[发明专利]一种长效生物抗菌聚乳酸塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种长效生物抗菌聚乳酸塑料及其制备方法，涉及抗菌塑料制备相关领域，为解决现有技术中的壳聚糖作为添加剂应用于生物可降解聚乳酸塑料中，抗菌活性与人工合成有机、无机抗菌剂相比存在不足的问题。包括以下步骤：步骤一、用壳聚糖制备成抗菌纤维；步骤二、用乙二醛作为交联剂与壳聚糖抗菌纤维交联反应；步骤三、将壳聚糖抗菌纤维粉末直接与聚乳酸材料混合共挤出抗菌聚乳酸基料；步骤四、将改性壳聚糖抗菌纤维材料对抗菌聚乳酸基料高温低速共混制成长效抗菌聚乳酸塑料。

技术领域

本发明涉及抗菌塑料制备相关领域，具体为一种长效生物抗菌聚乳酸塑料及其制备方法。

背景技术

目前食品与药品的包装市场很大，而有效抗菌材料的产品不多。但是大多天然材料缺乏长效抗菌效果。大部分人工合成无机抗菌剂生物相容性较差，无法应用于食品与医药领域，少量人工合成有机抗菌剂虽然可应用医药领域，但制造工艺复杂，价格昂贵无法大量应用于相对廉价的食品及药品的包装市场。壳聚糖是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。壳聚糖的多聚阳离子，易于真菌细胞表面带负电荷的基团作用，从而改变病原菌细胞膜的流动性和通透性；同时壳聚糖可以干扰DNA的复制与转录及阻断病原菌代谢，也有学者提出壳聚糖通过诱导病程相关蛋白，积累次生代谢产物和信号传导等方式来达到抗菌的目的。所以壳聚糖及其衍生物是一种优良的天然抗菌材料，能抑制一些真菌、细菌、和病毒的生长繁殖，并具有易于获得，价格低廉的特点。也有研究发现，壳聚糖可以有效抑制果蔬的呼吸代谢和水分散失，减缓果蔬组织和结构衰老，从而有效地延长果蔬的采后寿命。

但目前聚乳酸塑料由于其具有生物可降解的特性，越来越多的应用于食品，医疗等领域的包装材料和一次性用品，但普通聚乳酸塑料并不具备抗菌和抑菌的作用，这一点限制了聚乳酸塑料的更广泛应用。壳聚糖及其衍生物作为抗菌材料主要是溶液。而壳聚糖作为添加剂应用于生物可降解聚乳酸塑料中，通过双螺杆共挤工艺制备成的基料，虽然具有一定的抗菌效果，但其抗菌性能与常见的人工合成有机、无机抗菌剂相比，抗菌活性还略显不足；因此市场急需研制一种长效生物抗菌聚乳酸塑料及其制备方法来帮助人们解决现有的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长效生物抗菌聚乳酸塑料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的壳聚糖作为添加剂应用于生物可降解聚乳酸塑料中，抗菌活性与人工合成有机、无机抗菌剂相比存在不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种长效生物抗菌聚乳酸塑料及其制备方法，包括以下步骤：

步骤一、用壳聚糖制备成抗菌纤维；

步骤二、用乙二醛作为交联剂与壳聚糖抗菌纤维交联反应；

步骤三、将壳聚糖抗菌纤维粉末直接与聚乳酸材料混合共挤出抗菌聚乳酸基料；

步骤四、将改性壳聚糖抗菌纤维材料对抗菌聚乳酸基料高温低速共混制成长效抗菌聚乳酸塑料。

优选的，所述步骤一的一种工作方法，包括以下步骤：

S1、在搅拌下把壳聚糖溶解在由5%乙酸水溶液和1%尿素组成的混合液中；

S2、保持恒温24~32℃，高速搅拌2.5小时并真空脱泡，得到浓度为3~4%的纺丝浆液；

S3、进行纺丝，将纺丝浆液挤出到室温的凝固浴中；

S4、凝固的纤维用温水洗涤，在80℃于张力状态下干燥0.5h，即得壳聚糖纤维。

优选的，所述步骤二中，乙二醛的浓度为30%。

优选的，所述步骤三中，聚乳酸与壳聚糖的比例范围为100:1~100:5，在挤压前预混一至两分钟。