[发明专利]一种抗菌耐高温老化的聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗菌耐高温老化的聚酰亚胺薄膜及其制备方法，包括：(1)先加入二胺和溶剂，再加入二酐和抗菌功能单体，反应10‑24h，得到含抗菌功能单体的聚酰胺酸；(2)SiO₂在无水甲苯回流下于250‑280℃下活化；再用十三氟辛基三乙氧基硅烷进行表面处理；(3)将马来酸酐、表面处理后的SiO₂加入聚酰胺酸中，搅拌2‑3h，梯度升温，热亚胺化得到聚酰亚胺；(4)浓度为10％的聚乙烯醇胶体溶液中加入纳米TiO₂，搅拌均匀；(5)将步骤(3)所得产物、步骤(4)所得混合物混合均匀，造粒；(6)吹膜形成聚酰亚胺薄膜。本发明在聚酰亚胺中添加SiO₂、TiO₂及抗菌功能单体，得到聚酰亚胺薄膜具有较优耐高温老化性和长效抗菌性，适合非洲较热天气条件下的食品类包装使用。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺薄膜领域，尤其涉及一种抗菌耐高温老化的聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

随着人们生活习惯的变化，出现了越来越多的快速消费食品，这些快速消费食品在储存和运输过程中会用到食品包装薄膜。目前市场上使用的包装薄膜主要都是聚乙烯膜。但是聚乙烯在大气、阳光和氧的作用下，容易发生光氧化、热氧化、臭氧分解而导致的老化，会发生变色、龟裂、变脆或粉化，丧失力学性能，特别是在长时间的紫外线作用下，聚乙烯膜表面会出现变色等现象，使薄膜的老化加快，因而影响了使用寿命。而且聚乙烯膜塑性受温度影响较大，遇到高温暴晒极易变形，，大大限制了聚乙烯膜作为包装袋在高温地区的应用。

聚酰亚胺具有优良的耐热性、机械物性和耐药品性等性能，因此，广泛被使用于航空宇宙领域、电子材料领域等，但是聚酰亚胺薄膜硬而脆，强度不足，也容易老化，为了防止老化，一般在聚酰亚胺里面添加增韧剂，但是增韧剂里面含有的小分子物质、单体是霉菌的营养源，需要添加抗菌剂来杀菌。天然抗菌剂安全性高但耐热性差，易碳化分解；有机抗菌剂杀菌快速高效，但是存在长效性差的缺点；无机抗菌剂杀菌长效性好，但是抑菌效果慢，且银、铜类抗菌剂存在易变色的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗菌耐高温老化的聚酰亚胺薄膜及其制备方法，以解决现有技术存在的问题。

一种抗菌耐高温老化的聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氩气保护下，先加入二胺和溶剂，超声溶解完全后，再加入二酐和抗菌功能单体，反应10-24h后真空抽取气泡，得到含抗菌功能单体的聚酰胺酸(PAA)；

(2)在氩气保护中，加入二氧化硅在无水甲苯回流下于250-280℃下活化12-15h；用十三氟辛基三乙氧基硅烷对活化后的二氧化硅进行表面处理；

(3)将马来酸酐、步骤(2)所得表面处理后的二氧化硅加入步骤(1)所得聚酰胺酸中，搅拌2-3h，放入烘箱中100℃下3h以预除溶剂，然后在140℃下1h，180℃下1h，260℃下2h，300℃下2h梯度升温，热亚胺化得到聚酰亚胺，自然冷却到室温。

步骤(3)的反应温度到达300℃，容易发生鼓起等与表面性有关的不良情况，加入马来酸酐可避免表面容易发生鼓起的现象。同时马来酸酐也可以改善TiO₂和SiO₂与聚酰亚胺的相容性。

优选的，还包括：

(4)浓度为10％的聚乙烯醇胶体溶液中加入纳米二氧化钛，搅拌均匀；

(5)将步骤(3)所得产物、步骤(4)所得混合物按照质量比100：1-2混合均匀，造粒；

(6)吹膜形成抗菌耐高温老化的聚酰亚胺薄膜。

优选的，步骤(1)所述二胺为4,4'-氧基二苯胺；所述二酐为双酚A型二醚二酐、均苯四甲酸二酐、4,4-二酞酸二酐中的一种或者多种；所述溶剂为4,4'-二氨基二苯醚、2-丁氧基乙醇、二丙二醇单甲醚中的一种或者多种。