[发明专利]一种抗菌型可降解聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种抗菌型可降解聚合物及其制备方法与应用，通过采用旋涂或静电纺丝法制备C‑PPC膜，并利用紫外接枝技术将SBMA和MA接枝至其表面以实现羧基的引入，最后再将包括抗菌肽(C)、溶菌酶(LYZ)的一种或两种活性因子通过静电相互作用结合到C‑PPC‑g‑P(SBMA‑co‑MA)表面，从而得到具有广谱抗菌性的可降解聚合物。本发明公开的抗菌型可降解聚合物在制备过程中避免了增塑剂和有机溶剂的使用，具有可生物降解、抗菌性好的特点。因此，非常适合在食品包装，特别是食品保鲜膜中应用。

技术领域

本发明属于聚合物材料领域，具体涉及一种抗菌型可降解聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

食源性腐败和致病微生物是影响食品安全和品质最主要的因素，食品包装则是在食品流通领域抑制食品腐败和致病微生物的关键技术环节。现有食品包装领域中，聚合物包装因价格低廉、使用便捷而受到消费者的广泛欢迎，这其中，特别是以聚乙烯(PE)、聚偏二氯乙烯(PVDC)和聚氯乙烯(PVC)等为代表的塑料包装，因其透明度高、拉伸性能好的优点被广泛用于日常的食品包装。但随着这些聚合物包装的广泛使用，基于其不可自然降解的高稳定性而产生的大量白色污染引起了人们的广泛关注。特别的，以PVC为例，传统聚合物包装在生产过程中大量使用增塑剂，而增塑剂在与食品接触的过程中会逐渐释放至食品中，对食品造成污染，从而威胁人体健康。因此，寻求一种可自然降解、且不含增塑剂的环保型塑料就成为了本领域技术人员研究的重点。

并且，传统的食品包装主要是物理隔绝，即避免因外界因素干扰所导致的腐败和超标，对于食品内部因素的抑制则只能依靠食品添加剂的抗菌性能。近年来，随着人们对自身健康的关注以及对食品安全要求的不断提高，活性抗菌包装作为保障食品质量的革新方法引起了本领域技术人员的极大兴趣。

活性抗菌包装是将活性因子先行导入聚合物材料基质，后续从成品包装中缓慢和持续释放以实现长期抗菌效果。目前，已有研究将壳聚糖、淀粉、纤维素、海藻酸钠等天然生物大分子，或柚皮粉、茶多酚等天然植物运用于新型食品包装材料。但这些材料存在的水蒸气阻隔性差、脆性严重及成膜性不好等缺点限制了它们在食品包装中的直接应用。

因此，开发一种可生物降解，抗菌性好，气体阻隔性好，且具有较好力学性能的聚合物包装材料成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种可生物降解，抗菌性好，气体阻隔性好，且具有较好力学性能的聚合物的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抗菌型可降解聚合物的制备方法，具体步骤包括：

Ⅰ、通过成膜工艺将氯化聚碳酸亚丙酯C-PPC溶液制成C-PPC膜；

Ⅱ、将步骤Ⅰ得到的C-PPC膜进行等离子体处理，并将等离子体处理后的C-PPC膜与甲基丙烯酸MA、甲基丙烯磺酸甜菜碱SBMA分子进行紫外接枝反应，得到C-PPC-g-P(SBMA-co-MA)；

Ⅲ、将步骤Ⅱ得到的C-PPC-g-P(SBMA-co-MA)与活性因子结合，最终得到抗菌型可降解聚合物。

值得说明的是，所述氯化聚碳酸亚丙酯(C-PPC)的重均分子量为2.62×10⁵，M_w/M_n＝4.5。

首先，考虑到聚合物的生物可降解性、柔韧性和气体阻隔性等特性，本发明采用氯化聚碳酸亚丙酯(C-PPC)为聚合物材料基质，与现有技术中使用的PPC相比，C-PPC具有PPC的一切优良性能，且较PPC有更好的杀菌性，因此更适合应用于食品保鲜膜。同时，还利用C-PPC较其他生物降解塑料更为低廉的成本，有效提高了该聚合物在性价比上与传统塑料的竞争力。