本發(fā)明屬于抑菌包裝材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種能夠顯著增強雙向拉伸聚丙烯薄膜抗菌及親水性能的方法。

背景技術(shù)：

塑料薄膜這類高分子材料在食品包裝領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用，但隨著生活質(zhì)量的提高，人們對于食品的保鮮和安全性有了更高的要求。食品包裝材料往往要直接與所包裝食品接觸，因此會對食品安全產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響消費者的身體健康。進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時代，隨著物流行業(yè)的快速發(fā)展，商品流通變得更加便捷，進(jìn)而對食品的保質(zhì)保鮮提出了更高的要求。目前食品包裝材料一般采用雙向拉伸聚丙烯(BOPP)、鋁箔和聚乙烯結(jié)構(gòu)的薄膜，這些材料雖然有良好的力學(xué)性能，但在食品的保鮮和抗菌上還存在很大的問題。

對于雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)，通過改變聚合物表面的化學(xué)組成、物理結(jié)構(gòu)形態(tài)，可以改善聚合物的粘結(jié)力、抗靜電、表面親疏水性、抗污染等性能，成為對其拓寬應(yīng)用、提升性能、賦予新功能的重要途徑。常用的表面處理技術(shù)有表面涂覆、酸堿化學(xué)處理、紫外光輻照、電暈處理等手段。但是這些技術(shù)或處理效率低，效果差，或能耗高，污染大，并且容易造成BOPP膜發(fā)生卷縮。現(xiàn)有的薄膜為了滿足一些性能要求，均采用多層復(fù)合形式，厚度較大，在運輸和包裝過程中容易發(fā)生脫落，影響美觀，縮短使用壽命。傳統(tǒng)的薄膜親水改性一般采用的是電暈處理來增加親水性，但親水改性的效果隨著時間的延長衰減的很快，造成了薄膜使用性能的缺失。且大多具有抗菌效果的薄膜，均采用單一的抗菌物質(zhì)，抗菌效果差，抗菌周期短。

因此，如何克服現(xiàn)有雙向拉伸聚丙烯薄膜存在的上述缺陷，增強BOPP膜的抗菌及親水性能，就成為現(xiàn)有技術(shù)中亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠顯著增強雙向拉伸聚丙烯薄膜抗菌及親水性能的方法，以使BOPP膜更好地滿足食品包裝的要求。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

除非另有說明，本發(fā)明所采用的百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

一種增強雙向拉伸聚丙烯薄膜抗菌親水性能的方法，包括以下步驟：

(1)BOPP膜的親水改性：將BOPP膜置于正庚烷或丙酮溶液中浸泡4～6h去除表面硅油及雜質(zhì)，然后在BOPP膜表面均勻涂布一層順丁烯二酸酐-羥丁基乙烯單體，50℃真空干燥后置于等離子發(fā)生裝置下，以氧氣作為反應(yīng)氣體對BOPP膜進(jìn)行等離子親水改性；

(2)用十二烷基苯磺酸鈉對碳納米管進(jìn)行超聲分散4min，得到1‰碳納米管分散液備用；

(3)用1ml冰乙酸溶液將殼聚糖充分溶解至透明狀，得到1％的殼聚糖溶液；

(4)涂覆：將備用的碳納米管分散液與殼聚糖溶液混合均勻，然后均勻地涂覆在親水改性后的BOPP膜表面，40℃真空干燥。

步驟(1)中，BOPP膜在等離子發(fā)生裝置下的放電時間為1～5分鐘。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明采用等離子親水改性技術(shù)能夠有效提高BOPP薄膜的親水性，之后再涂覆抗菌物質(zhì)，能夠長期保持薄膜的抗菌性能，使用中不易脫落，增強使用的安全性；

(2)表面涂覆的碳納米管和殼聚糖的混合物抑菌效果顯著。僅在表面涂覆幾個微米的抗菌物質(zhì)，在保持BOPP膜厚度的前提下，既滿足了包裝材料的熱力學(xué)要求，又強化了抗菌性能和機械強度；

(3)本發(fā)明方法簡便、成本低廉，能耗低、所得產(chǎn)品可以替代現(xiàn)有的食品包裝材料，能夠有效保證食品的安全性能和保鮮周期，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所制備的薄膜樣品的抗菌效果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但附圖和實施例并不是對本發(fā)明技術(shù)方案的限定，所有基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的變化，都應(yīng)該屬于本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

取市售的BOPP膜，將薄膜裁剪成5cm×5cm大小，浸泡于正庚烷溶液中6h,去除表面硅油及雜質(zhì)，取出晾干，在薄膜表面均勻涂布一層順丁烯二酸酐-羥丁基乙烯單體，50℃真空干燥后置于等離子發(fā)生裝置下，以氧氣作為反應(yīng)氣體，打開真空泵，調(diào)節(jié)真空度至100Pa，打開電源，使氣壓穩(wěn)定在50V，開始對樣品進(jìn)行放電1min，完成親水改性后取出薄膜。用分散劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)對碳納米管進(jìn)行超聲分散4min，得到1‰碳納米管分散液。用1ml冰乙酸溶液將殼聚糖充分溶解至透明狀，得到1％的殼聚糖溶液。將碳納米管分散液與殼聚糖溶液混合均勻，然后均勻地涂覆在親水改性后的BOPP膜表面，40℃真空干燥，得到樣品1。

實施例2

重復(fù)實施例1，有以下不同點：BOPP膜浸泡于丙酮溶液中4h。等離子裝置下樣品放電時間為2min，得到樣品2。

實施例3

重復(fù)實施例1，有以下不同點：BOPP膜浸泡于丙酮溶液中6h。等離子裝置下樣品放電時間為3min，得到樣品3。

實施例4

重復(fù)實施例1，有以下不同點：BOPP膜浸泡于正庚烷溶液中4h。等離子裝置下樣品放電時間為4min，得到樣品4。

實施例5

重復(fù)實施例1，有以下不同點：BOPP膜浸泡于正庚烷溶液中5h。等離子裝置下樣品放電時間為5min，得到樣品5。

對所得的樣品1～5進(jìn)行力學(xué)性能和抗菌性測試，采用未經(jīng)過親水改性和抗菌處理的空白BOPP膜為對照樣，在常溫條件下進(jìn)行樣品對大腸桿菌，金黃色葡萄球菌的抗菌測試(測試標(biāo)準(zhǔn)采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T31402-2015)以及樣品厚度和接觸角的測量。結(jié)果見表1：

表1：抗菌復(fù)合膜的性能

由表1可以看到，本發(fā)明方法制備的抗菌復(fù)合膜不僅具有良好的性能，還具有高效的抗菌效果，和空白BOPP膜對比厚度基本沒有發(fā)生改變，在等離子親水改性后接觸角由原來的95°左右變?yōu)?8°左右，大大的改善了親水性，還能夠有效殺死微生物的入侵，具有良好的應(yīng)用價值。圖1是樣品抗菌結(jié)果圖，可以看出本發(fā)明的抗菌復(fù)合BOPP膜具有很好的抗菌效果，從圖中的菌落數(shù)的多少可以看到，抗菌復(fù)合膜基本沒有細(xì)菌的生長，而空白的BOPP膜細(xì)菌數(shù)超過了150個，說明本發(fā)明抗菌復(fù)合膜具有很好的抗菌性能。