[发明专利]一种全降解抗菌食品包装膜及其制备方法

说明书

本发明涉及新材料领域，提供一种全降解抗菌食品包装膜及其制备方法，其原料包含按重量份计的亲水胶体5‑35份，生物可降解聚酯65‑95份，甘油3‑15份，有机蒙脱土5‑15份，纳米抗菌颗粒0.2‑3份；具体通过分段加料，一步挤出造粒后，通过挤压吹塑获得。该技术方案利用无机纳米抗菌颗粒之间的静电斥力和负载状态下的空间位阻，促进纳米抗菌颗粒在薄膜基质中的均匀分布，充分发挥其增强增韧的作用；赋予可降解薄膜良好的抗菌效果，有利于包装产品货架期的延长和产品质量的提高。同时该包装膜制备工艺简单，操作方便，因此具有较好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及一种全降解抗菌食品包装膜及其制备方法。

背景技术

塑料制品因其价格便宜和性能稳定在食品包装领域被广泛使用。随着电商物流的快速发展，一次性塑料制品使用量显著增加，造成白色污染问题越发突出。因此，探究研发可生物降解的包装材料成为实现可持续发展目标的重要手段。现有主要的可降解包装材料分为天然可降解和合成可降解材料。天然可降解材料自身产量高，成本低的特点使其成为研发可降解材料中的热点。但其在力学性能、阻隔性能等方面存在的缺陷限制了其应用范围。合成可降解材料在性能方面的表现要好于天然可降解材料，但其由于合成成本高，阻碍了其使用推广。利用天然可降解材料和合成可降解材料制备复合薄膜在一定程度上改善了天然可降解薄膜性能上的缺陷。尽管性能上有一定的提升，但仍然不能满足目前很多食品的包装需求。另外随着人们对食品安全的重视，添加食品防腐剂来延长食品保质期的方式引发人们在安全性方面的担忧。赋予可降解包装材料更好的阻隔性能、力学性能和抗菌性能成为当下研究的热点之一。

抗菌食品包装是一类重要的活性包装，为了抑制腐败菌的生长，将抗菌剂直接加入包装材料中，或者涂抹于材料表面通过接触来抑制食品中腐败菌的生长。纳米颗粒在抗菌方面所表现出较好的广谱性，耐热性，稳定性，开始引起研究者的关注。另外，纳米颗粒加入包装材料中，彼此之间的相互作用力和本身的不透过性能够增加材料的物理性能。将纳米颗粒与可降解材料结合制备具有良好的抗菌性、较强的物理性能和可降解性的包装材料，这在食品包装行业具有良好的应用价值和使用前景。但纳米颗粒与可降解材料结合的过程中仍存在纳米颗粒分散性差、生产成本高，多元共混具有局限性等不足之处。因此，有必要提供一种方法来解决此类问题获得一种性能更加优良的全降解抗菌食品包装膜材料。

发明内容

本发明针对现有技术存在的诸多不足之处，提供了一种全降解抗菌食品包装膜及其制备方法，其原料包含按重量份计的亲水胶体5-35份，生物可降解聚酯65-95份，甘油3-15份，有机蒙脱土5-15份，纳米抗菌颗粒0.2-3份；具体通过分段加料，一步挤出造粒后，通过挤压吹塑获得。该技术方案利用无机纳米抗菌颗粒之间的静电斥力和负载状态下的空间位阻，促进纳米抗菌颗粒在薄膜基质中的均匀分布，充分发挥其增强增韧的作用；赋予可降解薄膜良好的抗菌效果，有利于包装产品货架期的延长和产品质量的提高。同时该包装膜制备工艺简单，操作方便，因此具有较好的市场应用前景。

本发明的技术方案以纳米银作为本发明的主要抗菌颗粒，凭借其优异的广谱抗菌，对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、霉菌等微生物都表现出良好的抗菌性。但是，在实际加工过程中发现，添加纳米银粉末到可降解复合薄膜中存在以下难点：

1.纳米银添加量过高，容易引起安全隐患；纳米银添加量过低，则不易达到抗菌效果；

2.亲水胶体与可降解聚酯之间的比例，会影响抗菌颗粒的迁移，过高的亲水胶体含量，易导致薄膜性能降低，但迁移量增加，抗菌效果增加；过低的亲水胶体含量，抗菌效果降低；

3.抗菌颗粒的添加量很少，混料过程中不利于分布均匀；

4.纳米银作为金属单体，较高温度下会部分发生氧化。

为了克服上述问题，发明人采用了如下的技术改进：