[发明专利]一种抗菌可降解的气体阻隔性材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗菌可降解的气体阻隔性材料及其制备方法。该材料由以下重量份原料组成：可降解聚合物：74～99wt％；离子液体改性的蒙脱土1～20wt％；相容剂：0.1～5wt％；光引发剂0.01～1wt％。本发明制备的材料具有良好的气体阻隔性，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等革兰氏阴性细菌和阳性细菌具有良好的抑制效果，同时材料还具备一定的降解性能。该生产工艺相对同类型的简单，便于工业化生产，且生产工艺绿色环保。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料领域，尤其是涉及一种抗菌可降解的气体阻隔性材料及其制备方法。

背景技术

农用薄膜材料使用起源于上世纪三十年代，主要有用于温室覆盖的棚膜和土壤表面覆盖的地膜。地膜起到保持土壤温度、水分、减少杂草等应用，可提高植物生产速度和产量。目前农膜材料大部分为PE材料，但是PE不能降解，废弃薄膜的后处理大部分是堆埋，对人类生活环境的影响非常严重。目前各地政府鼓励农膜使用可降解材料，可降解材料PBAT的力学性能与PE最为接近，因而PBAT广泛应用于塑料薄膜领域。但是可降解材料如PBAT等水汽阻隔性较差，远低于PE材料，难以满足地膜使用中对保墒性能要求。用于食品包装，也因较高的氧气透过性而难以满足食品保鲜需求。特别是使用过程中，PBAT会发生降解，进一步削弱了其气体阻隔性。因此，PBAT等可降解材料的大规模应用，如何提高气体阻隔性是必须解决的一个关键问题。

细菌、病毒等致病微生物是人类健康的主要杀手之一。截止2020年底，全球已有上亿人累计感染新型冠状病毒，累计死亡人数达百万之多，且数量还在不断增加。。因此如何防止细菌对人体危害及加强抗菌材料的发展和应用领域的扩大得到了进一步的重视。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供实现一种抗菌可降解的气体阻隔性材料及其制备方法，其特点是选用离子液体改性后蒙脱土，离子液体改性蒙脱土，可提高拓宽蒙脱土的层间距，使蒙脱土在可降解材料中更好的分散。离子液体改性的蒙脱土和可降解材料基体之间形成强有力的界面相互作用，限制可降解树脂的分子链移动，能有效提高可降解材料的气体阻隔性。离子液体改性后的蒙脱土表面由于季铵盐阳离子存在，通过正负电荷相互作用，使得带正电荷的离子液体与带负电的细菌细胞壁相互吸引，破坏菌体细胞膜的完整性，使得细菌胞内物质流出，最终导致细菌被杀死。同时配方体系中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯和光引发剂，通过化学反应交联减小分子链之间的自由体积，进一步限值树脂分子链的移动，对气体阻隔性有进一步提高。该制备方法简单方便，生产效率高，加工成本低，易于实现批量化生产。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种抗菌可降解的气体阻隔性材料，由以下重量份的原料组成：可降解聚合物：74～99wt％；离子液体改性的蒙脱土1～20wt％；相容剂：0.1～5wt％；光引发剂0.01～2wt％。

上述菌可降解的气体阻隔性材料中，

所述的可降解聚合物为PBAT或PBAT/PLA合金；

所述离子液体改性的蒙脱土的制备步骤如下：蒙脱土与离子液体配成泥浆液(1g：10mL),超声搅拌分散4h。之后加水搅拌1h，静置，抽滤，在60℃干燥箱中干燥，研磨，过筛，得到离子液体改性的蒙脱土。其中，

所述的蒙脱土为粒径200nm的纳基蒙脱土、钙基蒙脱土等其中的一种。所述的离子液体为季铵盐离子液体，阳离子包括季铵离子、咪唑等及其衍生物其中一种，阴离子主要是BF4^-、PF6^-、三氟甲磺酰基等其中一种。

所述的相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、异氰酸酯等其中一种。

所述的光引发剂选自1173(2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮)、184(1-羟基环己基苯基甲酮)、907(2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮)等其中一种或几种组合物。