CN110564122A - 一种新型可降解抗菌薄膜及其制备 - Google Patents

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Abstract

一种新型可降解抗菌薄膜及其制备。本发明采用PCL(聚己内酯)和PHBV(聚羟基脂肪酸酯)为原材料，并添加绿色增塑剂ATBC(乙酰柠檬酸三丁酯)和抗菌剂CMCS(羧甲基壳聚糖)，使用高温热压成膜的方式。先用双螺杆造粒机挤出成条状，然后经过造粒辅助机剪切成粒状，最后通过平板硫化机热压成膜。可降解薄膜组分以及质量分数为：PCL 17.1％，PHBV 68.4％，ATBC 4.5％，CMCS 10％。本发明中的可降解生物薄膜的拉伸性能比其他可降解薄膜好，结晶性能好，紫外屏蔽作用强，有较好的抗菌性能，同时具有良好的疏水性能以及美观性。并且该实验方法操作要求简单容易，对设备的要求也不高。

Description

一种新型可降解抗菌薄膜及其制备
技术领域
本发明涉及一种新型可降解抗菌薄膜及其制备方法，特别是一种新型可降解抗菌薄膜及制备方法。
背景技术
随着绿色环保理念深入人心，在包装领域中对于塑料薄膜的环保性能要求也渐渐增加。相比其他包装薄膜不环保的特点，可降解薄膜具有良好的绿色性和较好的综合性能。生物塑料是高分子材料领域中的一股清流，既要求好的技术，也要求好的结果。生物塑料的产品也在中国不断崛起。可降解抗菌薄膜相较其他聚合物薄膜相比具有优良的韧性、疏水性、结晶性、耐磨性和光屏蔽性能等。加工工艺简单，这不但可以降低成本，还有利于它的推广和使用。
可降解材料从上个世纪发展至今，在可降解塑料制备方面，我国与外国相比还有很大差距。一方面原材料来源渠道少且价格昂贵，另一方面制备出的薄膜具有亲水等缺点，影响实际应用广泛性。而可降解薄膜是塑料薄膜的发展趋势，在绿色环保的时代背景下，可降解薄膜将来一定会成为推广研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种好性能外观精美的新型可降解抗菌薄膜。通过对已有的可降解薄膜合成材料进行对比研究，制备出力学性能好，外观精美，具有良好疏水性的可降解抗菌薄膜，同时提供一种制备该薄膜的方法。
实现本发明的技术方案是采用PCL(聚己内酯)和PHBV(聚羟基脂肪酸酯)并添加绿色增塑剂ATBC(乙酰柠檬酸三丁酯)和抗菌剂CMCS(羧甲基壳聚糖)，先用双螺杆造粒机挤出成条状，然后经过造粒辅助机剪切成粒状，最后通过平板硫化机热压成膜。
一种新型可降解抗菌薄膜及其制备，其特征在于：可降解抗菌薄膜的组分按重量比为：
PCL(聚己内酯) 7～20份；
PHBV(聚羟基脂肪酸酯) 20～70份；
ATBC(乙酰柠檬酸三丁酯) 1～8份；
CMCS(羧甲基壳聚糖) 3～10份。
所述的一种新型可降解抗菌薄膜，其特征在于，所述聚己内酯为2-氧杂环庚烷酮的均聚物。
所述的一种新型可降解抗菌薄膜，其特征在于，所述聚羟基脂肪酸酯为3-羟基丁酸脂3-羟基戊酸酯共聚物。
所述的一种新型可降解抗菌薄膜，其特征在于，所述增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯。
所述的一种新型可降解抗菌薄膜，其特征在于，所述抗菌剂为羧甲基壳聚糖。
所述的一种新型可降解抗菌薄膜，其特征在于，所述成型方式为高温热压。
一种新型可降解抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，该方法是：
第一步：将聚己内酯，3-羟基丁酸脂3-羟基戊酸酯共聚物和羧甲基壳聚糖放入25℃烘箱内进行干燥5h，然后和乙酰柠檬酸三丁酯一起按不同比例称重，并且放入数显高速搅拌器中进行搅拌2h；
第二步：将搅拌好的混合物倒入双螺杆挤出机进料口，螺杆转速20Hz，加热区温度分别为：一区87℃，二区142℃，三区178℃，四区149℃，出料口为浅褐色条状；
第三步：用造粒辅助机进行剪切成粒状，转速8Hz；
第四步：称取混合粒料20g盛放在聚四氟乙烯垫片上，并且放在平板硫化机下加热板上，预热5～10min，闭合上加热板热压10min。热压温度为173℃，压力为3MPa，然后取出，自然冷却成膜。
本发明的优点和技术效果是：
(1)本发明制备的可降解抗菌薄膜具有良好的外观性；
(2)本发明制备的可降解抗菌薄膜具有良好的结晶性，韧性；
(3)本发明制备的可降解抗菌薄膜具有良好的疏水性。
附图说明
图1为本发明方法的流程图
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
在此实施例中，我们采取表1中的配方进行实验研究：
表1 可降解抗菌薄膜配方
(1)配料
通过天平准确量取各种原料。注意：称取聚羟基脂肪酸酯时要细心，防止掉落。
(2)造粒过程
混合物料放入数显高速搅拌器中进行搅拌2h，并倒入双螺杆挤出机进料口，螺杆转速20Hz，加热区温度分别为：一区87℃，二区142℃，三区178℃，四区149℃，出料口为浅褐色条状，用造粒辅助机进行剪切成粒状，转速8Hz。注意：造粒过程中一区温度一定要低，防止沾黏。
(3)成膜
称取混合粒料20g盛放在聚四氟乙烯垫片上，并且放在平板硫化机下加热板上，预热5～10min，闭合上加热板热压10min。热压温度为173℃，压力为3MPa，然后取出，自然冷却成膜。
(4)性能测试
①力学性能
按照ASTMD-882测试标准制备样条，测试薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。测试结果见表6。
②水接触角
按照GB/T30693-2014测试标准制备样条，测试薄膜的水接触角。测试结果见表6。
实施例2
在此实施例中，我们采取表2中的配方进行实验研究：
表2 可降解抗菌薄膜配方
其它步骤与具体实施方式一相同。
性能测试
①力学性能
按照ASTMD-882测试标准制备样条，测试薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。测试结果见表6。
②水接触角
按照GB/T30693-2014测试标准制备样条，测试薄膜的水接触角。测试结果见表6。
实施例3
在此实施例中，我们采取表3中的配方进行实验研究：
表3 可降解薄膜配方
实验步骤在于具体实施例1至2相同的基础上添加抗菌实验。
性能测试
①力学性能
按照ASTMD-882测试标准制备样条，测试薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。测试结果见表6。
②水接触角
按照GB/T30693-2014测试标准制备样条，测试薄膜的水接触角。测试结果见表6。
③抗菌性能
按照QB/T-31402-2015，测试标准制备样条，测试薄膜的抗菌性能。测试结果见表6。
表6 实例一至三所得成品测试结果
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种新型可降解抗菌薄膜及其制备，其特征在于：可降解抗菌薄膜的组分按重量比为：
PCL(聚己内酯)7～20份；
PHBV(聚羟基脂肪酸酯)20～70份；
ATBC(乙酰柠檬酸三丁酯)1～8份；
CMCS(羧甲基壳聚糖)3～10份。
2.根据权利要求1所述的一种新型可降解抗菌薄膜，其特征在于，所述聚己内酯为2-氧杂环庚烷酮的均聚物。
3.根据权利要求1所述的一种新型可降解抗菌薄膜，其特征在于，所述聚羟基脂肪酸酯为3-羟基丁酸脂3-羟基戊酸酯共聚物。
4.根据权利要求1所述的一种新型可降解抗菌薄膜，其特征在于，所述增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯。
5.根据权利要求1所述的一种新型可降解抗菌薄膜，其特征在于，所述抗菌剂为羧甲基壳聚糖。
6.根据权利要求1所述的一种新型可降解抗菌薄膜，其特征在于，所述成型方式为高温热压。
7.一种新型可降解抗菌薄膜的制备方法，其特征在于，该方法是：
第一步：将聚己内酯，3-羟基丁酸脂3-羟基戊酸酯共聚物和羧甲基壳聚糖放入25℃烘箱内进行干燥5h，然后和乙酰柠檬酸三丁酯一起按不同比例称重，并且放入数显高速搅拌器中进行搅拌2h；
第二步：将搅拌好的混合物倒入双螺杆挤出机进料口，螺杆转速20Hz，加热区温度分别为：一区87℃，二区142℃，三区178℃，四区149℃，出料口为浅褐色条状；
第三步：用造粒辅助机进行剪切成粒状，转速8Hz；
第四步：称取混合粒料20g盛放在聚四氟乙烯垫片上，并且放在平板硫化机下加热板上，预热5～10min，闭合上加热板热压10min。热压温度为173℃，压力为3MPa，然后取出，自然冷却成膜。
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