[发明专利]一种甲壳素/蒙脱土抗菌薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种甲壳素/蒙脱土抗菌薄膜的制备方法。属于高分子材料技术领域。本发明的原料主要有α‑甲壳素粉末、纳米级蒙脱土粉末、尿素、NaOH、乙醇、丙三醇、苄基二甲基十八烷基氯化铵水合物等。通过碱/尿素水体系低温溶解甲壳素，然后加入纳米级蒙脱土分散液，在5.0℃的乙醇凝固浴中再生成膜，之后浸泡于5wt%的苄基二甲基十八烷基氯化铵（一种有机阳离子抗菌剂）水溶液，利用复合膜中蒙脱土的阳离子交换作用，使其具有抗菌性能。本发明是针对薄膜环保抗菌的客观要求设计的高性价比，高性能表征的新型抗菌复合薄膜材料，注重了当今复合材料中高强度的要求，对材料环保领域有着重要的意义。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域。具体公开了一种高强度甲壳素/蒙脱土抗菌薄膜的制备方法。

背景技术

各行各业已经开始广泛的使用高分子材料。然而包装使用的高分子材料在加工过程中，加入了许多有利于微生物生长的试剂。因此人们在使用过程中，这些材料极易发生污染。另外，大多数的高分子材料不易降解，对环境不友好。例如传统包装材料塑料，具有美观，耐腐蚀，易加工等特点。然而，其材料强度、耐热度差，不具备抗菌效果，部分塑料材质还含有害物质。这些缺点使得所包装的食物将添加更多的添加剂，从而对人体产生毒害。另外，塑料包装材料的废弃物难易降解，会对环境造成污染。不符合建设资源节约型和环境友好型社会的要求。

甲壳素作为一种可降解的天然生物高分子材料，它来源广泛，主要存在于虾壳和蟹壳中，是地球上仅仅次于植物纤维的第二大生物资源，是人类取之不竭的生物资源。其化学名称为β-(1，4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D。它是一种安全无毒，绿色环保可降解的天然材料。可制备成膜，进而可以运用到食品包装等领域。然而，纯甲壳素所制备的薄膜强度低，而且不具备抗菌效果。正是这两点限制了甲壳素薄膜的应用和发展。

发明内容

为克服现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种提高甲壳素膜的强度和抗菌效果的甲壳素/蒙脱土抗菌薄膜的制备方法，制得的抗菌薄膜具有高性价比，高性能表征，对材料环保领域有着重要的意义。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种甲壳素/蒙脱土抗菌薄膜的制备方法，包括步骤如下：

(1)制备尿素/碱水体系：将尿素、NaOH、双蒸水按照质量比为4:11:85配制而成；

(2)甲壳素和蒙脱土粉末在尿素/碱水体系下制备成膜：在质量份为100的步骤(1)制备的尿素/碱水体系中加入4份甲壳素粉末，将混合均匀的水体系置于-70℃的冰箱中冷冻1-1.5小时，取出放至室温解冻并在低温情况下充分溶解甲壳素粉末；反复冻融4次以致甲壳素粉末完全溶解；用超纯水配制5wt％蒙脱土分散体系溶液，在最后一次甲壳素低温溶解时将蒙脱土分散体系加入到甲壳素的尿素/碱水体系中搅拌均匀，使得蒙脱土的质量占蒙脱土和甲壳素总质量的3-15％；将体系分装到离心管中进行离心，转速6000转，温度5℃，时间10分钟；离心去气泡后，取圆筒形玻璃柱并通过流延法将复合水凝胶铺在有机玻璃板上，控制厚度在1mm，并将其置于无水乙醇凝固浴中，放入4℃冰箱中冰浴1-2小时凝固再生成膜；待成膜后，置于水中浸泡去除多余的碱直至复合膜的PH呈中性；

(3)配制5wt％的抗菌剂溶液苄基二甲基十八烷基氯化铵水合物；

(4)抗菌复合薄膜的制备：将步骤(2)制得的膜置于步骤(3)的抗菌剂溶液中，放置在60℃恒温水浴锅中4小时；之后，将膜浸泡在5％甘油溶液中5-10分钟，最后固定在有机玻璃板上晾干。