[发明专利]基于自组装技术的纳米抗菌复合膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于自组装技术的纳米抗菌复合膜的制备方法，所述方法步骤如下：一、壳聚糖/乙酸纤维素二元复合凝胶的制备；二、PET/PE/壳聚糖/乙酸纤维素/银纳米线复合膜的制备；三、碳纳米管与基材自组装；或者：一、壳聚糖/乙酸纤维素二元复合凝胶的制备；二、碳纳米管与基材自组装。本发明利用分子自组装技术在抗菌复合膜表面引入碳纳米管，操作方法简单，反映环境温和，不会对基膜造成伤害，并且明显改善了材料的强度和摩擦性能。本发明打破了传统的包装理念，将抗菌剂加入到普通基材的同时也加入了力学增强材料，将抗菌观念与机械增强融为一体，既赋予了包装抗菌性能又提高了包装的机械性能。

技术领域

本发明涉及一种抗菌材料的制备方法。

背景技术

随着经济与科学飞速发展，生态环境与能源的不断破坏与枯竭，保护内容物，延长货架期，方便运输和储存已经无法满足人们对食品包装的要求。大量数据表明，由病原微生物引发的全球性微生物灾害事件频频发生。尤其我国是人口大国，一旦爆发传染病对社会和经济造成的危害是无法估计的。因此研制具有无毒副作用、长效广谱、低成本的抗菌材料并将其运用于食品包装中从而抑制病原微生物的传播对于全世界都具有重大意义。

我国对抗菌材料的研究与国外相比起步较晚，但近十年来对抗菌材料的研究逐渐受到广泛的重视，也得到了可人的成果。冯莉等研发了一种抗菌漆，该研究发现，将0.01％的纳米银和0.1％的纳米TiO₂分别与乳胶漆共混制得的新型乳胶漆具有优异的抗菌特性。项素云等研发了一种抗菌膜，该研究对含量仅为0.5％的纳米ZnO进行偶联剂和分散剂处理后，添加到PE薄膜中，得到的抗菌膜抗菌效果可达到99％以上。刘云超研发了新型抗菌塑料，该研究将2％的经硬脂酸改性处理的载银纳米二氧化钛涂覆于经高锰酸钾/浓盐酸处理的塑料薄膜表面，制得了抗菌率高达99.77％的抗菌塑料。刘超等制备出了新型薄膜，该研究方法为：将分散处理的纳米二氧化钛、高直链淀粉和聚乙烯醇通过流延法在有机玻璃上制备出了一种新型抗菌薄膜。但实验发现，随着纳米二氧化钛粒径减小、用量增加，抗菌效果虽明显变好但力学性能却有减弱的趋势，所以将抗菌物质添加到薄膜中时，应同时兼顾抗菌性能和薄膜的机械性能，实现二者的平衡。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于自组装技术的纳米抗菌复合膜的制备方法，该方法利用分子自组装技术，将抗菌物质应用于食品包装中，在满足基本包装要求的前提下既能延长食品货架期又能抑制细菌交叉感染。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于自组装技术的纳米抗菌复合膜的制备方法，包括如下步骤：

一、聚乙烯表面改性

(1)将二苯甲酮溶于丙烯酸(AA)中，制成浓度为0.01-0.03g/ml的二苯甲酮溶液。

(2)将溶液滴于聚乙烯(PE)/聚酯(PET)膜上或将聚乙烯(PE)/聚酯(PET)膜浸入溶液中，完全浸润聚乙烯(PE)/聚酯(PET)膜即可，盖上玻璃板进行紫外灯辐照，控制光照温度30-50℃，距光源10-20cm，光照时间5-10min。

(3)用丙酮抽提10-15h，除去膜表面的AA均聚物。

(4)将样品置于真空干燥器内烘干，得到PET/PE接枝膜。

二、壳聚糖/乙酸纤维素二元复合凝胶的制备

(1)取0.5-1.5g壳聚糖加入0.1-0.3％(W/W)的乙酸溶液中，搅拌至溶解，配制浓度为0.5-1.5％(W/V)的壳聚糖溶液。

(2)取0.4-0.6g乙酸纤维素，加入100ml N-N二甲基酰胺中，在70-80℃水浴下搅拌直至溶解，然后将其混入壳聚糖的乙酸溶液中，充分搅拌。

(3)用旋转蒸发器除去N-N二甲基酰胺，得到壳聚糖/乙酸纤维素复合凝胶。