[发明专利]一种可降解的抗菌气泡膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可降解的抗菌气泡膜及其制备方法，所述可降解的抗菌气泡膜为A/B/A的三层结构，其中，A层为PBST复合膜，B层为PVA复合膜；其中，所述A层以重量份数计，含有PBST 2000‑3000份、抗菌填料0.1‑5份、偶联剂100‑200份；所述抗菌填料为载银磷酸锆钠，所述偶联剂为三异硬酯酸钛酸异丙酯；所述B层以重量份数计，含有PVA 2500‑3500份、增强剂400‑500份、引发剂30‑150份；所述增强剂为γ‑庚内酯。所述可降解的抗菌气泡膜的抗菌性能优异，且具有较好的力学性能和自然降解性能，具有极好的市场运用前景。

技术领域

本发明涉及气泡膜技术领域，一种可降解的抗菌气泡膜及其制备方法。

背景技术

包装膜主要用于缠绕包装，使包装物美观整洁，应用于各种行业。包装膜在我国工业中有较高占比，而塑料在包装膜中具有举足轻重的地位。塑料大多是以合成或天然的高分子树脂为主要材料，添加各种助剂后使材料在一定的温度和压力下具有延展性，冷却后可以固定其形状的一种材料。

现在传统的包装膜材料主要有OPP(定向聚丙烯)、PET(聚乙烯对苯二甲酸脂)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)等。例如气泡膜就是广泛运用的一种包装材料，它是以高压聚乙烯为主要原料，再添加增白剂、开口剂等辅料，经230度左右高温挤出吸塑成气泡的产品。但是，随着国家对于环保的要求日渐变高，气泡膜虽然满足大多数包装需求，其难以降解或降解时产生大量有害物质的原因，竞争力已经慢慢变小，社会迫切需要竞争力强且环境友好的气泡膜。

此外，对于食品方面的包装膜还需要一定的抗菌性，可以有效防止细菌增殖引起食物变质。目前抗菌包装已经是一种替代食品防腐剂的有效方法。例如专利公开号CN113234307 A中使用淀粉、生物降解聚酯、天然抗菌剂以及蒙脱土等制成的全降解抗菌食品包装膜；又如专利公开号CN 114058055 A中以小麦麸皮为原料，通过光热剂喷涂以及表面修饰，制得一种具有光热抗菌功能的可降解冷冻食品包装膜；专利公开号CN106317723 A通过制备海藻酸钠纳米纤维素抗菌膜溶液和聚乙烯醇-壳聚糖纳米TiO₂抗菌膜液倒入模具后脱模得到具有抗菌功能的可降解双层纳米包装膜，可以延长蛋品的货架期。

在上面的方案中，例如CN106317723 A采用聚乙烯醇作为薄膜基料，而聚乙烯醇由于羟基暴露在外的原因，耐水性很差，以及难以使用平常挤出吹膜法制成，导致其工业化困难。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的气泡膜存在的耐水性差问题，提供一种可降解的抗菌气泡膜，采用A/B/A的三层结构，A层为PBST复合膜，B层为PVA复合膜。

本发明中，B层处于中间，受到A层的保护，同时，B层添加γ-庚内酯，它可以与PVA裸露在外的羟基发生开环聚合反应，使得PVA膜层的防水性增加，可以改善整体气泡膜的耐水性不足的问题和力学性能。

本发明中，在PVA与γ-庚内酯的反应中添加辛酸亚锡(Sn(Oct)₂)作为引发剂，可以与醇羟基以及微量的水引发γ-庚内酯在PVA的侧羟基上反应，完成接枝聚合。反应原理如下：

本发明中，A层中添加载银磷酸锆钠作为无机抗菌剂，作为一种离子交换剂，其中的银离子与水或水蒸汽接触后会释放出银离子，随后银离子会吸附在细菌表面，并与细菌蛋白酶的巯基结合，从而破坏细菌的组织结构，在很大程度上也抑制了细菌的增殖。

但是，载银磷酸锆钠容易流失，且引入载银磷酸锆钠会显著降低气泡膜的力学强度，为此，本发明采用A/B/A的三层结构，以弥补载银磷酸锆钠对气泡膜机械性能的损害，同时在B层添加三异硬酯酸钛酸异丙酯，可以与有机分子物理缠绕，发生化学反应以及生成氢键溶于有机分子中，以进一步增加材料疏水性、机械性能和力学强度。

具体方案如下：