[发明专利]一种聚乳酸基食品包装复合膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚乳酸基食品包装复合膜及其制备方法，本发明通过将纳米氧化锌接枝在聚乳酸膜的表面，使得纳米氧化锌分散更加均匀，避免发生团聚，提升了复合膜材料的抗菌性能，通过抑制微生物的生长，保证了食品的新鲜度；本发明提供的膜液在聚乳酸负载氧化锌膜材料的表面形成保护膜层，保护膜层中聚赖氨酸与明胶在交联剂聚乙二醇二缩水甘油醚的作用下，发生交联反应，形成致密的结构，使得保护膜具有优异的氧气阻隔能力，同时聚乳酸膜表面未参与反应的氨基也能与聚乙二醇二缩水甘油醚发生反应，使得复合膜材料中各成分结合紧密，进一步提高了复合膜材料的氧气阻隔性能和力学性能。

技术领域

本发明涉及包装膜材料技术领域，具体涉及一种聚乳酸基食品包装复合膜及其制备方法。

背景技术

食品包装是为了保持食品的品质，使食品在储藏、流通、销售过程中不致变质，防止微生物的污染，防止超化学、物理变化，因此，食品包装材料的发展具有重要意义。随着塑料的普遍应用，食品包装材料由纸、竹、木等逐步改为塑料膜，食品包装膜具有阻隔性好、易于加工、质轻、价格便宜等优点，已成为在食品工业和日常生活中应用极广的食品包装材料。

许多传统型包装膜(如PP、PE、PVC、PET)，它们有很好的热封性、印刷性、气体阻隔性以及可控的摩擦系数，但这些材料均不具备生物降解性能，污染环境；随着全生物降解材料的开发，生物降解材料逐渐应用到包装膜中，如聚乳酸，聚乳酸(PLA)具有高强度、高模量，但断裂伸长率非常低导致其韧性非常差，同时聚乳酸本身的阻隔性和抗菌性较差，难以满足很多应用场景的需求。

中国专利文献201510216262.6公开了一种具有抗菌阻隔性的高强韧聚乳酸复合膜，该复合膜原料包括聚乳酸、EVOH、聚乳酸接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、八臂马来酸酐POSS，纳米TiO₂，抗氧剂和抗紫外线剂，通过多层共挤成膜；该复合膜具有优异的强度、韧性，并对气体具有良好的氧气阻隔性，且具有良好的抗菌效果，可应用于环保包装膜领域，但是在制备过程中，纳米TiO₂直接添加到复合膜中，纳米TiO₂容易团聚，复合膜的抗菌性能仍有待提高。

中国专利文献200710190063.8公开了一种聚乳酸/热塑性淀粉挤出吹塑薄膜及其生产方法与应用，通过将原料组分包括聚乳酸、脂肪族-芳香族聚酯的共聚物、热塑性淀粉、增韧剂、成核剂、润滑剂、抗氧剂、增强剂与抗紫外线剂混合后加入至双螺杆挤出机，自双螺杆挤出机口模挤出造粒，然后再采用挤出吹塑的方法生产聚乳酸/热塑性淀粉薄膜材料制品，但所制备的薄膜的机械性能较差，使用范围受到限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚乳酸基食品包装复合膜及其制备方法，所制备的复合膜具有良好的力学性能、氧气阻隔性能和食品防腐性能。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种聚乳酸基食品包装复合膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚乳酸膜进行氨气等离子体表面预处理，得到氨基改性聚乳酸膜；

(2)将纳米氧化锌分散在乙醇水溶液中，然后向其中加入KH550，加热搅拌，随后经离心、洗涤、干燥，得到改性氧化锌；

(3)将氨基改性聚乳酸膜浸入去离子水中，向其中加入改性氧化锌，分散均匀，然后向其中加入京尼平溶液，加热搅拌反应，待反应完成后，取出膜，经洗涤、干燥，得到聚乳酸负载氧化锌膜材料；

(4)将聚乳酸负载氧化锌膜材料浸渍在膜液中，浸轧处理3-5次，随后轧去多余膜液，将膜材料进行热处理，经洗涤、干燥后，得到聚乳酸基食品包装复合膜，其中膜液包括聚赖氨酸、明胶、聚乙二醇二缩水甘油醚和去离子水。

优选的，步骤(1)中，氨气等离子体的处理功率为100-150w，处理时间为90-120s。