CN110564122B - 一种可降解抗菌薄膜及其制备 - Google Patents
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Abstract
一种新型可降解抗菌薄膜及其制备。本发明采用PCL(聚己内酯)和PHBV(聚羟基脂肪酸酯)为原材料,并添加绿色增塑剂ATBC(乙酰柠檬酸三丁酯)和抗菌剂CMCS(羧甲基壳聚糖),使用高温热压成膜的方式。先用双螺杆造粒机挤出成条状,然后经过造粒辅助机剪切成粒状,最后通过平板硫化机热压成膜。可降解薄膜组分以及质量分数为:PCL 17.1%,PHBV 68.4%,ATBC 4.5%,CMCS 10%。本发明中的可降解生物薄膜的拉伸性能比其他可降解薄膜好,结晶性能好,紫外屏蔽作用强,有较好的抗菌性能,同时具有良好的疏水性能以及美观性。并且该实验方法操作要求简单容易,对设备的要求也不高。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型可降解抗菌薄膜及其制备方法,特别是一种新型可降解抗菌薄膜及制备方法。
背景技术
随着绿色环保理念深入人心,在包装领域中对于塑料薄膜的环保性能要求也渐渐增加。相比其他包装薄膜不环保的特点,可降解薄膜具有良好的绿色性和较好的综合性能。生物塑料是高分子材料领域中的一股清流,既要求好的技术,也要求好的结果。生物塑料的产品也在中国不断崛起。可降解抗菌薄膜相较其他聚合物薄膜相比具有优良的韧性、疏水性、结晶性、耐磨性和光屏蔽性能等。加工工艺简单,这不但可以降低成本,还有利于它的推广和使用。
可降解材料从上个世纪发展至今,在可降解塑料制备方面,我国与外国相比还有很大差距。一方面原材料来源渠道少且价格昂贵,另一方面制备出的薄膜具有亲水等缺点,影响实际应用广泛性。而可降解薄膜是塑料薄膜的发展趋势,在绿色环保的时代背景下,可降解薄膜将来一定会成为推广研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种好性能外观精美的新型可降解抗菌薄膜。通过对已有的可降解薄膜合成材料进行对比研究,制备出力学性能好,外观精美,具有良好疏水性的可降解抗菌薄膜,同时提供一种制备该薄膜的方法。
实现本发明的技术方案是采用PCL(聚己内酯)和PHBV(聚羟基脂肪酸酯) 并添加绿色增塑剂ATBC(乙酰柠檬酸三丁酯)和抗菌剂CMCS(羧甲基壳聚糖),先用双螺杆造粒机挤出成条状,然后经过造粒辅助机剪切成粒状,最后通过平板硫化机热压成膜。
一种新型可降解抗菌薄膜及其制备,其特征在于:可降解抗菌薄膜的组分按重量比为:
PCL(聚己内酯) 7~20份;
PHBV(聚羟基脂肪酸酯) 20~70份;
ATBC(乙酰柠檬酸三丁酯) 1~8份;
CMCS(羧甲基壳聚糖) 3~10份。
所述的一种新型可降解抗菌薄膜,其特征在于,所述聚己内酯为2-氧杂环庚烷酮的均聚物。
所述的一种新型可降解抗菌薄膜,其特征在于,所述聚羟基脂肪酸酯为3-羟基丁酸脂3-羟基戊酸酯共聚物。
所述的一种新型可降解抗菌薄膜,其特征在于,所述增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯。
所述的一种新型可降解抗菌薄膜,其特征在于,所述抗菌剂为羧甲基壳聚糖。
所述的一种新型可降解抗菌薄膜,其特征在于,所述成型方式为高温热压。
一种新型可降解抗菌薄膜的制备方法,其特征在于,该方法是:
第一步:将聚己内酯,3-羟基丁酸脂3-羟基戊酸酯共聚物和羧甲基壳聚糖放入25℃烘箱内进行干燥5h,然后和乙酰柠檬酸三丁酯一起按不同比例称重,并且放入数显高速搅拌器中进行搅拌2h;
第二步:将搅拌好的混合物倒入双螺杆挤出机进料口,螺杆转速20Hz,加热区温度分别为:一区87℃,二区142℃,三区178℃,四区149℃,出料口为浅褐色条状;
第三步:用造粒辅助机进行剪切成粒状,转速8Hz;
第四步:称取混合粒料20g盛放在聚四氟乙烯垫片上,并且放在平板硫化机下加热板上,预热5~10min,闭合上加热板热压10min。热压温度为173℃,压力为3MPa,然后取出,自然冷却成膜。
本发明的优点和技术效果是:
(1)本发明制备的可降解抗菌薄膜具有良好的外观性;
(2)本发明制备的可降解抗菌薄膜具有良好的结晶性,韧性;
(3)本发明制备的可降解抗菌薄膜具有良好的疏水性。
附图说明
图1为本发明方法的流程图
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
在此实施例中,我们采取表1中的配方进行实验研究:
表1 可降解抗菌薄膜配方
(1)配料
通过天平准确量取各种原料。注意:称取聚羟基脂肪酸酯时要细心,防止掉落。
(2)造粒过程
混合物料放入数显高速搅拌器中进行搅拌2h,并倒入双螺杆挤出机进料口,螺杆转速20Hz,加热区温度分别为:一区87℃,二区142℃,三区178℃,四区 149℃,出料口为浅褐色条状,用造粒辅助机进行剪切成粒状,转速8Hz。注意:造粒过程中一区温度一定要低,防止沾黏。
(3)成膜
称取混合粒料20g盛放在聚四氟乙烯垫片上,并且放在平板硫化机下加热板上,预热5~10min,闭合上加热板热压10min。热压温度为173℃,压力为3MPa,然后取出,自然冷却成膜。
(4)性能测试
①力学性能
按照ASTMD-882测试标准制备样条,测试薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。测试结果见表6。
②水接触角
按照GB/T30693-2014测试标准制备样条,测试薄膜的水接触角。测试结果见表6。
实施例2
在此实施例中,我们采取表2中的配方进行实验研究:
表2 可降解抗菌薄膜配方
其它步骤与具体实施方式一相同。
性能测试
①力学性能
按照ASTMD-882测试标准制备样条,测试薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。测试结果见表6。
②水接触角
按照GB/T30693-2014测试标准制备样条,测试薄膜的水接触角。测试结果见表6。
实施例3
在此实施例中,我们采取表3中的配方进行实验研究:
表3 可降解薄膜配方
实验步骤在于具体实施例1至2相同的基础上添加抗菌实验。
性能测试
①力学性能
按照ASTMD-882测试标准制备样条,测试薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。测试结果见表6。
②水接触角
按照GB/T30693-2014测试标准制备样条,测试薄膜的水接触角。测试结果见表6。
③抗菌性能
按照QB/T-31402-2015,测试标准制备样条,测试薄膜的抗菌性能。测试结果见表6。
表6 实例一至三所得成品测试结果
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种可降解抗菌薄膜,其特征在于:可降解抗菌薄膜的组分质量分数为:
聚己内酯17.1%;
聚羟基脂肪酸酯68.4%;
乙酰柠檬酸三丁酯4.5%;
羧甲基壳聚糖10%;
所述可降解抗菌薄膜的制备方法为:
(1)配料
通过天平准确量取各种原料;
(2)造粒过程
混合物料放入数显高速搅拌器中进行搅拌2h,并倒入双螺杆挤出机进料口,螺杆转速20Hz,加热区温度分别为:一区87℃,二区142℃,三区178℃,四区149℃,出料口为浅褐色条状,用造粒辅助机进行剪切成粒状,转速8Hz;
(3)成膜
称取混合粒料20g盛放在聚四氟乙烯垫片上,并且放在平板硫化机下加热板上,预热5~10min,闭合上加热板热压10min; 热压温度为173℃,压力为3MPa,然后取出,自然冷却成膜。
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