CN114621563B - 一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法 - Google Patents
一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114621563B CN114621563B CN202210226644.7A CN202210226644A CN114621563B CN 114621563 B CN114621563 B CN 114621563B CN 202210226644 A CN202210226644 A CN 202210226644A CN 114621563 B CN114621563 B CN 114621563B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pbat
- antibacterial
- gallic acid
- master batch
- plastic material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 57
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 229920006238 degradable plastic Polymers 0.000 title claims abstract description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N gallic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 101
- 229940074391 gallic acid Drugs 0.000 claims abstract description 50
- 235000004515 gallic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 50
- ZTHYODDOHIVTJV-UHFFFAOYSA-N Propyl gallate Chemical compound CCCOC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 ZTHYODDOHIVTJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229920001896 polybutyrate Polymers 0.000 claims abstract description 45
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims abstract description 26
- 235000010388 propyl gallate Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 239000000473 propyl gallate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229940075579 propyl gallate Drugs 0.000 claims abstract description 24
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000012760 heat stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N [3-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]-2,2-bis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxymethyl]propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical group CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCC(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)(COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)COC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 BGYHLZZASRKEJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000004645 aluminates Chemical group 0.000 claims description 5
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical group CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims description 5
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 5
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 claims description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 24
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 24
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 3
- 208000034530 PLAA-associated neurodevelopmental disease Diseases 0.000 abstract description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 abstract description 2
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 16
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 14
- 239000000306 component Substances 0.000 description 7
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 4
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 241000411851 herbal medicine Species 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- UZBRNILSUGWULW-UHFFFAOYSA-N 3,8-dioxabicyclo[8.2.2]tetradeca-1(12),10,13-triene-2,9-dione;hexanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O.O=C1OCCCCOC(=O)C2=CC=C1C=C2 UZBRNILSUGWULW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- -1 PBAT Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
- C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/04—Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2467/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2491/00—Characterised by the use of oils, fats or waxes; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0091—Complexes with metal-heteroatom-bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/13—Phenols; Phenolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/13—Phenols; Phenolates
- C08K5/134—Phenols containing ester groups
- C08K5/1345—Carboxylic esters of phenolcarboxylic acids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法。制备方法为：将PBAT颗粒与偶联剂、0.5‑3％的增溶剂、热稳定剂、抗氧化剂混合，混合搅拌，得到PBAT混合料液；加入抗菌剂，混合均匀，用双螺杆机挤出造粒，风冷切粒，得到没食子酸‑PBAT母粒；与纯PBAT、PLA母粒混合，将混合颗粒搅拌混合均匀，灌装，吹膜，制袋，完成，得到抗菌全降解塑料材料。本发明通过使用没食子酸、没食子酸丙酯为主要抑菌功能成分，通过偶联剂、增溶剂、抗氧化剂的使用，使得PBAT偶联和负载没食子酸，获得抗菌功能；再与PBAT、PLA等材料高搅混合，制备得到塑料薄膜，所得的没食子酸塑料，具有抗菌、全降解的双重功能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法。
背景技术
随着人们对食品质量和安全卫生需求的不断提高以及绿色包装理念的倡导，抗菌材料随之在食品包装中被广泛应用。抗菌材料是对具有抑菌和杀菌性能的、拮抗微生物的新型功能材料的统称，通过在普通材料中添加或复合一种或几种特定的抗菌成分(抗菌剂)从而获得并增强材料的抗菌性能。抗菌塑料是抗菌材料中发展最快、溢价最高、应用最广的包装材料。当普通塑料被赋予了抗菌性后，用它们制成的各种制品具有卫生自洁功能，对保护人类健康、减少疾病，可起到重要作用。
抗菌塑料中的核心成分是拮抗微生物的抗菌剂，其开发和应用已成为该发展领域的重要研究内容。抗菌剂是一些细菌、霉菌等微生物高度敏感的化学成分。极少量的抗菌剂添加至普通材料中，即可制成抗菌材料。抗菌剂可归为有机类、无机类和天然成分类等几大类。向可降解塑料材料中添加中草药提取物，可以使得塑料材料获得抗菌性能，符合对于塑料产品抗菌、抑菌功能的需要。进一步的，没食子酸是中草药中的一种活性成分，具有较好的抗菌、杀虫和抑制霉菌的功能，且经化学合成后，成本较低，符合工业化应用的基本要求。
在此基础上，我们进一步研发了塑料材料负载没食子酸和没食子酸衍生物的工艺方法，制备得到负载没食子酸的抗菌可降解塑料材料。在随后的检测中发现，没食子酸塑料符合抗菌塑料国家标准。而且，没食子酸属于植物活性成分的一种，有较好的环境安全性和可降解性，符合对于塑料材料的抗菌和全降解的功能要求。
全降解塑料是指，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解，分解成H2O、CO2、CH4或一些小分子量的聚合物的材料。全降解塑料，常见使用己二酸-对苯二甲酸-丁二酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)为主要材料。PBAT是一种可生物降解的芳香族聚酯，其强度较低而断裂伸长率很高，是柔韧性极好的弹性体材料。聚乳酸(PLA)是由含糖、淀粉、纤维素等生物质材料为原料，经发酵制成的乳酸，再制成聚乳酸的高分子材料。将二者共混使用，可以满足不同塑料材料的机械强度、拉伸强度、透明性等方面的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法，用于制备一种具有抗菌、全降解双重功能的材料，满足市场需求。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种抗菌全降解塑料材料，包括以下组分：
偶联剂、增溶剂、热稳定剂、抗氧化剂；
抗菌剂；
PBAT、PLA；
所述偶联剂为铝酸酯，所述增溶剂为硬脂酸，所述热稳定剂为环氧大豆油，所述抗氧化剂为抗氧剂1010；
所述抗菌剂包括没食子酸、没食子酸丙酯。
一种抗菌全降解塑料材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将PBAT颗粒与重量份占比为0.5-3％的偶联剂、0.5-3％的增溶剂、0.5-3％的热稳定剂、0.1-1％的抗氧化剂混合，在110-150℃下混合搅拌，得到PBAT混合料液；
步骤2：向步骤1的PBAT混合料液中，加入重量份占比为1-10％的抗菌剂，将加入抗菌剂的PBAT料液搅拌混合均匀，用双螺杆机挤出造粒，风冷切粒，得到没食子酸-PBAT母粒；
步骤3：将步骤2的没食子酸-PBAT母粒与纯PBAT、PLA母粒混合，重量份占比为：没食子酸-PBAT母粒占10-30％；纯PBAT、PLA母粒占70-90％；
将混合颗粒在110-150℃下搅拌混合均匀，灌装，吹膜，制袋，完成，得到抗菌全降解塑料材料。
进一步优选的，所述抗菌剂为没食子酸和没食子酸丙酯的混合物，含没食子酸50-90％，含没食子酸丙酯10-50％。
进一步优选的，在步骤1中，将PBAT颗粒与重量份占比为0.7-2％的偶联剂、0.7-2％的增溶剂、0.7-2％的热稳定剂、0.2-0.8％的抗氧化剂混合，在125-135℃下混合搅拌，得到PBAT混合料液。
进一步优选的，在步骤2中，所述抗菌剂的剂量为5-8％。
进一步优选的，所述抗菌剂含食子酸60-80％、含没食子酸丙酯20-40％。
进一步优选的，在步骤3中，所述没食子酸-PBAT母粒与纯PBAT、PLA母粒混合重量份占比为：没食子酸-PBAT母粒占15-25％；纯PBAT、PLA母粒占75-85％；混合颗粒在125-135℃下搅拌混合均匀。
本发明至少具备以下有益效果：
本发明通过使用没食子酸、没食子酸丙酯为主要抑菌功能成分，通过偶联剂、增溶剂、抗氧化剂的使用，使得PBAT偶联和负载没食子酸，获得抗菌功能；再与PBAT、PLA等材料高搅混合，制备得到塑料薄膜，所得的没食子酸塑料，具有抗菌、全降解的双重功能，满足市场对抗菌可降解塑料的要求和需要。
本发明通过采用没食子酸和没食子酸丙酯作为抑菌功能成分，其成本低，使得加工成本低，满足市场需求，适合推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明制备方法流程图；
图2为没食子酸和没食子酸丙酯的分子结构示意图；
图3为添加没食子酸的抗菌塑料组和未添加没食子酸的对照组的红外光谱图；
图4为本发明抗菌塑料与对照组的表面生长的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌图像。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明用于公开一种抗菌全降解塑料材料，包括以下组份：
没食子酸、没食子酸丙酯、PBAT、PLA、偶联剂铝酸酯、增溶剂硬脂酸、热稳定剂环氧大豆油、抗氧化剂1010。
参阅图1，本发明还用于公开一种抗菌全降解塑料材料的加工方法，具体步骤包括以下实施例：
实施例1
步骤1：将PBAT颗粒与0.5％的偶联剂、0.5％的增溶剂、0.5％的热稳定剂、0.1％的抗氧化剂混合，在130℃下混合搅拌，得到PBAT混合料液。
步骤2：向步骤1的PBAT混合料液中，加入1％的抗菌剂，其中抗菌剂为没食子酸和没食子酸丙酯的混合物，含没食子酸50％，含没食子酸丙酯50％，将加入抗菌剂的PBAT料液搅拌混合均匀，用双螺杆机挤出造粒，风冷切粒，得到没食子酸-PBAT母粒。
步骤3：将步骤2的没食子酸-PBAT母粒与纯PBAT、PLA母粒混合，其中没食子酸-PBAT母粒占10％，纯PBAT、PLA母粒占90％，将混合颗粒在130℃下搅拌混合均匀，自动灌装，吹膜，制袋，完成，得到抗菌全降解塑料材料。
实施例2
步骤1：将PBAT颗粒与1％的偶联剂、1％的增溶剂、1％的热稳定剂、0.5％的抗氧化剂混合，在125℃下混合搅拌，得到PBAT混合料液。
步骤2：向步骤1的PBAT混合料液中，加入5％的抗菌剂，其中抗菌剂为没食子酸和没食子酸丙酯的混合物，含没食子酸70％，含没食子酸丙酯30％，将加入抗菌剂的PBAT料液搅拌混合均匀，用双螺杆机挤出造粒，风冷切粒，得到没食子酸-PBAT母粒。
步骤3：将步骤2的没食子酸-PBAT母粒与纯PBAT、PLA母粒混合，其中没食子酸-PBAT母粒占20％，纯PBAT、PLA母粒占80％，将混合颗粒在125℃下搅拌混合均匀，自动灌装，吹膜，制袋，完成，得到抗菌全降解塑料材料。
实施例3
步骤1：将PBAT颗粒与3％的偶联剂、3％的增溶剂、3％的热稳定剂、1％的抗氧化剂混合，在135℃下混合搅拌，得到PBAT混合料液。
步骤2：向步骤1的PBAT混合料液中，加入10％的抗菌剂，其中抗菌剂为没食子酸和没食子酸丙酯的混合物，含没食子酸90％，含没食子酸丙酯10％，将加入抗菌剂的PBAT料液搅拌混合均匀，用双螺杆机挤出造粒，风冷切粒，得到没食子酸-PBAT母粒。
步骤3：将步骤2的没食子酸-PBAT母粒与纯PBAT、PLA母粒混合，其中没食子酸-PBAT母粒占30％，纯PBAT、PLA母粒占70％，将混合颗粒在135℃下搅拌混合均匀，自动灌装，吹膜，制袋，完成，得到抗菌全降解塑料材料。
上述个实施例中，所述偶联剂为铝酸酯，所述增溶剂为硬脂酸，所述热稳定剂为环氧大豆油，所述抗氧化剂为抗氧剂1010
所制得的复合中草药基全降解塑料材料的测试结果对比如下：
可以理解：
1)没食子酸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等致病菌具有较好的抑菌效果，其中对大肠杆菌的最小抑菌浓度约为0.25mg/mL，对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度约为2mg/mL。且没食子酸具有较好的热稳定性，其熔点为252℃，沸点为501℃，加热至258-265℃时分解。而制备过程中的温度是110-150℃，没食子酸在此温度下保持稳定，有利于其在制成材料中保持抑菌功能。没食子酸丙酯为没食子酸的伴随分子，有利于加工过程中保持没食子酸稳定，且没食子酸丙酯在适当条件下，可以脱除丙基基团，成为没食子酸的供体。如图2提供了为没食子酸和没食子酸丙酯的分子结构式。
2)所用的没食子酸和没食子酸丙酯为化学合成产品，市场价格约为300元/kg，在抗菌塑料材料中，每吨PBAT/PLA塑料需要添加约0.1-1％即1-10kg的没食子酸。而每吨PBAT/PLA塑料的价格为2-2.5万元，添加没食子酸，使成本增加300-3000元，成本可控。
3)偶联剂铝酸酯、增溶剂硬脂酸、热稳定剂环氧大豆油、抗氧化剂1010的使用，对于抗菌塑料的制备非常重要。其中，偶联剂使得PBAT分子获得羟基等活性基团，共价偶联了没食子酸，增溶剂、热稳定剂使得没食子酸和没食子酸丙酯在塑料材料中均匀分配。抗氧化剂保持没食子酸不被氧化，仍有抗菌活性。参阅图3，通过红外光谱比较添加没食子酸的抗菌塑料组和未添加没食子酸的对照组，发现在2800-3000nm以及3100-3500nm处，出现了更为明显的官能团峰。其中2800-3000nm的峰与甲基和亚甲基有关，3100-3500nm的峰与苯基有关，这些都说明没食子酸在塑料制备过程中，与PBAT共价偶联结合。
4)所制得的抗菌全降解塑料材料，具有抗菌功能，符合国家检测标准GB/T31402-2015,具有全降解的特点，机械性能良好，符合国家标准GB10457-2009。在抗菌性能的检测中，按照GB/T31402-2015检测后，对照组塑料和所制得的抗菌塑料表面生长的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌数量如图4所示。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (7)
1.一种抗菌全降解塑料材料，其特征在于，包括以下组分：
偶联剂、增溶剂、热稳定剂、抗氧化剂；
抗菌剂；
PBAT、PLA；
所述偶联剂为铝酸酯，所述增溶剂为硬脂酸，所述热稳定剂为环氧大豆油，所述抗氧化剂为抗氧剂1010；
所述抗菌剂包括没食子酸、没食子酸丙酯；
所述抗菌全降解塑料材料通过下述步骤方法制得：
步骤1：将PBAT颗粒与重量份占比为0.5-3%的偶联剂、0.5-3%的增溶剂、0.5-3%的热稳定剂、0.1-1%的抗氧化剂混合，在110-150°C下混合搅拌，得到PBAT混合料液；
步骤2：向步骤1的PBAT混合料液中，加入重量份占比为1-10%的抗菌剂，将加入抗菌剂的PBAT料液搅拌混合均匀，用双螺杆机挤出造粒，风冷切粒，得到没食子酸-PBAT母粒；
步骤3：将步骤2的没食子酸-PBAT母粒与纯PBAT、PLA母粒混合，重量份占比为：没食子酸-PBAT母粒占10-30%；纯PBAT、PLA母粒占70-90%；
将混合颗粒在110-150°C下搅拌混合均匀，灌装，吹膜，制袋，完成，得到抗菌全降解塑料材料。
2.一种抗菌全降解塑料材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将PBAT颗粒与重量份占比为0.5-3%的偶联剂、0.5-3%的增溶剂、0.5-3%的热稳定剂、0.1-1%的抗氧化剂混合，在110-150°C下混合搅拌，得到PBAT混合料液；
步骤2：向步骤1的PBAT混合料液中，加入重量份占比为1-10%的抗菌剂，所述抗菌剂包括没食子酸、没食子酸丙酯，将加入抗菌剂的PBAT料液搅拌混合均匀，用双螺杆机挤出造粒，风冷切粒，得到没食子酸-PBAT母粒；
步骤3：将步骤2的没食子酸-PBAT母粒与纯PBAT、PLA母粒混合，重量份占比为：没食子酸-PBAT母粒占10-30%；纯PBAT、PLA母粒占70-90%；
将混合颗粒在110-150°C下搅拌混合均匀，灌装，吹膜，制袋，完成，得到抗菌全降解塑料材料。
3.根据权利要求2所述的一种抗菌全降解塑料材料的制备方法，其特征在于，所述抗菌剂为没食子酸和没食子酸丙酯的混合物，含没食子酸50-90%，含没食子酸丙酯10-50%。
4.根据权利要求2所述的一种抗菌全降解塑料材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，将PBAT颗粒与重量份占比为0.7-2%的偶联剂、0.7-2%的增溶剂、0.7-2%的热稳定剂、0.2-0.8%的抗氧化剂混合，在125-135°C下混合搅拌，得到PBAT混合料液。
5.根据权利要求2所述的一种抗菌全降解塑料材料的制备方法，其特征在于，在步骤2中，所述抗菌剂的剂量为5-8%。
6.根据权利要求3所述的一种抗菌全降解塑料材料的制备方法，其特征在于，所述抗菌剂含没食子酸60-80%、含没食子酸丙酯20-40%。
7.根据权利要求2所述的一种抗菌全降解塑料材料的制备方法，其特征在于，在步骤3中，所述没食子酸-PBAT母粒与纯PBAT、PLA母粒混合重量份占比为：没食子酸-PBAT母粒占15-25%；纯PBAT、PLA母粒占75-85%；混合颗粒在125-135°C下搅拌混合均匀。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210226644.7A CN114621563B (zh) | 2022-03-09 | 2022-03-09 | 一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210226644.7A CN114621563B (zh) | 2022-03-09 | 2022-03-09 | 一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114621563A CN114621563A (zh) | 2022-06-14 |
| CN114621563B true CN114621563B (zh) | 2023-12-15 |
Family
ID=81899810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210226644.7A Active CN114621563B (zh) | 2022-03-09 | 2022-03-09 | 一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114621563B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115612194B (zh) * | 2022-11-15 | 2023-05-30 | 广州梵泰新材料科技有限公司 | 一种抗菌塑料母粒及其制备方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004067989A (ja) * | 2002-06-14 | 2004-03-04 | Kanebo Ltd | 生分解性樹脂組成物、ポリ乳酸系樹脂組成物及びそれらの製造方法 |
| KR20120068450A (ko) * | 2010-12-17 | 2012-06-27 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 폴리알킬렌글리콜 및 폴리에스터를 포함하는 공중합체를 이용하여 형성된 항산화물질-전달체 복합체 |
| JP2016023194A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | 国立研究開発法人農業環境技術研究所 | 生分解性プラスチック製マルチフィルムを分解する方法 |
| CN107189367A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-22 | 新疆蓝山屯河型材有限公司 | pbs改性生物全降解薄膜专用材料 |
| CN107354251A (zh) * | 2017-08-22 | 2017-11-17 | 四川大学 | 一种长效抗菌皮革及其制备方法 |
| CN108752884A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-06 | 广东轻工职业技术学院 | 一种高抗菌性pla/pbat材料及其制备方法与应用 |
| CN109251497A (zh) * | 2018-10-27 | 2019-01-22 | 林毅平 | 一种聚乳酸纤维强化的聚乳酸/羟基磷灰石复合材料及其制备方法 |
| CN109385059A (zh) * | 2018-10-27 | 2019-02-26 | 汕头市春叶新材料环保有限公司 | 一种高韧性的pla/ppc生物降解复合材料及其制备方法 |
| WO2019225785A1 (ko) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | (주)에스디생명공학 | 유제놀 및 갈릭산을 유효성분으로 함유하는 항균 및 항진균 조성물 |
| CN112679928A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 东莞市三至新材料技术有限公司 | 一种全生物降解抗菌pla/pbat膜及其制备方法 |
-
2022
- 2022-03-09 CN CN202210226644.7A patent/CN114621563B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004067989A (ja) * | 2002-06-14 | 2004-03-04 | Kanebo Ltd | 生分解性樹脂組成物、ポリ乳酸系樹脂組成物及びそれらの製造方法 |
| KR20120068450A (ko) * | 2010-12-17 | 2012-06-27 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 폴리알킬렌글리콜 및 폴리에스터를 포함하는 공중합체를 이용하여 형성된 항산화물질-전달체 복합체 |
| JP2016023194A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | 国立研究開発法人農業環境技術研究所 | 生分解性プラスチック製マルチフィルムを分解する方法 |
| CN107189367A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-22 | 新疆蓝山屯河型材有限公司 | pbs改性生物全降解薄膜专用材料 |
| CN107354251A (zh) * | 2017-08-22 | 2017-11-17 | 四川大学 | 一种长效抗菌皮革及其制备方法 |
| WO2019225785A1 (ko) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | (주)에스디생명공학 | 유제놀 및 갈릭산을 유효성분으로 함유하는 항균 및 항진균 조성물 |
| CN108752884A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-06 | 广东轻工职业技术学院 | 一种高抗菌性pla/pbat材料及其制备方法与应用 |
| CN109251497A (zh) * | 2018-10-27 | 2019-01-22 | 林毅平 | 一种聚乳酸纤维强化的聚乳酸/羟基磷灰石复合材料及其制备方法 |
| CN109385059A (zh) * | 2018-10-27 | 2019-02-26 | 汕头市春叶新材料环保有限公司 | 一种高韧性的pla/ppc生物降解复合材料及其制备方法 |
| CN112679928A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 东莞市三至新材料技术有限公司 | 一种全生物降解抗菌pla/pbat膜及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Preparation of antibacterial poly(lactide)/poly(butylene adipate-co-terephthalate) composite films incorporated with grapefruit seed extract;Shankar, S，等;INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES;第120卷;第846-852页 * |
| 没食子酸对金黄色葡萄球菌抑菌活性及机制研究;卢晓，等;中国食用菌(第04期);第54-56页 * |
| 生物基没食子酸环氧树脂/纳米氧化锌抗菌涂层的制备与性能;侯桂香，等;材料工程;第48卷(第3期);第34-39页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114621563A (zh) | 2022-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112679928A (zh) | 一种全生物降解抗菌pla/pbat膜及其制备方法 | |
| Łopusiewicz et al. | Development and characterization of bioactive poly (Butylene-succinate) films modified with quercetin for food packaging applications | |
| CN113354929B (zh) | 一种低析出生物可降解pla合金及其制备方法、一种吸管料 | |
| CN114621563B (zh) | 一种抗菌全降解塑料材料及其制备方法 | |
| CN113736088B (zh) | 一种聚倍半硅氧烷，一种pla合金及一种吸管料 | |
| CN112341766B (zh) | 一种全降解的生物基复合材料制品及其制备方法 | |
| CN112251005A (zh) | 一种天然抑菌抗霉型冰箱保鲜pla膜及其加工工艺 | |
| CN110387112A (zh) | 一种可降解食品包装膜材料及制备工艺 | |
| CN102040813A (zh) | 一种聚乳酸-abs树脂复合材料及其制备方法 | |
| CN105368017A (zh) | 一种高流动性的pla生物塑料 | |
| CN102643523B (zh) | 一种改性聚乳酸/聚己内酯复合材料及其制法 | |
| CN112175361B (zh) | 一种高阻隔抗拉伸抑菌膜类可降解材料及其制备方法 | |
| CN117126518A (zh) | 一种生物环保增韧强抗氧化抗菌聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| CN112694723A (zh) | 一种高耐热、广谱抗菌的可完全降解聚乳酸复合材料 | |
| CN102453314A (zh) | 一种抗菌防霉双向拉伸聚乳酸薄膜及其制备方法 | |
| CN115433440A (zh) | 一种聚合纤维用天然草本抗菌母粒、制备方式及含有天然草木抗菌成分的织物 | |
| CN105733217A (zh) | 一种具有感光驱蚊效果的3d打印材料的制备方法 | |
| CN105400152A (zh) | 一种具有抑菌作用的pet塑料 | |
| CN112409643B (zh) | 一种防霉型中药饮品包装袋及其加工方法 | |
| CN112175301A (zh) | 一种洗衣机专用抗菌聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN104892995A (zh) | 一种抗菌型全降解薄膜及其制备方法 | |
| CN116333459B (zh) | 一种高阻隔pbat材料及其制备方法及应用 | |
| CN115139596B (zh) | 一种高透明醋酸纤维素生物降解复合膜及其制备方法 | |
| CN106280409A (zh) | 一种易降解的抗菌尼龙复合材料及其制备方法 | |
| CN115093685A (zh) | 一种可生物降解的牙刷及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20231114 Address after: 115000, No. 88 Qinghua Street West, Xishi District, China (Liaoning) Pilot Free Trade Zone, Yingkou City, Liaoning Province Applicant after: YINGKOU DONGSHENG INDUSTRY CO.,LTD. Applicant after: LIAONING TUNGSHENG PLASTIC INDUSTRY CO.,LTD. Address before: 115000 No. 88, West Qinghua street, Xishi District, Yingkou City, Liaoning Province Applicant before: YINGKOU DONGSHENG INDUSTRY CO.,LTD. Applicant before: DALIAN University OF TECHNOLOGY |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240329 Address after: 115000 no.61-3 Binhai Road South, Xishi District, Yingkou City, Liaoning Province Patentee after: LIAONING TUNGSHENG PLASTIC INDUSTRY CO.,LTD. Country or region after: China Patentee after: Henan Guanfeng New Materials Technology Co.,Ltd. Address before: 115000, No. 88 Qinghua Street West, Xishi District, China (Liaoning) Pilot Free Trade Zone, Yingkou City, Liaoning Province Patentee before: YINGKOU DONGSHENG INDUSTRY CO.,LTD. Country or region before: China Patentee before: LIAONING TUNGSHENG PLASTIC INDUSTRY CO.,LTD. |