[发明专利]一种生物可降解调湿调气包装膜及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及包装材料技术领域，公开一种生物可降解调湿调气包装膜及其制备方法与应用，该包装膜由纳米交联聚羟基丁酸酯基体、复合缓释抗菌剂、马来酸酐、聚乙烯蜡、抗氧剂1010通过混料、挤出和吹塑工艺制备而成，其中纳米交联聚羟基丁酸酯基体是由羟基磷灰石与聚羟基丁酸酯通过共价键连接制备，复合缓释抗菌剂通过薄膜水化超声法制备葡萄柚精油脂质体悬液，再将其与壳聚糖进行复配制得；使用纳米交联聚羟基丁酸酯基体制备的包装膜具有良好的力学和调湿调气性能，而复合缓释抗菌剂可赋予包装膜良好的缓释抗菌性能，通过各组分之间的协同作用，可使制备的包装膜能够有效延长果蔬等食品的保鲜期。

技术领域

本发明涉及包装材料技术领域，具体涉及一种生物可降解调湿调气包装膜及其制备方法与应用。

背景技术

包装材料在日常生活中具有重要作用，无论是食品保鲜、货物运输还是物品保存，都需要用到包装材料，其中，薄膜包装材料不仅质轻，而且包装效果好，在包装领域具有重要地位，但是目前行业中使用的薄膜包装材料大多通过使用聚乙烯、聚丙烯等石油基不可降解的高分子材料为原料制备而成，不仅会消耗不可再生的石油资源，也会造成大面积的白色污染，不利于环境保护，因此，利用可降解的生物原材料制备薄膜包装材料，显得尤为重要。

聚羟基丁酸酯特点突出，价格相对低廉，可在适当环境下快速降解，且理化性质与高分子传统塑料制品相似，因此可作为聚烯烃类塑料的替代品，将其应用在薄膜包装材料的制造领域，可实现材料的生物可降解性，但是聚羟基丁酸酯本身不具有抗菌性能，导致其在食品包装薄膜等行业的应用受限，而且果蔬等食品的包装需要透气透湿，避免果蔬在密闭环境中进行无氧呼吸，进而导致腐败溃烂的问题，此外，食品包装薄膜需要具有一定的韧性，避免在包装过程中受到轻微应力作用，出现撕裂等现象。

公开号为CN111961322A的中国发明专利公开了一种聚(4-羟基丁酸酯)生物可降解包装薄膜及其制备方法，通过在制备包装薄膜过程中添加成核剂、填充剂、扩链剂等添加剂，使制备的包装薄膜具有优异的综合性能，但是这种物理共混的方式一方面很难实现各添加剂与聚合物基体之间均匀混合，另一方面也无法实现抗菌、透气透湿等性能的改进，不利于大规模普及。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物可降解调湿调气包装膜及其制备方法与应用，通过使用羟基磷灰石与聚羟基丁酸酯进行共价接枝，制备羟基磷灰石交联聚羟基丁酸酯基体，同时制备葡萄柚精油脂质体-壳聚糖复合缓释抗菌剂，再通过吹膜工艺，制备韧性强、抗菌性能好且具有透气透湿性能的包装膜。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种生物可降解调湿调气包装膜，包括以下重量份的原料：70-80份纳米交联聚羟基丁酸酯基体、5-10份复合缓释抗菌剂、2-5份马来酸酐相容剂、2-5份聚乙烯蜡润滑剂、0.5-1份抗氧剂1010；

所述纳米交联聚羟基丁酸酯基体是通过对羟基磷灰石进行表面改性，再与聚羟基丁酸酯进行共价接枝制得；

所述复合缓释抗菌剂是通过薄膜水化超声法制备葡萄柚精油脂质体悬液，再将其与壳聚糖进行复配制得。

进一步地，所述纳米交联聚羟基丁酸酯基体的制备方法包括以下步骤：

S1：将羟基磷灰石、甲苯-2,4-二异氰酸酯和甲苯混匀，在60-70℃的温度条件下搅拌4-12h，将物料倒出，经离心、洗涤和干燥过程，制备改性羟基磷灰石；

S2：将改性羟基磷灰石、聚羟基丁酸酯和氯仿混合，超声20-40mi n，投入催化剂，在氮气保护下，置于50-60℃的温度中搅拌12-24h，待物料冷却后，离心分离固体样品，使用氯仿洗涤，真空干燥，制备纳米交联聚羟基丁酸酯。