[发明专利]一种双层复合生物质基流延抗菌膜及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种双层复合生物质基流延抗菌膜及其制备工艺，其特征在于，复合膜由双层流延膜共同组成，包括底层的壳聚糖基流延膜和表层的聚乳酸基流延膜；双层膜以四臂聚乙二醇丙醛交联壳聚糖及分子间相互作用结合成一体，该双层复合膜具有优异的力学特性和良好的抗菌性，可用于食品包装等领域。

技术领域

本发明涉及一种生物质基流延膜及其制备工艺，尤其涉及一种具有良好力学性能的，可抗菌的，对食品无危害的、可全降解的膜材料的制备方法。

背景技术

塑料材料虽然拥有较优异的性能和广泛的适用性，但其来源于石油产品且无法降解，在资源危机和环境污染越发严重的今天，寻找性能优良且可再生的替代材料则成为目前材料领域研究的重中之重。

在目前的可降解材料中，多种生物可降解材料被用于塑料替代中。如淀粉、聚乳酸、生物聚酯等。淀粉因其便宜的价格和广泛的来源已被深入研究并通过改性与复合制备了多种生活与工业用品，如淀粉基膜、淀粉餐具等。但淀粉有其天然的缺陷，它的力学性能差，性能不稳定，只能运用于对力学性能要求低的领域。而聚乳酸的出现改变了这一现状。聚乳酸（PLA）是脂肪族聚酯，以乳酸（2-羟基丙酸）为基本结构单元。PLA可通过发酵玉米等天然原料制得，也可采用乳酸缩聚制得。PLA 及其终端产品可在堆肥条件下自然分解成为CO₂和水，降低了固体废弃物排放量，是一种绿色环保的生物来源材料。PLA具有类似于聚苯乙烯的力学特性，弯曲模量和拉伸强度较好，但热稳定性和抗冲击性能差，在热成型加工过程中存在熔体黏度低的缺陷，限制了它的应用。在改善了这些缺点后，PLA将可有望作为塑料材料的最佳替代品可被运用于工业、民用领域。而其他生物聚酯也各有特点，如脂肪族聚碳酸酯为无定型材料，软和韧，无法单独使用。而聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚(β羟基丁酸酯-co-β羟基戊酸酯)（PBHV）等生物聚酯性能均各有特性，或强度不够、或韧性不足，或价格过高，均无法完全单独使用。而目前的各种改性方式也未能完全解决性能的问题。如聚乳酸与多种材料复合以达到增韧效果，如淀粉、聚己内酯、聚乙烯等，但由于共混材料本身的强度较低，且和聚乳酸相容性存在较大差异，故增韧效果有限，且严重影响聚乳酸复合材料的强度。而以上的相容性的问题及其所导致的力学性能问题也同样困扰着其他生物聚酯。而对于膜材料而言，聚酯膜材料研究得最多的仍是聚乳酸膜，聚乳酸由于本身的脆性特性，导致其膜在受力后非常容易破裂，各种改性也在此基础上进行，如CN103467941B公开的一种透明高韧性聚乳酸膜及其制备方法，CN105199348A公开的一种高强度高韧性耐热聚乳酸基膜材料的制备方法等，均是采用不同物质的共混从而提高单一膜的性能。

针对生物质基制备的流延膜材料研究仍较少，借助于不同生物质基的性能搭配与改性，综合调节材料的性能，并通过结构设计來实现对材料结晶、无定形区域的控制，以实现具有力学性能的生物质基膜材料，是一个新型的膜材料制备研究领域。

发明内容

本发明的目的是为了克服生物质基膜材料力学性能较差的缺陷，提供一种具有优异强度、韧性、柔性和良好抗菌性的生物质基膜材料。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双层复合生物质基流延抗菌膜及其制备工艺，其特征在于，该膜由双层流延膜组成，包括底层的壳聚糖基流延膜和表层的聚乳酸基流延膜；

底层的壳聚糖基流延膜的原料及原料相应质量比例如下：

壳聚糖 15-25份

水溶性淀粉 10-20份

双醛淀粉 5-8份

丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 6-10份

过硫酸钾 0.05-0.1份

四甲基乙二胺 0.05-0.1份；

表层的聚乳酸基流延膜的原料及原料相应质量比例如下：