[发明专利]一种高抗拉全生物降解抗菌薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种高抗拉全生物降解抗菌薄膜及其制备方法和应用，所述高抗拉全生物降解抗菌薄膜的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：聚乳酸50‑70份；聚对苯二甲酸‑己二酸丁二醇酯20‑35份；相容剂0.6‑1.5份；载银硅藻壳5‑15份。本发明通过人工养殖硅藻载银硅藻壳和聚乳酸、聚对苯二甲酸‑己二酸丁二醇酯复合，制备得到的高抗拉全生物降解抗菌薄膜在拉伸强度满足需求的情况下具有较高的断裂伸长率，并且具有优异的降解性能和抗菌性能。此外，通过改变载银硅藻壳的含量可以调节薄膜的降解速率。

技术领域

本发明属于塑料薄膜技术领域，涉及一种高抗拉全生物降解抗菌薄膜及其 制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着塑料工业的发展，塑料制品已经广泛应用于工业、农业、食 品业等诸多领域，涉及到生产生活的各个方面。在农业上，地膜覆盖栽培技术 对农业增产起到关键性作用，被誉为农业上的“白色革命”。在生产生活上，塑 料制品大量用作包装材料，同时塑料制品不断取代玻璃和金属达到轻质减重效 果。但这一短期性和一次性使用的塑料制品在完成其作用后，废弃在土壤中不易降解，在城市、铁路沿线、江山河海等地方随处可见废弃的塑料制品，目前 的回收工作困难造成严重的环境污染。在未来，可生物降解塑料将会得到大规 模的推广使用。

生物降解塑料又称生物分解塑料，指在自然界如土壤和/或沙土等条件下， 和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存 在的微生物作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳(CO₂)或/和甲烷(CH₄)、 水(H₂O)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。其中以聚乳酸(PLA)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)为代表的生物降解材料得到 了广泛的关注。PLA模量高，但是韧性差，PBAT韧性高，但是强度很低，因此 将二者有机结合在一起，优劣互补，实现高强高韧。

目前，抗菌包装薄膜在各领域的需求都十分迫切。一方面外包装既要满足 环保性，又要实现抗菌性，但是现有全生物降解抗菌包装薄膜的力学性能很难 满足行业使用需求，在替代传统聚烯烃类包装薄膜仍具有挑战性。

CN109929228A公开了一种绿色可生物降解的塑料薄膜，由如下重量份的原 料制成：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯60-70份、聚乳酸20-30份、改性淀粉16-24 份、增强填料4-7份、增塑剂5-8份、润滑剂2-3份、光稳定剂1-2份；该发明 还公开了所述绿色可生物降解的塑料薄膜的加工工艺。该发明采用聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚乳酸为基体，皆为可完全生物降解塑料、绿色环保，二者 按照一定配比作为薄膜基体，能够弥补各自的缺陷，在力学性能、阻隔性能上 达到互补的效果；通过改性淀粉的适量添加，能够提高薄膜的力学性能和PBAT 的完全降解塑料；通过增强填料的微量辅助，提高薄膜的强度和阻隔性能，得 到一种性能优异、绿色可生物降解的塑料薄膜。但该发明的塑料薄膜的断裂伸 长率较低、降解性能有待进一步提高、无抗菌性。

因此，在本领域中，期望开发一种高抗拉全生物降解抗菌薄膜。

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高抗拉全生物降解抗菌 薄膜及其制备方法和应用。本发明制备的高抗拉全生物降解抗菌薄膜在拉伸强 度满足需求的情况下具有较高的断裂伸长率，并且具有优异的抗菌性和生物降 解性，有利于保护环境，有助于推动我国可完全降解塑料产业链的形成，对带 动降解塑料行业的发展具有重要意义。

在本发明中，高抗拉指的是全生物降解抗菌薄膜的拉伸强度不小于22MPa， 断裂伸长率不小于250％。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种高抗拉全生物降解抗菌薄膜，所述高抗拉全生 物降解抗菌薄膜的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：