CN114907676A - 一种长效抑菌可降解聚酯食品包装膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，由包括以下质量份数的原料制备得到：PBAT60～90份和抑菌淀粉母粒10～40份；所述抑菌淀粉母粒由包括以下质量份数的原料制备得到：淀粉50～70份、聚胍杀菌剂5～15份和甘油10～30份。本发明抑菌淀粉母粒中淀粉可提高包装膜的生物降解性能，聚胍杀菌剂可提高包装膜的抑菌性能；利用淀粉和聚胍杀菌剂以母粒的形式添加到基体材料PBTA中，能够提高淀粉、聚胍杀菌剂与基体材料PBTA的相容性，进一步提高生物降解性能，同时降低聚胍杀菌剂的浸出，达到长效抑菌的作用。实验结果表明，本发明提供的聚酯食品包装膜具有可降解性能，且在水中浸泡7天后的抗菌率在90％以上。

Description

一种长效抑菌可降解聚酯食品包装膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品包装技术领域，尤其涉及一种长效抑菌可降解聚酯食品包装膜及其制备方法。
背景技术
目前，市面上的绝大部分食品包装膜的原料为聚乙烯，聚丙烯等，这些塑料自身难降解，与一些抗菌剂如壳聚糖和金属离子(如银离子，铜离子等)制备成的抗菌材料，使用寿命短，价格昂贵，不具有长效抑菌的效果，且这类抗菌包装材料在使用后会造成大量的白色污染，对人们的生产生活造成巨大的危害。因此，如何使食品包装膜兼具长效抑菌和可降解性能成为本领域亟待解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长效抑菌可降解聚酯食品包装膜及其制备方法。本发明提供的聚酯食品包装膜兼具长效抑菌和可降解性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，由包括以下质量份数的原料制备得到：PBAT 60～90份和抑菌淀粉母粒10～40份；
所述抑菌淀粉母粒由包括以下质量份数的原料制备得到：淀粉50～70份、聚胍杀菌剂5～15份和甘油10～30份。
优选地，所述抑菌淀粉母粒由包括以下质量份数的原料制备得到：淀粉55～65份、聚胍杀菌剂8～12份和甘油15～25份。
优选地，所述淀粉为玉米淀粉和木薯淀粉中的至少一种。
优选地，所述聚胍杀菌剂为聚六亚甲基单胍盐酸盐和聚六亚甲基双胍盐酸盐中的至少一种。
优选地，所述抑菌淀粉母粒还包括以下质量份数的原料：水0～30份、催化剂0～1份和偶联剂0～10份；所述水、催化剂和偶联剂的用量不同时为0。
优选地，所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜还包括以下质量份数的原料：偶联剂0～10份和催化剂0～1份；所述偶联剂和催化剂的用量不同时为0。
优选地，所述偶联剂为邻苯二甲酸二缩水甘油酯、环氧大豆油、缩水甘油氧丙基硅烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
优选地，所述催化剂为三乙胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚和4,4’-二硫代二苯胺中的至少一种。
优选地，所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的厚度为0.04～0.06mm。
本发明还提供了上述技术方案所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将PBAT和抑菌淀粉母粒混合，得到混合物料；
(2)将所述步骤(1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌聚酯颗粒；
(3)将所述步骤(2)得到的抑菌聚酯颗粒依次进行熔融和吹膜，得到长效抑菌可降解聚酯食品包装膜；
当所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的原料包括偶联剂和/或催化剂时，所述偶联剂和/或催化剂在步骤(1)中加入。
本发明提供了一种长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，由包括以下质量份数的原料制备得到：PBAT 60～90份和抑菌淀粉母粒10～40份；所述抑菌淀粉母粒由包括以下质量份数的原料制备得到：淀粉50～70份、聚胍杀菌剂5～15份和甘油10～30份。本发明抑菌淀粉母粒中淀粉可提高包装膜的生物降解性能，聚胍杀菌剂可提高包装膜的抑菌性能；利用淀粉和聚胍杀菌剂以母粒的形式添加到基体材料PBTA中，能够提高淀粉、聚胍杀菌剂与基体材料PBTA的相容性，进一步提高生物降解性能，同时降低聚胍杀菌剂的浸出，达到长效抑菌的作用。实验结果表明，本发明提供的聚酯食品包装膜具有可降解性能，且在水中浸泡7天后的抗菌率在90％以上。
具体实施方式
本发明提供了一种长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，由包括以下质量份数的原料制备得到：PBAT 60～90份和抑菌淀粉母粒10～40份；
所述抑菌淀粉母粒由包括以下质量份数的原料制备得到：淀粉50～70份、聚胍杀菌剂5～15份和甘油10～30份。
以质量份数计，制备本发明所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的原料包括PBAT60～90份，优选为65～80份，进一步优选为70～75份。在本发明中，所述PBTA的熔融指数优选≤5.0g/10min。本发明对所述PBTA的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述PBTA作为基体材料。
以PBAT的质量份数为60～90份计，制备本发明所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的原料还包括抑菌淀粉母粒10～40份，优选为20～30份，更优选为25份。在本发明中，所述抑菌淀粉母粒能够提高食品包装膜的抑菌和可降解性能。
在本发明中，所述抑菌淀粉母粒由包括以下质量份数的原料制备得到：淀粉50～70份、聚胍杀菌剂5～15份和甘油10～30份。
以质量份数计，制备所述抑菌淀粉母粒的原料包括淀粉50～70份，优选为55～65份，更优选为60份。在本发明中，所述淀粉优选为玉米淀粉和木薯淀粉中的至少一种。本发明对所述淀粉的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述淀粉可生物降解性能好，且环境友好，成本低。
以淀粉的质量份数为50～70份计，制备所述抑菌淀粉母粒的原料还包括聚胍杀菌剂5～15份，优选为8～12份，更优选为10份。在本发明中，所述聚胍杀菌剂优选为聚六亚甲基单胍盐酸盐和聚六亚甲基双胍盐酸盐中的至少一种。本发明对所述聚胍杀菌剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述聚胍杀菌剂可提高包装膜的抑菌性能，其杀菌方式是通过静电相互作用来实现的，细菌很难对其产生抗药性；聚胍杀菌剂通过末端胺基团可与偶联剂中的环氧基团发生开环反应共价结合形成长效抑菌材料。
以淀粉的质量份数为50～70份计，制备所述抑菌淀粉母粒的原料还包括甘油10～30份，优选为15～25份，更优选为20份。本发明对所述甘油的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述甘油为塑化剂，能够增加材料的塑性，提高加工性能。
以淀粉的质量份数为50～70份计，制备所述抑菌淀粉母粒的原料优选还包括水0～30份，进一步优选为5～25份，更优选为10～20份，最优选为15份。本发明对所述水的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述水为塑化剂，能够提高材料的加工性能。
以淀粉的质量份数为50～70份计，制备所述抑菌淀粉母粒的原料优选还包括偶联剂0～10份，进一步优选为2～8份，更优选为5～6份。在本发明中，所述偶联剂优选为邻苯二甲酸二缩水甘油酯、环氧大豆油、缩水甘油氧丙基硅烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。本发明对所述偶联剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述偶联剂与聚胍杀菌剂和淀粉均能够发生反应，产生化学键合，起到化学偶联聚胍杀菌剂和淀粉的作用。
以淀粉的质量份数为50～70份计，制备所述抑菌淀粉母粒的原料优选还包括催化剂0～1份，更优选为0.5份。在本发明中，所述催化剂优选为三乙胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚和4,4’-二硫代二苯胺中的至少一种。本发明对所述催化剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述催化剂能够提高偶联剂与聚胍杀菌剂和淀粉的反应效率，降低反应时间。
在本发明中，所述抑菌淀粉母粒的制备方法优选包括如下步骤：
1)将淀粉、聚胍杀菌剂和甘油混合，得到混合物料；
2)将所述步骤1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌淀粉母粒；
当所述抑菌淀粉母粒的原料包括水、偶联剂和催化剂中的至少一种时，所述水、偶联剂和催化剂中的至少一种在步骤1)中加入。
本发明优选将淀粉、聚胍杀菌剂和甘油混合，得到混合物料。
本发明对所述淀粉、聚胍杀菌剂和甘油混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。
得到混合物料后，本发明优选将所述混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌淀粉母粒。
在本发明中，所述熔融优选在双螺杆挤出机中进行。本发明对所述双螺杆挤出机的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的仪器设备即可。
在本发明中，所述双螺杆挤出机的料筒电加热区优选分为5区；所述第一区的温度优选为100～110℃；所述第二区的温度优选为110～120℃；所述第三区的温度优选为120～130℃；所述第四区的温度优选为130～135℃；所述第五区的温度优选为130～135℃；所述双螺杆挤出机的螺杆长径比优选为1：(28～40)，更优选为1：(30～35)；所述双螺杆挤出机的螺杆转速优选为50～70rpm，更优选为60rpm。
在本发明中，所述挤出的温度优选为130～135℃。
本发明对所述造粒的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的造粒操作即可。
在本发明中，当所述抑菌淀粉母粒的原料包括水、偶联剂和催化剂中的至少一种时，所述水、偶联剂和催化剂中的至少一种优选在制备混合物料时加入。本发明对所述加入的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的加入方式即可。
本发明采用抑菌淀粉母粒能够使聚胍杀菌剂与淀粉充分接触提高聚胍杀菌剂接枝率，将淀粉塑化后，再与PBAT共混，能够提高相容性，从而有利于提高食品包装膜的可降解性能，达到长效抑菌的目的。
以PBAT的质量份数为60～90份计，制备本发明所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的原料优选还包括偶联剂0～10份，进一步优选为1～5份，更优选为2～4份，最优选为3份。在本发明中，所述偶联剂优选为邻苯二甲酸二缩水甘油酯、环氧大豆油、缩水甘油氧丙基硅烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。本发明对所述偶联剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述偶联剂含有环氧基团，会与PBAT的端羟基与端羧基反应，再与抑菌淀粉偶联，形成分子网络。
以PBAT的质量份数为60～90份计，制备本发明所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的原料优选还包括催化剂0～1份，更优选为0.1～0.5份。在本发明中，所述催化剂优选为三乙胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚和4,4’-二硫代二苯胺中的至少一种。本发明对所述催化剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述催化剂用于提供碱性环境，提高开环反应效率。
在本发明中，所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的厚度优选为0.04～0.06mm。
本发明抑菌淀粉母粒中淀粉可提高包装膜的生物降解性能，聚胍杀菌剂可提高包装膜的抑菌性能；利用淀粉和聚胍杀菌剂以母粒的形式添加到基体材料PBTA中，能够提高淀粉、聚胍杀菌剂与基体材料PBTA的相容性，进一步提高生物降解性能，同时降低聚胍杀菌剂的浸出，达到长效抑菌的作用。
本发明还提供了上述技术方案所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将PBAT和抑菌淀粉母粒混合，得到混合物料；
(2)将所述步骤(1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌聚酯颗粒；
(3)将所述步骤(2)得到的抑菌聚酯颗粒依次进行熔融和吹膜，得到长效抑菌可降解聚酯食品包装膜；
当所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的原料包括偶联剂和/或催化剂时，所述偶联剂和/或催化剂在步骤(1)中加入。
本发明将PBAT和抑菌淀粉母粒混合，得到混合物料。
在本发明中，所述PBAT和抑菌淀粉母粒在使用前优选对所述PBTA和抑菌淀粉母粒分别进行干燥；所述干燥的温度优选为80℃；所述干燥的时间优选为24h。本发明将PBTA和抑菌淀粉母粒分别进行干燥能够去除水分，避免水分对食品包装膜性能的影响。
本发明对所述PBAT和抑菌淀粉母粒混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。
得到混合物料后，本发明将所述混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌聚酯颗粒。
在本发明中，所述熔融优选在双螺杆挤出机中进行。本发明对所述双螺杆挤出机的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的仪器设备即可。
在本发明中，所述双螺杆挤出机在料筒电加热区优选分为5区；所述第一区的温度优选为100～110℃；所述第二区的温度优选为110～120℃；所述第三区的温度优选为125～130℃；所述第四区的温度优选为135～140℃；所述第五区的温度优选为135～140℃；所述双螺杆挤出机的螺杆长径比优选为1：(28～40)，更优选为1：(30～35)；所述双螺杆挤出机的螺杆转速优选为50～70rpm，更优选为60rpm。
在本发明中，所述挤出的温度优选为130～135℃。
本发明对所述造粒的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的造粒操作即可。
得到抑菌聚酯颗粒后，本发明将所述抑菌聚酯颗粒依次进行熔融和吹膜，得到长效抑菌可降解聚酯食品包装膜。
在本发明中，所述抑菌聚酯颗粒在使用前优选对所述抑菌聚酯颗粒进行干燥；所述干燥的温度优选为80℃；所述干燥的时间优选为12h。本发明对抑菌聚酯颗粒进行干燥能够去除水分，避免水分对食品包装膜性能的影响。
在本发明中，所述熔融和吹膜优选在吹膜机中进行。本发明对所述吹膜机的型号没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的仪器设备即可。
在本发明中，所述吹膜机从给料机到吹膜模具的温度优选分为6区；所述第一区的温度优选为100～110℃；所述第二区的温度优选为125～135℃；所述第三区的温度优选为130～140℃；所述第四区的温度优选为135～145℃；所述第五区的温度优选为130～140℃；所述第六区的温度优选为125～130℃；所述吹膜机的螺杆转速优选为30～40rpm；所述吹膜机的螺杆直径优选为20mm；所述吹膜机的螺杆长径比优选为1：(28～32)；所述吹膜模具的直径优选为30mm；所述吹膜模具的牵引速度优选为2～2.5m/min；所述吹膜模具中冷却鼓风流量优选为20～40L/min。本发明通过控制熔融和吹膜的工艺参数能够使得薄膜在吹制过程中保持连续和稳定。
在本发明中，当所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的原料包括偶联剂和/或催化剂时，所述偶联剂和/或催化剂优选在制备混合物料的步骤中加入。
本发明提供的制备方法工艺简单，适用于工业化生产。
本发明将抑菌组分聚胍杀菌剂，塑化剂，淀粉、偶联剂和催化剂混合加工制备成热塑性抑菌淀粉母粒，之后将热塑性抑菌淀粉母粒、可降解聚酯、偶联剂和催化剂共混并吹塑制备成一种长效抑菌可降解聚酯复合膜，该长效抑菌可降解聚酯复合膜一方面可以防止细菌吸附并高效快速的杀死表面接触的细菌，另一方面，该长效抑菌可降解聚酯复合膜还可以长效保持抗菌性能，因为该长效抑菌可降解聚酯复合膜的抗菌成分聚胍杀菌剂可以与淀粉，PBAT基体很好地耦合连接，不会发生浸出，从而减少有效成分的现象；此外，该长效抑菌可降解聚酯复合膜是一种环境友好型聚酯复合膜，具备优良的可降解性能。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例所用原料和设备如下：玉米淀粉、木薯淀粉、PHMG粉末、超纯水、甘油、三乙胺、环氧大豆油、PBAT、双螺杆挤出机、吹膜机；
玉米淀粉为市售产品(直链淀粉含量为27％，支链淀粉含量为73％)、木薯淀粉为市售产品(直链淀粉含量为20％，支链淀粉含量为80％)、PHMG粉末为市售产品(分子量为1000g/mol，纯度为99％)、超纯水经二次过滤、甘油为试剂级、三乙胺为试剂级、环氧大豆油为试剂级、PBAT为市售产品(熔融指数≤5.0g/10min)。
实施例1
长效抑菌可降解聚酯食品包装膜由以下质量份数的原料制备得到：PBAT 90份、抑菌淀粉母粒10份、环氧大豆油1份和三乙胺0.1份；
所述抑菌淀粉母粒由以下质量份数的原料制备得到：淀粉70份、聚胍杀菌剂5份、甘油20份、超纯水10份、三乙胺0.1份和环氧大豆油3份；
所述抑菌淀粉母粒的制备方法由如下步骤组成：
1)将淀粉、聚胍杀菌剂、甘油、超纯水、三乙胺和环氧大豆油混合并搅拌均匀，得到混合物料；
2)将所述步骤1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌淀粉母粒；其中，熔融在双螺杆挤出机中进行；双螺杆挤出机在料筒电加热区分为5区，第1区、第2区、第3区、第4区、第5区的温控范围分别为100℃、115℃、125℃、135℃、135℃；双螺杆挤出机的机头温度为135℃，螺杆长径比为1：40，螺杆转速为65rpm；
长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的制备方法由如下步骤组成：
(1)将PBAT和抑菌淀粉母粒分别在80℃的条件下干燥24h，然后将PBAT、抑菌淀粉母粒、环氧大豆油和三乙胺混合，得到混合物料；
(2)将所述步骤(1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌聚酯颗粒；其中，熔融在双螺杆挤出机中进行；双螺杆挤出机在料筒电加热区分为5区，第1区、第2区、第3区、第4区、第5区的温控范围分别为100℃、120℃、130℃、140℃、135℃；双螺杆挤出机机头温度为135℃，螺杆长径比为1：40，螺杆转速为70rpm；
(3)将所述步骤(2)得到的抑菌聚酯颗粒在80℃的条件下干燥12h，然后在吹膜机中依次进行熔融和吹膜，得到平均厚度为0.052mm的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜；其中，吹膜机从给料机到吹膜模具的温度分为6区，分别设定为100℃、125℃、135℃、145℃、135℃、130℃，螺杆转速为40rpm，螺杆直径为20mm，螺杆长径比为1：28，吹膜模具的直径为30mm，牵引速度为2.5m/min，冷却鼓风流量为30L/min。
实施例2
长效抑菌可降解聚酯食品包装膜由以下质量份数的原料制备得到：PBAT 80份、抑菌淀粉母粒20份、环氧大豆油2份和三乙胺0.1份；
所述抑菌淀粉母粒由以下质量份数的原料制备得到：淀粉70份、聚胍杀菌剂5份、甘油20份、超纯水10份、三乙胺0.1份和环氧大豆油3份；
所述抑菌淀粉母粒的制备方法由如下步骤组成：
1)将淀粉、聚胍杀菌剂、甘油、超纯水、三乙胺和环氧大豆油混合并搅拌均匀，得到混合物料；
2)将所述步骤1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌淀粉母粒；其中，熔融在双螺杆挤出机中进行；双螺杆挤出机在料筒电加热区分为5区，第1区、第2区、第3区、第4区、第5区的温控范围分别为100℃、115℃、125℃、135℃、135℃；双螺杆挤出机的机头温度为135℃，螺杆长径比为1：40，螺杆转速为61rpm。
长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的制备方法由如下步骤组成：
(1)将PBAT和抑菌淀粉母粒分别在80℃的条件下干燥24h，然后将PBAT、抑菌淀粉母粒、环氧大豆油和三乙胺混合，得到混合物料；
(2)将所述步骤(1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌聚酯颗粒；其中，熔融在双螺杆挤出机中进行；双螺杆挤出机在料筒电加热区分为5区，第1区、第2区、第3区、第4区、第5区的温控范围分别为100℃、120℃、130℃、140℃、135℃；双螺杆挤出机机头温度为135℃，螺杆长径比为1：40，螺杆转速为60rpm；
(3)将所述步骤(2)得到的抑菌聚酯颗粒在80℃的条件下干燥12h，然后在吹膜机中依次进行熔融和吹膜，得到平均厚度为0.052mm的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜；其中，吹膜机从给料机到吹膜模具的温度分为6区，分别设定为100℃、125℃、135℃、145℃、135℃、130℃，螺杆转速为38rpm，螺杆直径为20mm，螺杆长径比为1：28，吹膜模具的直径为30mm，牵引速度为2.5m/min，冷却鼓风流量为30L/min。
实施例3
长效抑菌可降解聚酯食品包装膜由以下质量份数的原料制备得到：PBAT 70份、抑菌淀粉母粒30份、环氧大豆油3份和三乙胺0.1份；
所述抑菌淀粉母粒由以下质量份数的原料制备得到：淀粉70份、聚胍杀菌剂5份、甘油20份、超纯水10份、三乙胺0.1份和环氧大豆油3份；
所述抑菌淀粉母粒的制备方法由如下步骤组成：
1)将淀粉、聚胍杀菌剂、甘油、超纯水、三乙胺和环氧大豆油混合并搅拌均匀，得到混合物料；
2)将所述步骤1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌淀粉母粒；其中，熔融在双螺杆挤出机中进行；双螺杆挤出机在料筒电加热区分为5区，第1区、第2区、第3区、第4区、第5区的温控范围分别为100℃、115℃、125℃、135℃、135℃；双螺杆挤出机的机头温度为135℃，螺杆长径比为1：40，螺杆转速为60rpm。
长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的制备方法由如下步骤组成：
(1)将PBAT和抑菌淀粉母粒分别在80℃的条件下干燥24h，然后将PBAT、抑菌淀粉母粒、环氧大豆油和三乙胺混合，得到混合物料；
(2)将所述步骤(1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌聚酯颗粒；其中，熔融在双螺杆挤出机中进行；双螺杆挤出机在料筒电加热区分为5区，第1区、第2区、第3区、第4区、第5区的温控范围分别为100℃、120℃、130℃、140℃、135℃；双螺杆挤出机机头温度为135℃，螺杆长径比为1：40，螺杆转速为68rpm；
(3)将所述步骤(2)得到的抑菌聚酯颗粒在80℃的条件下干燥12h，然后在吹膜机中依次进行熔融和吹膜，得到平均厚度为0.052mm的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜；其中，吹膜机从给料机到吹膜模具的温度分为6区，分别设定为100℃、125℃、135℃、145℃、135℃、130℃，螺杆转速为40rpm，螺杆直径为20mm，螺杆长径比为1：28，吹膜模具的直径为30mm，牵引速度为2.5m/min，冷却鼓风流量为30L/min。
实施例4
长效抑菌可降解聚酯食品包装膜由以下质量份数的原料制备得到：PBAT 60份、抑菌淀粉母粒40份、环氧大豆油4份和三乙胺0.1份；
所述抑菌淀粉母粒由以下质量份数的原料制备得到：淀粉70份、聚胍杀菌剂5份、甘油20份、超纯水10份、三乙胺0.1份和环氧大豆油3份；
所述抑菌淀粉母粒的制备方法由如下步骤组成：
1)将淀粉、聚胍杀菌剂、甘油、超纯水、三乙胺和环氧大豆油混合并搅拌均匀，得到混合物料；
2)将所述步骤1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌淀粉母粒；其中，熔融在双螺杆挤出机中进行；双螺杆挤出机在料筒电加热区分为5区，第1区、第2区、第3区、第4区、第5区的温控范围分别为100℃、115℃、125℃、135℃、135℃；双螺杆挤出机的机头温度为135℃，螺杆长径比为1：40，螺杆转速为60rpm。
长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的制备方法由如下步骤组成：
(1)将PBAT和抑菌淀粉母粒分别在80℃的条件下干燥24h，然后将PBAT、抑菌淀粉母粒、环氧大豆油和三乙胺混合，得到混合物料；
(2)将所述步骤(1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌聚酯颗粒；其中，熔融在双螺杆挤出机中进行；双螺杆挤出机在料筒电加热区分为5区，第1区、第2区、第3区、第4区、第5区的温控范围分别为100℃、120℃、130℃、140℃、135℃；双螺杆挤出机机头温度为135℃，螺杆长径比为1：40，螺杆转速为60rpm；
(3)将所述步骤(2)得到的抑菌聚酯颗粒在80℃的条件下干燥12h，然后在吹膜机中依次进行熔融和吹膜，得到平均厚度为0.052mm的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜；其中，吹膜机从给料机到吹膜模具的温度分为6区，分别设定为100℃、125℃、135℃、145℃、135℃、130℃，螺杆转速为38rpm，螺杆直径为20mm，螺杆长径比为1：28，吹膜模具的直径为30mm，牵引速度为2.5m/min，冷却鼓风流量为30L/min。
对比例1
长效抑菌可降解聚酯食品包装膜由以下质量份数的原料制备得到：PBAT 50份、抑菌淀粉母粒50份、环氧大豆油5份和三乙胺0.1份；
所述抑菌淀粉母粒由以下质量份数的原料制备得到：淀粉70份、聚胍杀菌剂5份、甘油20份、超纯水10份、三乙胺0.1份和环氧大豆油3份；
所述抑菌淀粉母粒的制备方法由如下步骤组成：
1)将淀粉、聚胍杀菌剂、甘油、超纯水、三乙胺和环氧大豆油混合并搅拌均匀，得到混合物料；
2)将所述步骤1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌淀粉母粒；其中，熔融在双螺杆挤出机中进行；双螺杆挤出机在料筒电加热区分为5区，第1区、第2区、第3区、第4区、第5区的温控范围分别为100℃、115℃、125℃、135℃、135℃；双螺杆挤出机的机头温度为135℃，螺杆长径比为1：40，螺杆转速为50rpm；
长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的制备方法由如下步骤组成：
(1)将PBAT和抑菌淀粉母粒分别在80℃的条件下干燥24h，然后将PBAT、抑菌淀粉母粒、环氧大豆油和三乙胺混合，得到混合物料；
(2)将所述步骤(1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌聚酯颗粒；其中，熔融在双螺杆挤出机中进行；双螺杆挤出机在料筒电加热区分为5区，第1区、第2区、第3区、第4区、第5区的温控范围分别为100℃、120℃、130℃、140℃、135℃；双螺杆挤出机机头温度为135℃，螺杆长径比为1：40，螺杆转速为70rpm；
(3)将所述步骤(2)得到的抑菌聚酯颗粒在80℃的条件下干燥12h，然后在吹膜机中依次进行熔融和吹膜，得到平均厚度为0.052mm的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜；其中，吹膜机从给料机到吹膜模具的温度分为6区，分别设定为100℃、125℃、135℃、145℃、135℃、130℃，螺杆转速为40rpm，螺杆直径为20mm，螺杆长径比为1：28，吹膜模具的直径为30mm，牵引速度为2.5m/min，冷却鼓风流量为30L/min。
对实施例1～4和对比例1制备得到的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的物理性能与抑菌性能进行测试，结果如表1所示。
表1长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的的物理性能与抑菌性能
Figure BDA0003696896800000131
通过表1可以看出，随着抑菌淀粉母粒含量的增加，断裂强度和断裂伸长率均有所下降，当实施例4中抑菌淀粉母粒含量为38.4％时，断裂强度为13.04MPa，断裂伸长率为833％；当包装膜中抑菌淀粉母粒为9.9～38.4％时，均达到GB/T 29646-2013规定的吹塑薄膜用聚酯类生物降解材料的力学性能要求(≥13MPa)，再继续增加抑菌淀粉母粒的含量则会导致材料的力学性能难以满足使用要求；通过简单的熔融反应接枝反应型聚胍盐抗菌剂，使PBAT/淀粉复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率达90％；另一方面，水中浸泡7天后包装膜的抗菌率仍能保持在90％以上，该包装膜还可以长效保持抗菌性能。
从以上实施例可以看出，本发明提供的聚酯食品包装膜兼具长效抑菌和可降解性能。
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)

1.一种长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，由包括以下质量份数的原料制备得到：PBAT60～90份和抑菌淀粉母粒10～40份；
所述抑菌淀粉母粒由包括以下质量份数的原料制备得到：淀粉50～70份、聚胍杀菌剂5～15份和甘油10～30份。
2.根据权利要求1所述的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，其特征在于，所述抑菌淀粉母粒由包括以下质量份数的原料制备得到：淀粉55～65份、聚胍杀菌剂8～12份和甘油15～25份。
3.根据权利要求1或2所述的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉和木薯淀粉中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，其特征在于，所述聚胍杀菌剂为聚六亚甲基单胍盐酸盐和聚六亚甲基双胍盐酸盐中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，其特征在于，所述抑菌淀粉母粒还包括以下质量份数的原料：水0～30份、催化剂0～1份和偶联剂0～10份；所述水、催化剂和偶联剂的用量不同时为0。
6.根据权利要求1所述的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，其特征在于，所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜还包括以下质量份数的原料：偶联剂0～10份和催化剂0～1份；所述偶联剂和催化剂的用量不同时为0。
7.根据权利要求5或6所述的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，其特征在于，所述偶联剂为邻苯二甲酸二缩水甘油酯、环氧大豆油、缩水甘油氧丙基硅烷和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
8.根据权利要求5或6所述的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，其特征在于，所述催化剂为三乙胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚和4,4’-二硫代二苯胺中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的长效抑菌可降解聚酯食品包装膜，其特征在于，所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的厚度为0.04～0.06mm。
10.权利要求1～9任意一项所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将PBAT和抑菌淀粉母粒混合，得到混合物料；
(2)将所述步骤(1)得到的混合物料依次进行熔融、挤出和造粒，得到抑菌聚酯颗粒；
(3)将所述步骤(2)得到的抑菌聚酯颗粒依次进行熔融和吹膜，得到长效抑菌可降解聚酯食品包装膜；
当所述长效抑菌可降解聚酯食品包装膜的原料包括偶联剂和/或催化剂时，所述偶联剂和/或催化剂在步骤(1)中加入。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102675839A (zh) * 2011-03-14 2012-09-19 美亚无纺布工业有限公司 一种生物可降解薄膜及层压材料
CN104151792A (zh) * 2014-08-06 2014-11-19 南京神奇生物技术有限公司 一种无迁移和可降解的抗菌聚酯膜及其制备方法
CN105233329A (zh) * 2015-09-23 2016-01-13 深圳市绿糖生活日用品有限公司 完全生物降解的婴童纸尿裤
CN106810838A (zh) * 2015-11-27 2017-06-09 青岛城轨交通装备科技有限公司 一种可降解保鲜膜
DE102019212126A1 (de) * 2019-08-13 2021-02-18 Hope Tree International Gmbh Kompostierbare trinkhalme / strohhalme und besteck aus pflanzlicher stärke und agar-agar in kombination mit zellstoff und carnaubawachs und verfahren zur produktion derselben
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
CN113234307A (zh) * 2021-06-29 2021-08-10 山东农业大学 一种全降解抗菌食品包装膜及其制备方法
US20220041842A1 (en) * 2021-06-22 2022-02-10 China Yunhong Holdings Co., Ltd. Method for preparing low-cost fully-biodegradable plant fiber starch tableware
CN114410078A (zh) * 2022-01-26 2022-04-29 上海海洋大学 一种缓释型可降解抑菌保鲜膜及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102675839A (zh) * 2011-03-14 2012-09-19 美亚无纺布工业有限公司 一种生物可降解薄膜及层压材料
CN104151792A (zh) * 2014-08-06 2014-11-19 南京神奇生物技术有限公司 一种无迁移和可降解的抗菌聚酯膜及其制备方法
CN105233329A (zh) * 2015-09-23 2016-01-13 深圳市绿糖生活日用品有限公司 完全生物降解的婴童纸尿裤
CN106810838A (zh) * 2015-11-27 2017-06-09 青岛城轨交通装备科技有限公司 一种可降解保鲜膜
DE102019212126A1 (de) * 2019-08-13 2021-02-18 Hope Tree International Gmbh Kompostierbare trinkhalme / strohhalme und besteck aus pflanzlicher stärke und agar-agar in kombination mit zellstoff und carnaubawachs und verfahren zur produktion derselben
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
US20220041842A1 (en) * 2021-06-22 2022-02-10 China Yunhong Holdings Co., Ltd. Method for preparing low-cost fully-biodegradable plant fiber starch tableware
CN113234307A (zh) * 2021-06-29 2021-08-10 山东农业大学 一种全降解抗菌食品包装膜及其制备方法
CN114410078A (zh) * 2022-01-26 2022-04-29 上海海洋大学 一种缓释型可降解抑菌保鲜膜及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
余明;龙涛;张仁波;董增;曹稳根;陈红玲;张磊;: "改性蒙脱土/PVA/淀粉复合膜的制备及其抗菌性能", 食品科技 *

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