CN114290784A - 一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜及其制备方法和应用，涉及薄膜包装材料技术领域。本发明提供的生物基尼龙薄膜包括顺次层叠复合的抗菌层、阻隔芯层和基材层；所述抗菌层包括以下质量百分含量的制备原料：爽滑剂0～1％、开口剂0～1％、抗菌剂0.1～10％和生物基尼龙88～99.9％；阻隔芯层包括以下质量百分含量的制备原料：MXD6尼龙65～95％和生物基尼龙5～35％；基材层包括以下质量百分含量的制备原料：爽滑剂0～1％、开口剂0～1％、MXD6尼龙0～36％和生物基尼龙64～100％。本发明提供的生物基尼龙薄膜兼具优异的阻隔性能和抗菌性，且韧性和透明性好，可广泛用于食品和医疗包装领域。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜包装材料技术领域，特别涉及一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
随着石油基高分子产品导致的碳排放问题逐渐加剧，采用生物质生产高分子产品逐渐受到人们的关注。生物基尼龙是至少一种单体来源于生物质的尼龙，比如尼龙11的单体氨基十一酸来源于蓖麻油，尼龙56、尼龙510、尼龙512、尼龙513的单体之一戊二胺来源于可再生植物资源，尼龙612、尼龙1012、尼龙1212的单体之一十二碳二元酸可通过生物法合成。采用生物基尼龙，有望实现传统石油基尼龙(如尼龙6、尼龙66等)的替代。
薄膜包装是尼龙的重要应用领域之一，尤其在食品和药品领域。这些领域要求薄膜包装具备较高的阻隔性，在现有的薄膜包装中，提高阻隔性能的常用方法是在薄膜表面涂覆高阻隔的涂层，如涂覆PVDC涂层、PVA涂层、或复合铝箔层等。但是这些方法都有一定的局限性，其中PVDC对人体有害，在欧美发达国家已经被限制用于食品包装；PVA涂层耐水性差；铝箔韧性较差。在食品和药品包装领域，除阻隔性之外，抗菌性也得到人们越来越多的关注，以延长产品的保质期，提高货架寿命。然而，目前关于兼具优良的阻隔性和抗菌性的薄膜材料的研究还较少。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜及其制备方法和应用。本发明提供的生物基尼龙薄膜不仅阻隔性能优异，还具有优良的抗菌性，且韧性好、透明性好，可在食品和医疗包装中应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，包括顺次层叠复合的抗菌层、阻隔芯层和基材层；
所述抗菌层包括以下质量百分含量的制备原料：第一爽滑剂0～1％、第一开口剂0～1％、抗菌剂0.1～10％和第一生物基尼龙88～99.9％；
所述阻隔芯层包括以下质量百分含量的制备原料：MXD6尼龙65～95％和第二生物基尼龙5～35％；
所述基材层包括以下质量百分含量的制备原料：第二爽滑剂0～1％、第二开口剂0～1％、MXD6尼龙0～36％和第三生物基尼龙64～100％。
优选地，所述第一生物基尼龙、第二生物基尼龙和第三生物基尼龙独立地包括尼龙11、尼龙56、尼龙510、尼龙512、尼龙513、尼龙612、尼龙 1012和尼龙1212中的一种或几种。
优选地，所述第一爽滑剂和第二爽滑剂独立地包括油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种。
优选地，所述第一开口剂和第二开口剂独立地包括聚硅氧烷、二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、碳酸镁、碳酸钡、磷酸钙、氧化铝和高岭土中的一种或几种。
优选地，所述抗菌剂包括氧化钛、氧化镁、氧化锌、纳米银、石墨烯、聚六亚甲基双胍盐酸盐、噻菌灵和吡啶硫酮锌中的一种或几种。
优选地，当所述抗菌剂包括氧化钛、氧化镁、氧化锌、纳米银和石墨烯中的一种或几种时，还对所述抗菌剂进行改性处理；所述改性处理的方法包括以下步骤：
将所述抗菌剂和乙醇混合进行超声分散，得到抗菌剂分散液；
将偶联剂、乙醇和水混合，在超声条件下进行预水解，得到预水解偶联剂；
将所述预水解偶联剂和抗菌剂分散液混合，在50～90℃温度条件下进行偶联反应，得到改性处理的抗菌剂。
优选地，所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的厚度为10～35μm。
本发明提供了以上技术方案所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的制备方法，包括以下步骤：
将第一爽滑剂、第一开口剂、抗菌剂和第一生物基尼龙混合熔融挤出，得到抗菌层熔体；
将MXD6尼龙和第二生物基尼龙混合熔融挤出，得到阻隔芯层熔体；
将第二爽滑剂、第二开口剂、MXD6尼龙和第三生物基尼龙混合熔融挤出，得到基材层熔体；
将所述抗菌层熔体、阻隔芯层熔体和基材层熔体进行共挤复合后流延至冷辊表面骤冷，得到铸片；
将所述铸片依次进行调湿处理和吹干处理，得到吹干后的铸片；
将所述吹干后的铸片双向拉伸后进行热定型处理，得到所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜。
优选地，所述调湿处理的水温为50～80℃；
所述双向拉伸的温度为170～200℃，拉伸倍率为3.3*3.3；
所述热定型处理的温度为160～210℃，横向松弛比例为3～5％。
本发明提供了以上技术方案所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜或以上技术方案所述制备方法得到的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜在食品和医疗包装中的应用。
本发明提供了一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，包括顺次层叠复合的抗菌层、阻隔芯层和基材层；所述抗菌层包括以下质量百分含量的制备原料：第一爽滑剂0～1％、第一开口剂0～1％、抗菌剂0.1～10％和第一生物基尼龙88～99.9％；所述阻隔芯层包括以下质量百分含量的制备原料：MXD6 尼龙65～95％和第二生物基尼龙5～35％；所述基材层包括以下质量百分含量的制备原料：第二爽滑剂0～1％、第二开口剂0～1％、MXD6尼龙0～36％和第三生物基尼龙64～100％。本发明提供的生物基尼龙薄膜采用生物基尼龙，与石油基尼龙相比，碳排放更低；在阻隔层中加入高阻隔的MXD6尼龙与生物基尼龙共混，能够在保证一定生物基的同时有效提高阻隔性能，且与生物基尼龙同为尼龙材料，相容性好，能够避免复合层剥离的问题，并提高薄膜的韧性和加工性；基材层、阻隔芯层和抗菌层分别以不同配方组成单独设计，能够更充分地发挥各层的优势，使生物基尼龙薄膜同时具有优异的阻隔性能和抗菌性。本发明提供的生物基尼龙薄膜不仅阻隔性能优异，还具有优良的抗菌性，且韧性好、透明性好，可广泛应用于食品和医疗包装领域，前景广阔。
进一步地，本发明采用耐高温的无机或有机抗菌剂，抗菌效果佳，且加工性好；并且，本发明对其中的无机抗菌剂进行改性，能够提升无机抗菌剂在基体材料中的相容性和分散性，进一步提升抗菌效果。
实施例结果表明，本发明提供的生物基尼龙薄膜的氧气透过率为 9.3～12.7cm3/m2·d·atm，抑菌率为77.2～99.3％，耐撕裂力为123～146mN，雾度为5.4～6.5％。
本发明还提供了所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的制备方法，过程简单，易于操作，便于规模化生产。
附图说明
图1是本发明提供的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，包括顺次层叠复合的抗菌层、阻隔芯层和基材层；
所述抗菌层包括以下质量百分含量的制备原料：第一爽滑剂0～1％、第一开口剂0～1％、抗菌剂0.1～10％和第一生物基尼龙88～99.9％；
所述阻隔芯层包括以下质量百分含量的制备原料：MXD6尼龙65～95％和第二生物基尼龙5～35％；
所述基材层包括以下质量百分含量的制备原料：第二爽滑剂0～1％、第二开口剂0～1％、MXD6尼龙0～36％和第三生物基尼龙64～100％。
本发明提供的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的结构如图1所示，由上至下依次包括抗菌层、阻隔芯层、基材层。
在本发明中，若无特殊说明，所述原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明提供的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜包括抗菌层，所述抗菌层包括以下质量百分含量的制备原料：第一爽滑剂0～1％、第一开口剂 0～1％、抗菌剂0.1～10％和第一生物基尼龙88～99.9％。在本发明中，所述抗菌层包括第一爽滑剂0～1％，优选为0.3～0.5％；所述第一爽滑剂优选包括油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种；所述第一爽滑剂的作用是减小薄膜表面的摩擦系数，确保良好的后续加工性。在本发明中，所述抗菌层包括第一开口剂 0～1％，优选为0.2～0.3％；所述第一开口剂优选包括聚硅氧烷、二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、碳酸镁、碳酸钡、磷酸钙、氧化铝和高岭土中的一种或几种；所述第一开口剂的作用是防止薄膜间的粘连。在本发明中，所述抗菌层包括第一生物基尼龙88～99.9％，优选为94.5～98.5％；所述第一生物基尼龙优选包括尼龙11、尼龙56、尼龙510、尼龙512、尼龙513、尼龙612、尼龙1012和尼龙1212中的一种或几种。本发明采用生物基尼龙，与石油基尼龙相比，碳排放更低。在本发明中，所述抗菌层包括抗菌剂0.1～10％，优选为1～5％。在本发明中，所述抗菌剂优选包括氧化钛、氧化镁、氧化锌、纳米银、石墨烯、聚六亚甲基双胍盐酸盐、噻菌灵和吡啶硫酮锌中的一种或几种；所述抗菌剂为耐高温的无机或有机抗菌剂，抗菌效果佳，且加工性好。在本发明中，当所述抗菌剂包括氧化钛、氧化镁、氧化锌、纳米银和石墨烯中的一种或几种时，还优选对所述抗菌剂进行改性处理；所述改性处理的方法优选包括以下步骤：
将所述抗菌剂和乙醇混合进行超声分散，得到抗菌剂分散液；
将偶联剂、乙醇和水混合，在超声条件下进行预水解，得到预水解偶联剂；
将所述预水解偶联剂和抗菌剂分散液混合，在50～90℃温度条件下进行偶联反应，得到改性处理的抗菌剂。
在本发明中，所述抗菌剂与乙醇的用量比优选为1g:10～100mL，更优选为1g:20～50mL。在本发明中，所述超声分散的时间优选为5～60min，更优选为30～40min。在本发明中，所述偶联剂优选为KH550、KH570或KH560；所述偶联剂与抗菌剂的质量比优选为1:10～200，更优选为1:10～100。在本发明中，所述偶联剂、乙醇和水混合的方法优选为：将所述偶联剂加入乙醇水溶液中进行混合。当所述偶联剂为KH570或KH560时，本发明还优选将偶联剂、乙醇和水混合后的混合液调节pH值至4～5，然后再在超声条件下进行预水解。在本发明中，所述预水解的时间优选为5～60min，更优选为 20～40min；通过预水解，使所述偶联剂生成硅醇，有助于后续与抗菌剂之间的反应。本发明优选将所述预水解偶联剂缓慢加入到抗菌剂分散液中进行混合。在本发明中，所述偶联反应的温度优选为70～80℃，时间优选为1～8h，更优选为4～5h。偶联反应后，本发明还优选将所得偶联反应产物依次进行抽滤、固相洗涤、干燥、研磨和过筛，得到改性处理的抗菌剂。在本发明中，所述固相洗涤采用的洗涤剂优选为乙醇，所述固相洗涤的次数优选为三次，所述固相洗涤用以除去过量的偶联剂；所述干燥优选为真空干燥，所述真空干燥的温度优选为40～120℃，更优选为60～100℃，时间优选为2～16h，更优选为10～12h；所述过筛优选过200目筛，取筛下物。本发明对上述无机抗菌剂进行改性，能够提升无机抗菌剂在基体材料中的相容性和分散性，进一步提升抗菌效果。
本发明提供的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜包括阻隔芯层，所述阻隔芯层包括以下质量百分含量的制备原料：MXD6尼龙65～95％和第二生物基尼龙5～35％。在本发明中，所述阻隔芯层包括第二生物基尼龙5～35％，优选为20～35％；所述第二生物基尼龙优选包括尼龙11、尼龙56、尼龙510、尼龙512、尼龙513、尼龙612、尼龙1012和尼龙1212中的一种或几种。在本发明中，所述阻隔芯层包括MXD6尼龙65～95％，优选为65～80％。在本发明中，所述MXD6尼龙(间苯二甲胺和己二酸的缩聚产物)起到主要的阻隔作用，本发明在阻隔芯层中加入高比例的MXD6尼龙，能够有效提升薄膜的阻隔性能，并且在阻隔层中加入高阻隔的MXD6尼龙与生物基尼龙共混，能够在保证一定生物基的同时提高阻隔性能，且与生物基尼龙同为尼龙材料，相容性好，能够避免复合层剥离的问题，并提高薄膜的韧性和加工性。
本发明提供的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜包括所述基材层，所述基材层包括以下质量百分含量的制备原料：第二爽滑剂0～1％、第二开口剂0～1％、MXD6尼龙0～36％和第三生物基尼龙64～100％。在本发明中，所述基材层包括第二爽滑剂0～1％，优选为0.3～0.5％；所述第二爽滑剂优选包括油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和乙烯 -丙烯酸共聚物中的一种或几种。在本发明中，所述基材层包括第二开口剂 0～1％，优选为0.2～0.3％；所述第二开口剂优选包括聚硅氧烷、二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、碳酸镁、碳酸钡、磷酸钙、氧化铝和高岭土中的一种或几种。在本发明中，所述基材层包括MXD6尼龙0～36％，优选为20～36％。在本发明中，所述基材层包括第三生物基尼龙64～100％，优选为64～80％；所述第三生物基尼龙优选包括尼龙11、尼龙56、尼龙510、尼龙512、尼龙513、尼龙612、尼龙1012和尼龙1212中的一种或几种。
在本发明中，所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的厚度优选为 10～35μm。
本发明将基材层、阻隔芯层和抗菌层分别以不同配方组成单独设计，能够更充分地发挥各层的优势，使生物基尼龙薄膜同时具有优异的阻隔性能和抗菌性。本发明提供的生物基尼龙薄膜不仅阻隔性能优异，还具有优良的抗菌性，且韧性好、透明性好。
本发明提供了以上技术方案所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的制备方法，包括以下步骤：
将第一爽滑剂、第一开口剂、抗菌剂和第一生物基尼龙混合熔融挤出，得到抗菌层熔体；
将MXD6尼龙和第二生物基尼龙混合熔融挤出，得到阻隔芯层熔体；
将第二爽滑剂、第二开口剂、MXD6尼龙和第三生物基尼龙混合熔融挤出，得到基材层熔体；
将所述抗菌层熔体、阻隔芯层熔体和基材层熔体进行共挤复合后流延至冷辊表面骤冷，得到铸片；
将所述铸片依次进行调湿处理和吹干处理，得到吹干后的铸片；
将所述吹干后的铸片双向拉伸后进行热定型处理，得到所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜。
本发明优选将第一爽滑剂、第一开口剂、抗菌剂和第一生物基尼龙在第一台挤出机中混合熔融挤出，得到抗菌层熔体；将MXD6尼龙和第二生物基尼龙在第二台挤出机中混合熔融挤出，得到阻隔芯层熔体；将第二爽滑剂、第二开口剂、MXD6尼龙和第三生物基尼龙混合熔融挤出，得到基材层熔体；然后将所述抗菌层熔体、阻隔芯层熔体和基材层熔体通过共挤模头进行共挤复合，复合后的熔体流延至表面温度为20℃的冷辊上进行骤冷，得到铸片。本发明优选将所述铸片送至水槽中进行调湿处理，所述调湿处理的水温优选为50～80℃，更优选为65℃；通过调湿处理，保证后续双向拉伸的薄膜不破裂。本发明优选用气刀将调湿处理后的铸片表面吹干，除去残留的水分，得到吹干后的铸片。在本发明中，所述双向拉伸为横向、纵向同步拉伸；所述双向拉伸的温度优选为170～200℃，拉伸倍率优选为3.3*3.3(即横向和纵向的拉伸倍率均为3.3)；所述双向拉伸优选在拉伸炉中进行。在所述双向拉伸的过程中，由于拉伸取向使晶粒大小降低，薄膜的透明度提高。在本发明中，所述热定型处理的温度优选为160～210℃，横向松弛比例优选为3～5％ (松弛后长度＝原长度*(1-松弛比例))；所述热定型处理优选在鼓风烘箱中进行；通过所述热定型处理，促进薄膜结晶，消除内部的应力，提高薄膜纵向和横向各性能的均匀性和稳定性。热定型处理后，本发明还优选对所得薄膜的抗菌层和/或基材层进行电晕处理，以提高薄膜表面张力，进而提高对油墨和其他层的附着力，使薄膜易于与PE、PP等多种材料复合，改善印刷性和多层复合时的复合强度。本发明对所述电晕处理的方法和条件没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的方法和条件即可。
本发明提供的所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的制备方法，过程简单，易于操作，便于规模化生产。
本发明还提供了以上技术方案所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜或以上技术方案所述制备方法得到的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜在食品和医疗包装中的应用。本发明提供的生物基尼龙薄膜采用生物基尼龙，与石油基尼龙相比，碳排放更低，不仅阻隔性能优异，还具有优良的抗菌性，且韧性好、透明性好，可广泛应用于食品和医疗包装领域，前景广阔。本发明对所述应用的方式没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的应用方式即可。
下面结合实施例对本发明提供的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，如图1所示，由上而下由抗菌层、阻隔芯层和基材层组成，厚度为25μm；其中，抗菌层由94.5wt％的尼龙11、0.3wt％的爽滑剂(芥酸酰胺)、0.2wt％的开口剂(二氧化硅)和5wt％的抗菌剂(氧化镁)组成；阻隔芯层由70wt％的MXD6和30wt％的尼龙11组成；基材层由30wt％的MXD6、69.5wt％的尼龙11、0.3wt％的爽滑剂(芥酸酰胺)和0.2wt％的开口剂(二氧化硅)组成。其中抗菌剂(氧化镁)进行改性处理，方法为：20g氧化镁和500mL乙醇加入到1000mL的三口烧瓶中，超声分散30min，得到抗菌剂分散液，然后搅拌加热至75℃；将2g偶联剂KH550 加入到乙醇水溶液中，超声处理条件下预水解20min，得到预水解偶联剂；将预水解偶联剂缓慢加入到抗菌剂分散液中，在75℃下搅拌4h后终止反应；然后将所得混合物抽滤分离，并用乙醇洗涤三次，然后在真空干燥箱中60℃干燥12h，最后研磨成粉末并过200目筛，备用。
具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜制备方法如下：
按比例分别称取抗菌层的原料、阻隔芯层的原料、基材层的原料，将抗菌层的原料通过第一台挤出机混合熔融挤出，得到抗菌层熔体，将阻隔芯层的原料通过第二台挤出机混合熔融挤出，得到阻隔芯层熔体，将基材层的原料通过第三台挤出机混合熔融挤出，得到基材层熔体；将抗菌层熔体、阻隔芯层熔体和基材层熔体通过共挤模头进行共挤复合，复合后的熔体通过T型口模流延至表面温度为20℃的冷辊进行骤冷铸片；
将铸片送至水槽中进行调湿处理，水槽的温度为65℃，调湿后的铸片表面用气刀将残留水分吹干；
将吹干后的铸片经过拉伸炉进行横、纵向同步双向拉伸，双向拉伸的温度为200℃，拉伸倍率为3.3*3.3；
将拉伸后的薄膜进行热定型处理，热定型处理的温度为160℃，横向松弛比例为5％，连续地制备具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜。
实施例2
一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，如图1所示，由上而下由抗菌层、阻隔芯层和基材层组成，厚度为25μm；其中，抗菌层由94.5wt％的尼龙512、0.3wt％的爽滑剂(芥酸酰胺)、0.2wt％的开口剂(二氧化硅)和5wt％的抗菌剂(聚六亚甲基双胍盐酸盐)组成；阻隔芯层由80wt％的MXD6和 20wt％的尼龙512组成；基材层由20wt％的MXD6和79.2wt％的尼龙512、 0.5wt％的爽滑剂(芥酸酰胺)、0.3wt％的开口剂(二氧化硅)组成。
具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的制备方法同于实施例1。
实施例3
一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，如图1所示，由上而下由抗菌层、阻隔芯层和基材层组成，厚度为25μm；其中，抗菌层由98.5wt％的尼龙11、0.3wt％的爽滑剂(芥酸酰胺)、0.2wt％的开口剂(二氧化硅)和1wt％的抗菌剂(氧化锌)组成；阻隔芯层由65wt％的MXD6和35wt％的尼龙11组成；基材层由35wt％的MXD6和64.2wt％的尼龙11、0.5wt％的爽滑剂(芥酸酰胺)、0.3wt％的开口剂(二氧化硅)组成。
具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的制备方法同于实施例1。
实施例4
一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，如图1所示，由上而下由抗菌层、阻隔芯层和基材层组成，厚度为25μm；其中，抗菌层由97.2wt％的尼龙512、2wt％的抗菌剂(氧化钛)、0.5wt％的爽滑剂(芥酸酰胺)和0.3wt％的开口剂(二氧化硅)组成；阻隔芯层由65wt％的MXD6和35wt％的尼龙512 组成；基材层由35wt％的MXD6、64.2wt％的尼龙512、0.5wt％的爽滑剂(芥酸酰胺)和0.3wt％的开口剂(二氧化硅)组成。
具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的制备方法同于实施例1。
实施例5
一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，如图1所示，由上而下由抗菌层、阻隔芯层和基材层组成，厚度为25μm；其中，抗菌层由20wt％的尼龙11、77.5wt％的尼龙1012、2wt％的抗菌剂(噻菌灵)、0.3wt％的爽滑剂(芥酸酰胺)和0.2wt％的开口剂(二氧化硅)组成；阻隔芯层由80wt％的MXD6 和20wt％的尼龙11组成；基材层由35wt％的MXD6、64.2wt％的尼龙11、0.5wt％的爽滑剂(芥酸酰胺)和0.3wt％的开口剂(二氧化硅)组成。
具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的制备方法同于实施例1。
实施例6
一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，如图1所示，由上而下由抗菌层、阻隔芯层和基材层组成，厚度为25μm；其中，抗菌层由20wt％的尼龙 11、76.5wt％的尼龙512、3wt％的抗菌剂(吡啶硫酮锌)、0.3wt％的爽滑剂 (芥酸酰胺)和0.2wt％的开口剂(二氧化硅)组成；阻隔芯层由80wt％的 MXD6和20wt％的尼龙11组成；基材层由35wt％的MXD6、64.2wt％的尼龙11、 0.5wt％的爽滑剂(芥酸酰胺)和0.3wt％的开口剂(二氧化硅)组成。
具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的制备方法同于实施例1。
将实施例1～6得到的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的阻隔性 (ASTMD3985)、抗菌性(WS/T 650-2019)、韧性(GB/T 16578.2-2009) 和透明度(GB/T 2410-2008)进行检测，并与市售BOPA薄膜(厦门长塑实业有限公司生产，牌号OA1)进行对比，结果如表1所示：
表1实施例1～6的生物基尼龙薄膜以及市售BOPA薄膜的阻隔性、抗菌性、韧性和透明度对比
从表1可以看出，与市售BOPA薄膜相比，本发明实施例1～6得到的生物基尼龙薄膜的不仅阻隔性能优异，还具有优良的抗菌性(实施例中1、2、6 具有优异的抗菌性，实施例3、4、5的抗菌性也较好)，为具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，且韧性好、透明性好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，包括顺次层叠复合的抗菌层、阻隔芯层和基材层；
所述抗菌层包括以下质量百分含量的制备原料：第一爽滑剂0～1％、第一开口剂0～1％、抗菌剂0.1～10％和第一生物基尼龙88～99.9％；
所述阻隔芯层包括以下质量百分含量的制备原料：MXD6尼龙65～95％和第二生物基尼龙5～35％；
所述基材层包括以下质量百分含量的制备原料：第二爽滑剂0～1％、第二开口剂0～1％、MXD6尼龙0～36％和第三生物基尼龙64～100％。
2.根据权利要求1所述的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，其特征在于，所述第一生物基尼龙、第二生物基尼龙和第三生物基尼龙独立地包括尼龙11、尼龙56、尼龙510、尼龙512、尼龙513、尼龙612、尼龙1012和尼龙1212中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，其特征在于，所述第一爽滑剂和第二爽滑剂独立地包括油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，其特征在于，所述第一开口剂和第二开口剂独立地包括聚硅氧烷、二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、碳酸镁、碳酸钡、磷酸钙、氧化铝和高岭土中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，其特征在于，所述抗菌剂包括氧化钛、氧化镁、氧化锌、纳米银、石墨烯、聚六亚甲基双胍盐酸盐、噻菌灵和吡啶硫酮锌中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，其特征在于，当所述抗菌剂包括氧化钛、氧化镁、氧化锌、纳米银和石墨烯中的一种或几种时，还对所述抗菌剂进行改性处理；所述改性处理的方法包括以下步骤：
将所述抗菌剂和乙醇混合进行超声分散，得到抗菌剂分散液；
将偶联剂、乙醇和水混合，在超声条件下进行预水解，得到预水解偶联剂；
将所述预水解偶联剂和抗菌剂分散液混合，在50～90℃温度条件下进行偶联反应，得到改性处理的抗菌剂。
7.根据权利要求1所述的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜，其特征在于，所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的厚度为10～35μm。
8.权利要求1～7任意一项所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将第一爽滑剂、第一开口剂、抗菌剂和第一生物基尼龙混合熔融挤出，得到抗菌层熔体；
将MXD6尼龙和第二生物基尼龙混合熔融挤出，得到阻隔芯层熔体；
将第二爽滑剂、第二开口剂、MXD6尼龙和第三生物基尼龙混合熔融挤出，得到基材层熔体；
将所述抗菌层熔体、阻隔芯层熔体和基材层熔体进行共挤复合后流延至冷辊表面骤冷，得到铸片；
将所述铸片依次进行调湿处理和吹干处理，得到吹干后的铸片；
将所述吹干后的铸片双向拉伸后进行热定型处理，得到所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述调湿处理的水温为50～80℃；
所述双向拉伸的温度为170～200℃，拉伸倍率为3.3*3.3；
所述热定型处理的温度为160～210℃，横向松弛比例为3～5％。
10.权利要求1～7任意一项所述具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜或权利要求8～9任意一项所述制备方法制备得到的具有抗菌性的高阻隔生物基尼龙薄膜在食品和医疗包装中的应用。
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