菌、抗氧以及金属螯合性的多功能性的塑料材料A1；单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。。
实施例2：
将组分质量的树脂母粒LDPE，在温度85-100℃鼓风干燥4-6小时；加入在真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时并过200目筛的NTA粉末8％，机械搅拌混合15-20分钟，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为175℃，三区加热温度为180℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为180℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；再添加入2％的α-生育酚，混合，机械搅拌半小时之后在45℃超声处理1h；取出，添加10％对羟基苯甲酸乙酯，混合均匀；再经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到本发明的抗菌、抗氧以及金属螯合性的多功能性的塑料材料B1；单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
实施例3：
将组分质量的树脂母粒PLA，在温度85-100℃鼓风干燥4-6小时；加入在真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时并过200目筛的EDTA+NTA(1：1)粉末6％，机械搅拌混合15-20分钟，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为175℃，三区加热温度为180℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为180℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；再添加入2％的抗坏血酸，混合，机械搅拌半小时之后在45℃超声处理1h；取出，添加6％的对羟基苯甲酸乙酯+迷迭香精油(1:1)，混合均匀；再经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到本发明的抗菌、抗氧以及金属螯合性的多功能性的塑料材料C1；单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
实施例4：
将组分质量的树脂母粒PE，在温度85-100℃鼓风干燥4-6小时；加入在真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时并过200目筛的EDTA粉末3％，机械搅拌混合15-20分钟，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为180℃，三区加热温度为185℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为185℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；再添加入4％的α-生育酚，混合，机械搅拌半小时之后在45℃超声处理1h；取出，添加6％丁香精油和迷迭香精油混合物(1：1)，混合均匀；再经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到本发明的抗菌、抗氧以及金属螯合性的多功能性的塑料材料A2；单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
实施例5：
将组分质量的树脂母粒LDPE，在温度85-100℃鼓风干燥4-6小时；加入在真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时并过200目筛的NTA粉末8％，机械搅拌混合15-20分钟，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为175℃，三区加热温度为180℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为180℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；再添加入3％的α-生育酚和3％的维生素E，混合，机械搅拌半小时之后在45℃超声处理1h；取出，添加4％对羟基苯甲酸乙酯+迷迭香精油(1：1)，混合均匀；再经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到本发明的抗菌、抗氧以及金属螯合性的多功能性的塑料材料B2；单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
实施例6：
将组分质量的树脂母粒PLA，在温度85-100℃鼓风干燥4-6小时；加入在真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时并过200目筛的EDTA+NTA(1：1)粉末6％，机械搅拌混合15-20分钟，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为175℃，三区加热温度为180℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为180℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；再添加入4％的α-生育酚，混合，机械搅拌半小时之后在45℃超声处理1h；取出，添加6％迷迭香精油，混合均匀；再经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到本发明的抗菌、抗氧以及金属螯合性的多功能性的塑料材料C2；单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
实施例7：
将组分质量的树脂母粒PVDC，在温度85-100℃鼓风干燥4-6小时；加入在真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时并过200目筛的EDTA粉末5％，机械搅拌混合15-20分钟，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为175℃，三区加热温度为180℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为180℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；再依次添加入6％抗坏血酸，混合，机械搅拌半小时之后在45℃超声处理1h；取出，添加6％对羟基苯甲酸乙酯，混合均匀；再经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到本发明的抗菌、抗氧以及金属螯合性的多功能性的塑料材料D1；单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
实施例8：
将组分质量的树脂母粒PVDC，在温度85-100℃鼓风干燥4-6小时；加入在真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时并过200目筛的EDTA粉末5％，机械搅拌混合15-20分钟，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为175℃，三区加热温度为180℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为180℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；依次加入2％α-生育酚、2％抗坏血酸、2％维生素E，混合，机械搅拌半小时之后在45℃超声处理1h；取出，添加3％对羟基苯甲酸乙酯+3％丁香精油，混合均匀；再经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到本发明的抗菌、抗氧以及金属螯合性的多功能性的塑料材料D2；单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
实施例9：
将组分质量的树脂母粒PVDF，在温度85-100℃鼓风干燥4-6小时；加入在真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时并过200目筛的EDTA粉末3％，机械搅拌混合15-20分钟，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为175℃，三区加热温度为180℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为180℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；加入2％维生素，混合，机械搅拌半小时之后在45℃超声处理1h；取出，逐次添加1％、2％、3％的迷迭香精油+丁香精油(1：1)，混合均匀；再经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到本发明的抗菌、抗氧以及金属螯合性的多功能性的塑料材料E1；单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
实施例10：
将组分质量的树脂母粒PVDF，在温度85-100℃鼓风干燥4-6小时；加入在真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时并过200目筛的EDTA粉末3％，机械搅拌混合15-20分钟，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为175℃，三区加热温度为180℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为180℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；加入4％维生素E，混合，机械搅拌半小时之后在45℃超声处理1h；取出，添加6％的迷迭香精油+丁香精油(1：1)，混合均匀；再经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到本发明的抗菌、抗氧以及金属螯合性的多功能性的塑料材料E2；单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
实施例11：
将组分质量的树脂母粒PE，在温度85-100℃鼓风干燥4-6小时；加入在真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时并过200目筛的EDTA粉末3％，机械搅拌混合15-20分钟，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为175℃，三区加热温度为180℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为180℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；加入2％α-生育酚，混合，机械搅拌半小时之后在45℃超声处理1h；取出，逐次添加4％和6％的迷迭香精油+对羟基苯甲酸乙酯(1：1)，混合均匀；再经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到本发明的抗菌、抗氧以及金属螯合性的多功能性的塑料材料F1；单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
实施例12：
将组分质量的树脂母粒PE，在温度85-100℃鼓风干燥4-6小时；加入在真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时并过200目筛的EDTA粉末3％，机械搅拌混合15-20分钟，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为175℃，三区加热温度为180℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为180℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40～45rpm；得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；加入4％α-生育酚，混合，机械搅拌半小时之后在45℃超声处理1h；取出，添加4％的丁香精油，混合均匀；再经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到本发明的抗菌、抗氧以及金属螯合性的多功能性的塑料材料F2；单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40～45rpm。
对比例1：
预先将500g PE原料在80℃条件下烘干。将烘干后的PE原料经双螺杆造粒机造粒，将得到的树脂颗粒经单螺杆吹膜机制得对照组保鲜膜A。
样品指标测定方法
1、样品塑料材料抑菌性测试
称取一定量(5g)的样品塑料薄膜产品，浸泡在灭菌后的液体培养基(TSB)中。4℃，浸泡5天后，将培养到指数期的目标菌种(大肠杆菌或者李斯特菌)，100ul，接种到样品浸泡液中。37℃恒温条件下，培养24小时后，根据试管中浸泡液的浑浊程度，进行相应的梯度稀释。挑选合适的稀释度浸泡液，抽取100ul，进行平板涂布。接种后的平板在37℃恒温条件下，培养24小时后，记录菌落总数，具体结果见图1。
由图1可知，改性后的多功能性塑料材料都具有了一定程度的抑菌能力。由表中数据可以看出，随着活性抑菌剂添加量的逐步增加，其抑菌能力也随之增强。总体来看，两种精油的混合改性相较于单一精油的抗菌性效果较好，原因可能是不同精油的在抑菌方面具有一定的协同性。
2、样品塑料材料抗氧化性能测试
抗氧化测试原理：DPPH·自由基在有机溶剂中是一种稳定的自由基，呈紫色，在517nm有强吸收峰。在自由基清除剂存在时，(DPPH)·的单电子配对而使其颜色变浅，在最大吸收波长处的吸光度变小，这种颜色变浅的程度与配对电子数是成化学计量关系的。利用(DPPH)·自由基溶液特征紫红色吸收峰，自由基清除剂与其单电子配对后使其吸光度逐渐消失，褪色程度与其所接受的电子数呈定量关系。因此，可用分光光度法测定加抗氧剂提取液后的吸光值。从而，判断其对自由基的消除能力的强弱，对提取物的抗氧化能力进行评价。
抗氧化测试公式：样品对(DPPH)·自由基的清除能力(scavenging activity，SA)可表示公式为：
SA(％)＝[1-(As—A0)/Ac]×100％
Ac—(DPPH)·与溶剂混合液的吸光度
As—(DPPH)·与样品反应后的吸光度
Ao—样品与溶剂混合液的吸光度
将以上试验重复两次，求得清除率的平均值。
抗氧化剂的提取：将6片(每片面积为12cm2)样品薄膜加入到100ml(面积体积比大约为6dm2/L)的95％的乙醇中在65℃条件下提取3h，清除率结果见附图2。
3、样品塑料材料螯合性实验测试
配置不同浓度的九水硝酸铁和六水硝酸镍溶液，浓度为1mmol/L。每一种样品薄膜，在同一浓度的溶液中浸泡时间分别为5h。浸泡后，对塑料材料进行拍照记录，塑料材料对金属离子的吸附性能测试结果见附图3。

Claims (10)

1.一种抗菌、抗氧化、金属螯合性的多功能塑料，其特征在于，主要由以下质量分数的原料制得：活性抑菌剂6％-10％、活性抗氧化剂2％-6％、金属螯合剂3％-8％和余量的高分子树脂基膜。
2.根据权利要求1所述的多功能塑料，其特征在于，所述高分子树脂基膜为PE、LDPE、PLA、PVDF和PVDC中的一种。
3.根据权利要求1所述的多功能塑料，其特征在于，活性抑菌剂为丁香精油、对羟基苯甲酸乙酯、迷迭香精油中的1-2种。
4.根据权利要求1所述的多功能塑料，其特征在于，活性抗氧化剂为α-生育酚、维生素E、抗坏血酸中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的多功能塑料，其特征在于，金属螯合剂为EDTA和/或NTA。
6.一所述抗菌、抗氧化、金属螯合性的多功能塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将组分质量的高分子树脂母粒，进行鼓风干燥，温度85-100℃，时间4-6小时；
(2)将金属鳌合剂粉末进行真空干燥，真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时，干燥后，过200目筛；
(3)将(1)中得到的树脂母粒与(2)中过筛后的金属鳌合剂粉末进行充分混合后，进行机械搅拌，时间为15-20分钟；
(4)将步骤(3)中烘干后的母粒，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；
(5)将步骤(4)中得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；
(6)将步骤(5)中干燥后的备用母粒，添加入活性抗氧化剂，混合；
(7)将步骤(6)中得到的二次混合母粒充分混合，先机械搅拌半小时，之后进行超声处理，超声条件为温度45℃，时间为1h；
(8)分别取出一定量的超声后的改性母粒，添加活性抑菌剂，混合；
(9)将步骤(8)中得到的混合母粒，经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到该发明的多功能塑料材料。
7.根据权利要求6所述多功能塑料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为175-180℃，三区加热温度为180-185℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为180-185℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40-45rpm。
8.根据权利要求6所述多功能塑料的制备方法，其特征在于，步骤(9)中，所述单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40-45rpm。
9.根据权利要求6所述多功能塑料的制备方法，其特征在于，高分子树脂为PE、LDPE、PLA、PVDF和PVDC中的一种，步骤(3)中金属鳌合剂粉末为EDTA和/或NTA，添加比例为3-8％，步骤(6)中活性抗氧化剂为α-生育酚、维生素E、抗坏血酸中的至少一种，添加比例为2-6％，步骤(8)中活性抑菌剂为丁香精油、对羟基苯甲酸乙酯、迷迭香精油中的1-2种，添加比例为6-10％。
10.根据权利要求6所述多功能塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将组分质量的树脂母粒，进行鼓风干燥，温度85-100℃，时间4-6小时；
(2)将金属鳌合剂粉末，进行真空干燥，真空度为0.1Mpa，温度65-85℃，时间2-4小时，干燥后，使其过200目筛；
(3)将(1)中得到的树脂母粒与(2)中干燥后的金属鳌合剂粉末进行充分混合，使得金属鳌合剂所占比例为3％，混合后，进行机械搅拌，时间为15-20分钟；
(4)将步骤(3)中烘干后的母粒，经过双螺杆挤出机加热、剪切、挤出、切粒，最终得到金属鳌合塑料的备用改性树脂母粒；所述双螺杆挤出机从入口至出口依次设有七个加热区，其中一区加热温度为165℃，二区加热温度为180℃，三区加热温度为185℃，四区加热温度为185℃，五区加热温度为185℃，六区加热温度为175℃，七区加热温度为170℃；转速为40-45rpm；
(5)将步骤(4)中得到的备用母粒，放入鼓风干燥箱中，烘干时间为2-4小时；
(6)将步骤(5)中干燥后的备用母粒，添加入2％的活性抗氧化剂混合；
(7)将步骤(6)中得到的二次混合母粒充分混合，先机械搅拌半小时，之后进行超声处理，超声条件为温度45℃，时间为1h；
(8)分别取出一定量的超声后的改性母粒，添加6％活性抑菌剂；
(9)将步骤(8)中得到的混合母粒，经过单螺杆吹膜机吹膜制备得到该发明的多功能塑料材料；所述单螺杆吹膜机四个区的温度分别是165℃、175℃、175℃以及165℃；转速为40-45rpm。
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