[发明专利]一种具有良好抗菌性的聚丙烯塑料包装膜及制备方法

说明书

本发明涉及塑料包装膜的技术领域，提供了一种具有良好抗菌性的聚丙烯塑料包装膜及制备方法。该塑料包装膜是通过先以环氧基笼型聚倍半硅氧烷与预处理纳米二氧化钛、N,N‑二甲基‑2‑羟基乙胺反应制得接枝二氧化钛及叔胺基团的改性聚倍半硅氧烷A，然后与11‑氯‑1‑十一碳烯反应制得接枝二氧化钛及不饱和季铵盐的改性聚倍半硅氧烷B，再与聚丙烯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲苯制成铸膜液，在双向拉伸聚丙烯薄膜表面涂布成膜并辐照处理而制得。本发明的制备方法，一方面降低了纳米二氧化钛的团聚倾向，提高了抗菌效果，另一方面可防止季铵盐抗菌剂的挥发或溢出，提高了抗菌持久性。

技术领域

本发明属于塑料包装膜的技术领域，提供了一种具有良好抗菌性的聚丙烯塑料包装膜及制备方法。

背景技术

塑料包装及塑料包装产品，特别是塑料包装膜，已经广泛地应用于食品、医药、化工等领域，给人们带来了极大的便利。其中，聚丙烯塑料包装膜是用平膜法经过双向拉伸而制得的薄膜，具有拉伸强度高、刚性高、透明度好、光泽度好、低静电性能、优异的印刷性能和涂层附着力、优异的水蒸气和阻隔性能，因此应用广泛。然而，塑料包装膜在使用中容易滋生细菌，成为疾病传染的媒介，威胁人们的健康安全，因此，对于塑料包装膜的抗菌保健加工具有非常重要的意义。

目前，塑料包装膜的抗菌性能主要通过添加抗菌填料实现。抗菌填料一般分为无机类和有机类。其中，无机类抗菌填料主要有金属离子（Cu、Ag、Zn等）、光催化剂（二氧化钛、氧化锌等）和复合抗菌剂，具有不产生耐药性、长效无副作用、突出的缓释性和良好的耐热性；有机类抗菌填料主要包括有机小分子、有机高分子等，具有杀菌速度快、加工方便、长效广谱、种类丰富等优点。研究新型高效的抗菌填料对于公共安全卫生有着重要作用。

二氧化钛具有很好的光催化活性，化学稳定性高，对人体安全无害，是一种理想的无机抗菌剂。二氧化钛的抗菌机理为：二氧化钛是具有宽带隙的半导体，当其受到大于禁带宽度能量的光照射时，电子从价带被激发到导带，形成电子-空穴对，迁移到半导体表面的空穴促进-OH和H₂O分子氧化形成羟基自由基，具有极强的氧化能力，能使大部分的有机污染物和细菌、霉菌分解为二氧化碳和水等无害物质，具有优异的抗菌性能。

小分子季铵盐类抗菌剂是一种常用的有机抗菌剂，其实现抗菌效果的过程为：吸附到细菌表面，穿透细胞壁，与细胞膜结合，扰乱细胞膜组成，导致胞内物质泄漏，最后导致细菌死亡。小分子季铵盐类抗菌剂对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等具有良好的抗菌能力。

但是，纳米二氧化钛无机抗菌剂与聚合物基体的相容性较差，易团聚，从而降低抗菌能力；而小分子季铵盐类有机抗菌剂的稳定性差，易挥发易溢出，从而降低抗菌持久性。

发明内容

可见，纳米二氧化钛具有容易团聚而降低抗菌能力的缺陷，小分子季铵盐具有稳定性差、易挥发易溢出而降低抗菌持久性的缺陷。针对这种情况，本发明提出一种具有良好抗菌性的聚丙烯塑料包装膜及制备方法，将纳米二氧化钛接枝在笼型聚倍半硅氧烷表面，并且在笼型聚倍半硅氧烷的表面接枝了含有末端双键的季铵盐，通过聚倍半硅氧烷将二氧化钛、季铵盐结合起来，并通过季铵盐双键接枝于聚丙烯交联网络上，在双向拉伸聚丙烯薄膜表面形成抗菌膜层，可实现明显提高抗菌效果及抗菌持久性。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

本发明首先提供了一种具有良好抗菌性的聚丙烯塑料包装膜的制备方法，具体步骤如下：

（1）将环氧基笼型聚倍半硅氧烷加入二甲苯中，加热至120~125℃，然后加入预处理纳米二氧化钛，并滴加碳酸钾溶液，反应90~120min，再加入N,N-二甲基-2-羟基乙胺，并补加碳酸钾溶液，继续反应120~150min，反应完成后过滤、洗涤、干燥，得到接枝二氧化钛及叔胺基团的改性聚倍半硅氧烷A；