[发明专利]一种控释型抗氧化活性聚乳酸包装膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种控释型抗氧化活性聚乳酸包装膜，其组成物及质量百分比为基体树脂80～98%、负载天然抗氧化物的多壁碳纳米管粒子2～20%；其采用多壁碳纳米管负载天然抗氧化物，然后与基体树脂混合，采用熔融挤出法制备得到控释型抗氧化活性聚乳酸包装膜；其中，基体树脂为聚乳酸和聚三亚甲基碳酸酯的共混物；本方法使用的原材料可以实现生物降解，生产工艺简单；使用多壁碳纳米管负载天然抗氧化物，可以有效控制天然抗氧化物的缓慢释放，增加包装膜的抗氧化作用时效性，可应用于食品活性抗氧化包装领域。

技术领域

本发明涉及一种控释型抗氧化活性聚乳酸包装膜及其制备方法，属于食品活性包装技术领域。

背景技术

化学合成塑料由于其性能、成本效益和耐用性，已成为食品包装应用中世界上首选的材料。然而，大量化学合成塑料的使用导致了严重的全球污染问题，因此，最近十年的研究集中在寻找可以用生物降解的材料代替传统塑料的解决方案，其中由可再生资源发酵得到的聚乳酸，由于其生物降解性、可加工性、机械强度等优越的性能，近年来在食品包装等许多应用中得到广泛应用。

消费者对更安全、更健康、更方便食品的偏好，导致了包装技术的创新。在这种情况下，基于包装与食物或其环境之间的积极相互作用，出现了主动包装的概念，以便为它们提供主动保护。活性材料和物品旨在延长保质期或保持或改善包装状态，其中生物包装和具有抗氧化性能的活性包装是新技术领域。抗氧化剂可以延缓或防止食物通过氧化机制变质。它们可以作为清除剂，通过阻止自由基的形成，或者在它们开始破坏食物的过程之前清除它们。目前，食品行业普遍倾向于用天然抗氧化剂代替合成抗氧化剂，如药用植物中的黄酮类化合物。天然化合物最近被研究证明是有效的抗氧化剂，一旦它们被纳入包装材料，这些可以作为抗氧化剂应用在不同的领域，如食品，药品或化妆品。已有研究在聚乳酸中加入天然抗氧化物，如茶多酚、葡萄籽提取物、丁香提取物、百里香提取物、肉桂提取物等，添加天然抗氧化物后不仅能够赋予聚乳酸膜一定的抗氧化活性，还在一定程度上可以增强复合膜的力学性能，并且具有良好的保鲜效果。然而，天然抗氧化物的不稳定性，易受到温度、光照或pH等因素影响，仅通过简单混合方式使天然抗氧化物与聚乳酸基质混合，会缩短甚至丧失聚乳酸复合膜的抗氧化的时效。

虽然国内外已经有大量研究关于添加天然抗氧化活性物制备聚乳酸抗氧化活性包装材料，但是没有使用多壁碳纳米管负载天然抗氧化物，再加入到聚乳酸基材制备控释型食品抗氧化活性包装材料的研究。

发明内容

本发明目的在于提供一种控释型抗氧化活性聚乳酸包装膜，其组成物及质量百分比为基体树脂80～98%、负载天然抗氧化物的多壁碳纳米管粒子2～20%。

所述的天然抗氧化物为常规市售的茶多酚、葡萄籽提取物、丁香提取物、百里香提取物、肉桂提取物中的一种。

所述多壁碳纳米管为市售产品。

所述基体树脂由质量百分比80～95%的聚乳酸、质量百分比5～20%的聚三亚甲基碳酸酯混合干燥制得，其中，聚乳酸的重量平均分子量为10～30万，聚三亚甲基碳酸酯的重量平均分子量为10～20万。

本发明另一目的是提供上述控释型抗氧化活性聚乳酸包装膜的制备方法，首先，采用多壁碳纳米管负载天然抗氧化物，然后与基体树脂混合，采用熔融挤出法制备得到控释型抗氧化活性聚乳酸包装膜。

所述多壁碳纳米管直径为10～50nm，长度5～20μm，具有规则的多片层中空管状结构，通过多壁碳纳米管负载天然抗氧化物，可以控制天然抗氧化物向保鲜包装中果蔬缓慢释放，在包装内维持长期稳定的抗氧化活性，从而达到抗氧化的目的；多壁碳纳米管的添加，可以作为聚乳酸的成核剂以提高聚乳酸的结晶速率，还能有效提高聚乳酸食品包装膜的力学性能。

本发明上述方法具体包括以下步骤：

（1）将天然抗氧化物与多壁碳纳米管混合，制得共混物，其中，天然抗氧化物为共混物重量的2%～20%；