CN114474928A - 一种抗菌高阻隔复合pe膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及PE膜的技术领域，具体公开了一种抗菌高阻隔复合PE膜及其制备方法。抗菌高阻隔复合PE膜包括外层膜和穿孔内膜，所述外层膜为PE膜；所述穿孔内膜包含以下重量份的原料：低密度聚乙烯90‑110份、线性低密度聚乙烯15‑20份、改性母粒8‑11份；所述改性母粒为负载有聚乙烯醇改性壳聚糖的无水透明粉。本申请中的抗菌高阻隔复合PE膜具有阻隔氧气和水蒸气性能、抗菌性能、力学性能优良的优点。

Description

一种抗菌高阻隔复合PE膜及其制备方法
技术领域
本申请涉及PE膜的技术领域，更具体地说，它涉及一种抗菌高阻隔复合PE膜及其制备方法。
背景技术
食品变质是指食品发生物理变化(外形变化)或者腐败变质。其中腐败变质是在以微生物为主的作用下发生的。食物的腐败变质会使食品成分、感官性质等发生变化，从而使食品降低或丧失食用价值。食用变质的食物可致使人体致病，对人体的身体健康造成损害。为了防止生物、化学、物理等外来因素对于食物的损害，延长食物的保鲜时间，常常将塑料薄膜覆盖或包覆于食物外围作为食物包装材料。
目前，在食品保鲜、食品包装中常用的塑料薄膜为聚乙烯(PE)、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等树脂制备得到的薄膜。其中，聚乙烯由于其原料资源丰富、成本低、半透明、无色、无味、无毒、绝缘等优点，在食品包装领域中得到广泛的应用。为了提高包装膜的透明性，从而便于观察食物的变化情况，目前常使用以低密度聚乙烯制备得到的PE膜，然而，其力学性能较差，包装比较坚硬的食物时，常常容易被刺破。此外，PE膜对于氧气、水汽的阻隔性较差，抑菌性能较差，使食物容易变质，导致PE膜在食品包装、食品保鲜中的应用受到限制。因此，开发一种高阻隔、抗菌性能优良、力学性能优良的PE膜迫在眉睫。
发明内容
为了提高PE膜阻隔氧气、水蒸气的能力，同时提高其抗菌性能、力学性能，本申请提供一种抗菌高阻隔复合PE膜及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种抗菌高阻隔复合PE膜，采用如下技术方案：
一种抗菌高阻隔复合PE膜，所述抗菌高阻隔复合PE膜包括外层膜和穿孔内膜，所述外层膜为PE膜；所述穿孔内膜包含以下重量份的原料：低密度聚乙烯90-110份、线性低密度聚乙烯15-20份、改性母粒8-11份；所述改性母粒为负载有聚乙烯醇改性壳聚糖的无水透明粉。
通过采用上述技术方案，使得抗菌高阻隔复合PE膜具有低氧气透过量、水蒸气透过量，氧气透过量范围为1.8-2.4cm3/m2.d；水蒸气透过量的范围为3.10-3.24g/m2.d；抗菌高阻隔复合PE膜同时具有高抗菌率、拉伸强度、撕裂强度、穿刺强度，抗菌率的范围为97.1-99.9％；拉伸强度的范围为14.7-17.1MPa；撕裂强度的范围为181-194N/mm；穿刺强度的范围为117-129N。通过穿孔内膜中各原料之间的相互协同作用、穿孔内膜和外层膜之间的相互协同作用，使得相比于寻常市售PE膜，抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔性能、抗菌性能、力学性能均得到显著提高，符合市场需求。
在本申请中，以负载有聚乙烯醇改性壳聚糖的无水透明粉为改性母粒，壳聚糖是目前常用的一种安全、高效的抗菌剂，然而将其直接加入聚乙烯中，其分散性较差，从而使得抗菌高阻隔复合PE膜的抗菌性能、力学性能较差；由于无水透明粉具有高透明、分散性优良、稳定性强等优点，通过将壳聚糖负载于无水透明粉上，从而由壳聚糖、无水透明粉制备得到改性母粒，能够显著提高壳聚糖于穿孔内膜中的分散性；并且无水透明粉中的金属氧化物能够进一步提高改性母粒的抗菌性能；同时通过将粒径均匀的改性母粒加入穿孔内膜中，还能够提高抗菌高阻隔复合PE膜的韧性、穿刺强度等力学性能，提高其对于水蒸气、氧气的阻隔能力；然而，壳聚糖和无水透明粉之间的相容性较差，通过以聚乙烯醇对壳聚糖进行改性，能够提高壳聚糖的吸附性能，提高其抗菌性能、极性，有助于提高壳聚糖与无水透明粉之间的相容性，同时还能够提高改性母粒的抗菌性能。
并且，申请人发现，新鲜疏果在储存的过程中会释放水蒸气、乙醇、乙醛、乙烯等气体，这些气体容易加速果蔬的呼吸作用，从而加速其腐烂速度，如果于抗菌高阻隔复合PE膜上设置气孔，虽然有助于水蒸气、乙醇、乙醛、乙烯等气体的释放，但是其对于水蒸气、氧气的阻隔能力会显著降低。在本申请中，抗菌高阻隔复合PE膜通过采用双层复合膜的结构，即其包括穿孔内膜、外层膜，穿孔内膜上设置有穿孔，有助于水蒸气、乙醇、乙醛、乙烯等气体储存于穿孔内，并且，聚乙烯醇改性壳聚糖能够与水蒸气、乙醇、乙醛、乙烯等气体产生相互作用，从而进一步减少水蒸气、乙醇、乙醛、乙烯等气体对于果蔬的影响。同时，穿孔内膜上的穿孔显著增大了穿孔内膜的比表面积，使得穿孔内膜能够充分与食品上存在的细菌等微生物接触，从而在改性母粒的作用下起到杀菌、抑菌的作用。并且在外层膜的存在下，能够提高抗菌高阻隔复合PE膜对于水蒸气和氧气的阻隔能力、力学性能。因此，通过外层膜和穿孔内膜之间的相互协同作用，进一步提高了抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔能力、抗菌性能、力学性能。并且当抗菌高阻隔复合PE膜中各原料含量分别位于上述范围内时，对于性能检测结果的影响在可预期范围内。
可选的，所述改性母粒包括以下重量份的原料：聚乙烯醇5-8份、壳聚糖12-15份、无水透明粉45-55份、水95-105份、1.6-2％wt乙酸溶液80-95份、生物表面活性剂4-6份、聚乙二醇3-4份。
通过采用上述技术方案，改性母粒的原料简单易得，壳聚糖能够溶于乙酸溶液中，有助于聚乙烯醇对于壳聚糖的改性；通过采用生物表面活性剂，能够提高改性母粒中各原料之间的相容性，同时生物表面活性剂绿色、安全、无毒，有助于提高抗菌高阻隔复合PE膜的安全性、环保性；通过以聚乙二醇为交联剂，能够将聚乙烯醇连接于壳聚糖分子上，实现聚乙烯醇对于壳聚糖的改性，同时其还能够提高改性母粒的分散性，从而进一步提高抗菌高阻隔复合PE膜的抗菌性能、力学性能。并且当改性母粒中各原料含量分别位于上述范围内，乙酸溶液的浓度位于上述范围内时，对于性能检测结果的影响在可预期范围内。
可选的，所述改性母粒采用以下方法制备得到：
步骤S1：将壳聚糖、聚乙二醇加入至乙酸溶液中，升温至35-40℃，搅拌10-12h，得到混合料I；
将聚乙烯醇溶于水中，然后加入生物表面活性剂，混合均匀，得到混合料II；
步骤S2：调节混合料I的pH为6.5-7.5，然后将混合料I加入混合料II中，搅拌5-8h，得到改性壳聚糖；
步骤S3：搅拌条件下，于15-20min内将无水透明粉加入至改性壳聚糖中，搅拌5-10min，然后超声25-30min，过滤，干燥，研磨，得到改性母粒。
通过采用上述技术方案，制备方法简单，便于操作。并且当操作条件分别位于上述范围内时，对于性能检测结果的影响在可预期范围内。
可选的，所述穿孔内膜上穿孔的直径为20-30μm。
通过采用上述技术方案，有助于进一步提高抗菌高阻隔复合PE膜的抗菌性能；当穿孔的直径过大时，容易造成抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔能力、力学性能下降；当穿孔的直径过小时，抗菌高阻隔复合PE膜的抗菌能力下降。
可选的，所述生物表面活性剂为卵磷脂、蔗糖酯、山梨聚糖中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，能够显著提高改性母粒中各原料之间的相容性。并且当生物表面活性剂分别采用上述物质时，对于性能检测结果的影响在可预期范围内。
可选的，所述外层膜包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯30-40份、线性低密度聚乙烯25-35份、中密度聚乙烯40-50份、纳米氧化铝8-10份、聚乙二醇5-10份。
通过采用上述技术方案，低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯之间相互协同，能够进一步提高抗菌高阻隔复合PE膜的力学性能、阻隔能力；聚乙二醇能够提高纳米氧化铝的分散性，并且将纳米氧化铝加入外层膜中，能够提高抗菌高阻隔复合PE膜的抗菌能力，同时提高其疏水能力，减小水蒸气、氧气的透过量。并且当外层膜各原料含量分别位于上述范围内时，对于性能检测结果的影响在可预期范围内。
可选的，所述外层膜的厚度为20-25μm。
通过采用上述技术方案，有助于进一步提高抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔能力、力学性能；当外层膜的厚度过小时，抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔能力降低；当外层膜的厚度过大时，抗菌高阻隔复合PE膜的韧性降低。并且当外层膜的厚度在上述范围内时，对于性能检测结果的影响在可预期范围内。
可选的，所述外层膜和穿孔内膜的厚度比为1:(2-3)。
通过采用上述技术方案，有助于进一步提高抗菌高阻隔复合PE膜的抗菌能力。
第二方面，本申请提供一种抗菌高阻隔复合PE膜的制备方法，采用如下技术方案：一种如上述的抗菌高阻隔复合PE膜的制备方法，包括以下步骤：
将纳米氧化铝加入聚乙二醇中，混合均匀，超声处理15-20min，得到物料I；
将低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯混合均匀，得到物料II；在搅拌条件下，将物料I加入至物料II中，混合均匀，得到外层膜原料；
将低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯混合均匀，得到物料III，在搅拌条件下，将改性母粒加入至物料III中，混合均匀，得到穿孔内膜原料；
步骤Sa：将穿孔内膜原料熔融挤出，吹塑成型，得到内膜基材，然后对内膜基材进行激光打孔，使得内膜基材上均匀分布有穿孔，得到穿孔内膜；
步骤Sb：将外层膜原料熔融共混形成淋膜原料，采用淋膜工艺将淋膜原料与穿孔内膜复合，得到抗菌高阻隔复合PE膜。
通过采用上述技术方案，制备方法简单，便于操作。并且当操作条件分别位于上述范围内时，对于性能检测结果的影响在可预期范围内。
综上所述，本申请至少具有以下有益效果：
第一、通过穿孔内膜各原料之间的相互协同作用、穿孔内膜和外层膜之间的相互协同作用，显著提高了抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔氧气和水蒸气的能力、抗菌性能、力学性能，使得氧气透过量降低至2.4cm3/m2.d，水蒸气透过量降低至3.24g/m2.d，抗菌率升高至97.2％，拉伸强度升高至14.7MPa，撕裂强度升高至181N/mm，穿刺强度升高至117N；
第二、通过限定外层膜中原料种类及其含量，使得抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔氧气和水蒸气的能力、抗菌性能、力学性能进一步提高，氧气透过量降低至2.1cm3/m2.d，水蒸气透过量降低至3.16g/m2.d，抗菌率升高至99.3％，拉伸强度升高至16.7MPa，撕裂强度升高至193N/mm，穿刺强度升高至126N。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
原料
聚乙二醇规格为PEG300，且选自济南骏腾化工有限公司；壳聚糖选自南通添香生物工程有限公司；卵磷脂选自郑州超凡化工有限公司；聚乙烯醇规格为2488，且选自河北健石新材料科技有限公司；无水透明粉牌号为T326，且选自广州歌林尔新材料有限公司；低密度聚乙烯选自上海风沃塑料有限公司；线性低密度聚乙烯牌号为BG-22B02，且选自东莞市祥捷塑化科技有限公司；中密度聚乙烯型号为307，且选自东莞市铭远塑胶有限公司；纳米氧化铝型号为HN-L20Y，且选自杭州恒纳新材料有限公司。
制备例
制备例1
一种改性母粒，其采用以下方法制备得到：
步骤S1：将13kg壳聚糖、3.5kg聚乙二醇加入至85kg1.6％w乙酸溶液中，升温至40℃，搅拌12h，得到混合料I；
将7kg聚乙烯醇溶于100kg水中，然后加入5kg生物表面活性剂，混合均匀，得到混合料II，生物表面活性剂为卵磷脂；
步骤S2：用碳酸氢钾调节混合料I的pH为7，然后将混合料I加入混合料II中，搅拌8h，得到改性壳聚糖；
步骤S3：搅拌条件下，于20min内将无水透明粉加入至改性壳聚糖中，搅拌10min，然后超声30min，过滤，真空干燥，研磨，过400目筛，得到改性母粒。
实施例
实施例1
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其包括外层膜和穿孔内膜，其中穿孔内膜和被包装的食品紧密接触。
一种抗菌高阻隔复合PE膜的制备方法，包括以下步骤：
将9kg纳米氧化铝加入8kg聚乙二醇中，混合均匀，超声处理20min，得到物料I；
将35kg低密度聚乙烯、30kg线性低密度聚乙烯、42kg中密度聚乙烯于搅拌机中混合均匀得到物料II；在搅拌条件下，将物料I加入至物料II中，混合均匀，得到外层膜原料；
将100kg低密度聚乙烯、18kg线性低密度聚乙烯于搅拌机中混合均匀，得到物料III，在搅拌条件下，将9kg由制备例1制备得到的改性母粒加入至物料III中，混合均匀，得到穿孔内膜原料；
步骤Sa：将穿孔内膜原料熔融挤出，吹塑成型，得到厚度为30μm的内膜基材，然后用激光打印机对内膜基材进行激光打孔，使得内膜基材上均匀分布有直径为10μm的穿孔，得到穿孔内膜；
步骤Sb：将外层膜原料熔融共混形成淋膜原料，采用淋膜工艺将淋膜原料与穿孔内膜复合，使得外层膜的厚度为20μm，切割，得到抗菌高阻隔复合PE膜。
实施例2
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例1的区别之处在于，穿孔内膜上穿孔的直径为20μm，其余均和实施例1相同。
实施例3
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例2的区别之处在于，穿孔内膜上穿孔的直径为30μm，其余均和实施例1相同。
实施例4
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例3的区别之处在于，穿孔内膜上穿孔的直径为40μm，其余均和实施例3相同。
实施例5
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例3的区别之处在于，外层膜的原料中，以等量的低密度聚乙烯替换中密度聚乙烯，其余均和实施例3相同。
实施例6
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例3的区别之处在于，外层膜的原料中，以等量的低密度聚乙烯替换线性低密度聚乙烯，其余均和实施例3相同。
实施例7
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例3的区别之处在于，外层膜的原料中，以等量的低密度聚乙烯替换纳米氧化铝，且同时以等量的低密度聚乙烯替换聚乙二醇，其余均和实施例3相同。
实施例8
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例3的区别之处在于，外层膜的原料中，以等量的低密度聚乙烯替换聚乙二醇，其余均和实施例3相同。
实施例9
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例3的区别之处在于，穿孔内膜的厚度为40μm，其余均和实施例3相同。
实施例10
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例9的区别之处在于，穿孔内膜的厚度为60μm，其余均和实施例9相同。
实施例11
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例10的区别之处在于，穿孔内膜的厚度为70μm，其余均和实施例10相同。
对比例
对比例1
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例1的区别之处在于，改性母粒的原料中未加入聚乙烯醇，其余均和实施例1相同。
对比例2
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例1的区别之处在于，改性母粒的原料中未加入无水透明粉，其余均和实施例1相同。
对比例3
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例1的区别之处在于，改性母粒的原料中，以等量的有机蒙脱土替换无水透明粉，其余均和实施例1相同。
对比例4
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例1的区别之处在于，改性母粒的原料中，以等量的戊二醛替换聚乙二醇，其余均和实施例1相同。
对比例5
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例1的区别之处在于，穿孔内膜上不含有穿孔，即步骤Sa中，未使用激光打印机对内膜基材进行激光打孔，其余均和实施例1相同。
对比例6
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例1的区别之处在于，未进行步骤Sb中的操作，即抗菌高阻隔复合PE膜中不含外层膜，其余均和实施例1相同。
对比例7
一种抗菌高阻隔复合PE膜，其和实施例1的区别之处在于，未进行步骤Sa中的操作，即抗菌高阻隔复合PE膜中不含穿孔内膜，其余均和实施例1相同。
对照例
对照例1
采用市售食品PE保鲜膜，其厚度为35μm，材质为LLDPE。
性能检测试验
将实施例1-11、对比例1-7中制备得到的抗菌高阻隔复合PE膜进行以下性能检测：
依据《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》GB/T1038-2000，检测上述18种抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量；
依据《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法杯式法》GB/T1037-1988，检测上述18种抗菌高阻隔复合PE膜的水蒸气透过量；
依据《抗菌塑料-抗菌性能试验方法和抗菌效果》QB/T2591-2003，检测上述18种抗菌高阻隔复合PE膜的抗菌率；
依据《塑料薄膜拉伸性能试验方法》GBT13022-1991，检测上述18种抗菌高阻隔复合PE膜的拉伸强度；
依据《塑料薄膜和薄片耐撕裂性能的测定》GB/T 16578.2-2009，检测上述18种抗菌高阻隔复合PE膜的撕裂强度；
依据《包装用复合膜、袋通则》GB/T 21302-2007，检测上述18种抗菌高阻隔复合PE膜的穿刺强度，检测结果如表1所示。
表1检测结果
Figure BDA0003475054860000081
Figure BDA0003475054860000091
从表1可以看出，本申请中的抗菌高阻隔复合PE膜具有较低的氧气透过量和水蒸气透过量，并且具有较高的抗菌率、拉伸强度、撕裂强度、穿刺强度。抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量范围为1.8-2.4cm3/m2.d；水蒸气透过量的范围为3.10-3.24g/m2.d；抗菌率的范围为97.1-99.9％；拉伸强度的范围为14.7-17.1MPa；撕裂强度的范围为181-194N/mm；穿刺强度的范围为117-129N。常规市售PE膜的氧气透过量为1242cm3/m2.d，水蒸气透过量为6.9g/m2.d，抗菌率为68.6％，拉伸强度为8.9MPa，撕裂强度为149N/mm，穿刺强度为92N。通过与对照例1中的常规市售PE膜的对比，可以看出，本申请中的抗菌高阻隔复合PE膜，通过穿孔内膜原料之间的相互协同、外层膜原料之间的相互协同、外层膜和穿孔内膜之间的相互协同，显著提高了抗菌高阻隔复合PE膜对于氧气和水蒸气的阻隔能力、抗菌性能、力学性能，增大了PE膜的应用范围，符合市场需求。
将实施例1和对比例1进行对比，实施例1中制备得到的抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为2.1cm3/m2.d，水蒸气透过量为3.15g/m2.d，抗菌率为97.1％，拉伸强度为16.8MPa，撕裂强度为194N/mm，穿刺强度为126N；对比例1中制备得到抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为2.5cm3/m2.d，水蒸气透过量为3.49g/m2.d，抗菌率为96.5％，拉伸强度为15.3MPa，撕裂强度为183N/mm，穿刺强度为119N。相比于实施例1，对比例1中改性母粒的原料中未加入聚乙烯醇，使得抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔能力、抗菌性能、力学性能下降。聚乙烯醇中含有大量的羟基，以聚乙烯醇改性壳聚糖，能够提高壳聚糖的吸附性能，同时能够进一步提高壳聚糖的抗菌性能，并且增强了穿孔内膜中分子之间的相互作用力，减小氧气、水蒸气透过量。
将实施例1和对比例2进行对比，实施例1中制备得到的抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为2.1cm3/m2.d，水蒸气透过量为3.15g/m2.d，抗菌率为97.1％，拉伸强度为16.8MPa，撕裂强度为194N/mm，穿刺强度为126N；对比例2中制备得到抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为2.6cm3/m2.d，水蒸气透过量为3.51g/m2.d，抗菌率为91.3％，拉伸强度为14.6MPa，撕裂强度为178N/mm，穿刺强度为117N。相比于实施例1，对比例2中制备得到的抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔性能、抗菌性能、力学性能均显著降低。无水透明粉具有高透明、流动性好、易分散等优点，其属于铝硅酸盐晶体。以无水透明粉为载体，能够提高聚乙烯醇改性壳聚糖于PE中的分散性，同时提高其抗菌性能，并且将改性母粒加入穿孔内膜中，能够显著提高穿孔内膜的力学性能，进而提高抗菌高阻隔复合PE膜的抗菌性能、力学性能。
将实施例1和对比例3进行对比，实施例1中制备得到的抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为2.1cm3/m2.d，水蒸气透过量为3.15g/m2.d，抗菌率为97.1％，拉伸强度为16.8MPa，撕裂强度为194N/mm，穿刺强度为126N；对比例3中制备得到抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为2.5cm3/m2.d，水蒸气透过量为3.35g/m2.d，抗菌率为96.5％，拉伸强度为15.8MPa，撕裂强度为185N/mm，穿刺强度为120N。相比于实施例1，对比例3中改性母粒的原料中，以等量的有机蒙脱土替换无水透明粉，使得PE膜的阻隔能力、抗菌性能、力学性能均降低。相比于有机蒙脱土，无水透明粉的透明度更高，将其作为载体，能够提高复合PE膜的透明度。此外，无水透明粉与聚乙烯之间的相容性更好，将由无水透明粉负载聚乙烯醇改性壳聚糖制备得到的改性母粒加入至PE膜中，能够进一步提高抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔性能、抗菌性能、力学性能。
将实施例1和对比例4进行对比，实施例1中制备得到的抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为2.1cm3/m2.d，水蒸气透过量为3.15g/m2.d，抗菌率为97.1％，拉伸强度为16.8MPa，撕裂强度为194N/mm，穿刺强度为126N；对比例4中制备得到抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为2.4cm3/m2.d，水蒸气透过量为3.33g/m2.d，抗菌率为96.7％，拉伸强度为16.1MPa，撕裂强度为187N/mm，穿刺强度为122N。相比于实施例1，对比例4中改性母粒的原料中，以等量的戊二醛替换聚乙二醇，使得抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔能力、抗菌性能、力学性能降低。聚乙二醇的加入，不仅能够作为交联剂，将聚乙烯醇连接于壳聚糖上，实现对壳聚糖的交联改性，同时聚乙二醇能够提高改性母粒的分散性，进而能够增强抗菌高阻隔复合PE膜的抗菌性能、力学性能。
将实施例1和对比例5进行对比，实施例1中制备得到的抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为2.1cm3/m2.d，水蒸气透过量为3.15g/m2.d，抗菌率为97.1％，拉伸强度为16.8MPa，撕裂强度为194N/mm，穿刺强度为126N；对比例5中制备得到抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为2.0cm3/m2.d，水蒸气透过量为3.14g/m2.d，抗菌率为90.5％，拉伸强度为16.7MPa，撕裂强度为194N/mm，穿刺强度为128N。相比于实施例1，对比例5中未使用激光打印机对内膜基材进行激光打孔，使得抗菌高阻隔复合PE膜的抗菌性能显著降低。通过采用激光打孔，使得穿孔内膜上均匀分布有穿孔，有助于使食品中挥发的气体、产生的细菌等微生物充分与穿孔内膜中的改性母粒接触，从而有助于使食品保持干燥、洁净的环境，延长其储存时间。
将实施例1和对比例6、对比例7进行对比，实施例1中制备得到的抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为2.1cm3/m2.d，水蒸气透过量为3.15g/m2.d，抗菌率为97.1％，拉伸强度为16.8MPa，撕裂强度为194N/mm，穿刺强度为126N；对比例6中制备得到抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为3.4cm3/m2.d，水蒸气透过量为4.86g/m2.d，抗菌率为83.6％，拉伸强度为10.8MPa，撕裂强度为166N/mm，穿刺强度为117N；对比例7中制备得到抗菌高阻隔复合PE膜的氧气透过量为3.3cm3/m2.d，水蒸气透过量为4.78g/m2.d，抗菌率为82.3％，拉伸强度为12.4MPa，撕裂强度为158N/mm，穿刺强度为111N。相比于实施例1，对比例6中的抗菌高阻隔复合PE膜中不含外层膜，对比例7中的抗菌高阻隔复合PE膜中不含穿孔内膜，使得抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔性能、抗菌性能、力学性能均显著降低，可以看出，穿孔内膜和外层膜之间存在相互协同作用，能够进一步提高抗菌高阻隔复合PE膜的阻隔氧气、水蒸气的能力，提高其抗菌、力学性能。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种抗菌高阻隔复合PE膜，其特征在于，所述抗菌高阻隔复合PE膜包括外层膜和穿孔内膜，所述外层膜为PE膜；所述穿孔内膜包含以下重量份的原料：低密度聚乙烯90-110份、线性低密度聚乙烯15-20份、改性母粒8-11份；所述改性母粒为负载有聚乙烯醇改性壳聚糖的无水透明粉。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌高阻隔复合PE膜，其特征在于，所述改性母粒包括以下重量份的原料：聚乙烯醇5-8份、壳聚糖12-15份、无水透明粉45-55份、水95-105份、1.6-2%wt乙酸溶液80-95份、生物表面活性剂4-6份、聚乙二醇3-4份。
3.根据权利要求2所述的一种抗菌高阻隔复合PE膜，其特征在于，所述改性母粒采用以下方法制备得到：
步骤S1：将壳聚糖、聚乙二醇加入至乙酸溶液中，升温至35-40℃，搅拌10-12h，得到混合料I；
将聚乙烯醇溶于水中，然后加入生物表面活性剂，混合均匀，得到混合料II；
步骤S2：调节混合料I的pH为6.5-7.5，然后将混合料I加入混合料II中，搅拌5-8h，得到改性壳聚糖；
步骤S3：搅拌条件下，于15-20min内将无水透明粉加入至改性壳聚糖中，搅拌5-10min，然后超声25-30min，过滤，干燥，研磨，得到改性母粒。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌高阻隔复合PE膜，其特征在于，所述穿孔内膜上穿孔的直径为20-30μm。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌高阻隔复合PE膜，其特征在于，所述生物表面活性剂为卵磷脂、蔗糖酯、山梨聚糖中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌高阻隔复合PE膜，其特征在于，所述外层膜包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯30-40份、线性低密度聚乙烯25-35份、中密度聚乙烯40-50份、纳米氧化铝8-10份、聚乙二醇5-10份。
7.根据权利要求1所述的一种抗菌高阻隔复合PE膜，其特征在于，所述外层膜的厚度为20-25μm。
8.根据权利要求7所述的一种抗菌高阻隔复合PE膜，其特征在于，所述外层膜和穿孔内膜的厚度比为1:(2-3)。
9.一种如权利要求1-8任一所述的抗菌高阻隔复合PE膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将纳米氧化铝加入聚乙二醇中，混合均匀，超声处理15-20min，得到物料I；
将低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯混合均匀，得到物料II；在搅拌条件下，将物料I加入至物料II中，混合均匀，得到外层膜原料；
将低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯混合均匀，得到物料III，在搅拌条件下，将改性母粒加入至物料III中，混合均匀，得到穿孔内膜原料；
步骤Sa：将穿孔内膜原料熔融挤出，吹塑成型，得到内膜基材，然后对内膜基材进行激光打孔，使得内膜基材上均匀分布有穿孔，得到穿孔内膜；
步骤Sb：将外层膜原料熔融共混形成淋膜原料，采用淋膜工艺将淋膜原料与穿孔内膜复合，得到抗菌高阻隔复合PE膜。
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