專利名稱：一種具有抗菌性可降解pva吹塑薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于抗菌型包裝材料領(lǐng)域，特別涉及天然高分子殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)以“綠色健康”為主題的社會(huì)。為了治理“白色污染”，早在2008年6月我國(guó)開始實(shí)施禁塑令。禁塑令的實(shí)施對(duì)減少“白色污染”、減輕環(huán)境壓力起到一定的效果，但不能徹底根治。聚乙烯醇(PVA)由于其獨(dú)特的物理與化學(xué)性能一直以來受到廣泛關(guān)注，開發(fā)新的生產(chǎn)工藝與性能的PVA薄膜是目前國(guó)內(nèi)外的共同目標(biāo)。聚乙烯醇薄膜具有良好的水溶解性能、氣體阻隔性、抗靜電性能與防塵性能、優(yōu)異的生物降解性并且無毒，降解速度快。綜合來說聚乙烯醇薄膜是新一代環(huán)境友好型塑料薄膜材料，可以徹底解決包裝廢棄物處理問題。殼聚糖(CS)是甲殼素部分脫乙?；苌?，自然界中唯一存在的堿性多糖。殼聚糖來源豐富，具有良好的生物相容性、生物可降解性以及抗菌、止血和促進(jìn)傷口愈合等優(yōu)異性能，得到各行各業(yè)的廣泛關(guān)注。殼聚糖大分子鏈上含有氨基與羥基，能夠很好的與聚乙烯醇復(fù)合，且不會(huì)影響膜的性能。由于殼聚糖分子鏈上具有大量的氨基，在酸性條件下易形成NH2+,NH2+與負(fù)電性的細(xì)菌細(xì)胞膜外表面相互吸引，阻礙細(xì)菌細(xì)胞生物合成，可以抑制細(xì)菌增殖(紡織學(xué)報(bào)，2003，24，151)。另外殼聚糖具有很好的生物相容性，與生物降解性能，使得其在醫(yī)藥、環(huán)保、食品、日用化妝品等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。例如中國(guó)專利CN101293965A介紹了一種羧甲基殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合海綿及其制備方法，制備的多孔海綿安全低毒，具有促進(jìn)傷口愈合和止血特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于傷口敷料。再如中國(guó)專利CNlO 1200553A介紹了銀納米粒子/聚乙烯醇復(fù)合薄膜及其制備方法和用途，采用高溫還原法與流延成膜法制備的含有銀納米粒子具有抗菌性能的薄膜。本發(fā)明以聚乙烯醇作為薄膜載體，具有生產(chǎn)方便、安全低毒與價(jià)格便宜等特點(diǎn)，在加入殼聚糖后又具有抗菌功效。本發(fā)明殼聚糖以微粒的形式均勻分散在聚乙烯醇內(nèi)部，由于聚乙烯醇與殼聚糖都是多羥基結(jié)構(gòu)，在共混擠出時(shí)能夠很好結(jié)合。本發(fā)明生產(chǎn)的薄膜在微生物的作用下完全分解成CO2和H2O,可用于食品包裝、服裝包裝、電子產(chǎn)品包裝及特殊的包裝材料等，故本產(chǎn)品應(yīng)用潛力巨大，具有很好的開發(fā)前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:提供一種工藝簡(jiǎn)單、力學(xué)性能良好、具有抗菌性與水溶性新型可降解薄膜的制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案:本發(fā)明提供的殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合薄膜，它是以殼聚糖和聚乙烯醇為主要原料制備而成，各種原料所占比例為:殼聚糖0.1 10份，聚乙烯醇100份，復(fù)配增塑劑10 35份，輔助添加劑I 5份。
本發(fā)明的殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合薄膜的制備方法工藝流程具體包括以下步驟:(I)將0.Γιο份殼聚糖(Mw = 3000 200000g.moF1)溶解于質(zhì)量比為10/99飛0/50的乙酸與去離子水的混合溶劑，在經(jīng)過充分?jǐn)嚢?，至完全溶解，靜置。(2)將步驟(I)得到的殼聚糖溶液加入到10 35份復(fù)配增塑劑中，攪拌均勻等到均一溶液。(3)在高混機(jī)中將步驟(2)中得到的均一溶液分批逐滴加入聚乙烯醇顆粒(聚合度為500 3600，醇解度為80 99%)中，高速攪拌，溫度100°C下保持30min。(4)在步驟(3)得到的殼聚糖/聚乙烯醇混合粉末中加入I 5份輔助添加劑(潤(rùn)滑劑、開口劑、熱穩(wěn)定劑、速溶劑)，攪拌均勻。(5)利用單螺桿吹膜機(jī)擠出吹塑成膜，收卷。加工溫度為:第一段溫度140 150°C，第二段溫度190 210°C，第三段溫度190 210°C，?？跍囟?80 205°C。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):1.本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，可連續(xù)化生產(chǎn)，效率高；2.本發(fā)明不需要擠出造粒過程，生產(chǎn)成本低；3.殼聚糖微粒能夠很好的分散于聚乙烯醇中，且在加工過程中，殼聚糖結(jié)構(gòu)未破壞；4.本發(fā)明生產(chǎn)出薄膜具有抗菌性能，且力學(xué)性能優(yōu)良，水溶性好，能夠完全被微生物分解。


圖1是殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合薄膜的制備方法工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例:1.將0.5kg殼聚糖溶解于1.5kg質(zhì)量比為10/90的乙酸與去離子水混合溶劑中，在經(jīng)過充分?jǐn)嚢?，以至完全溶解，靜置。2.將步驟(I)得到的殼聚糖溶液加入到12kg復(fù)配增塑劑中，攪拌均勻等到均一溶液。3.將步驟(2)得到的混合溶液分批逐滴加入到聚乙烯醇顆粒中，高速攪拌，溫度100°C 保持 30min ；4.在步驟(3)得到的殼聚糖/聚乙烯醇混合粉末中加入2.0kg輔助添加劑(潤(rùn)滑齊U、開口劑、熱穩(wěn)定劑、速溶劑)，攪拌均勻。5.利用單螺桿吹膜機(jī)擠出吹塑成膜，收卷。加工溫度為:第一段溫度145°C，第二段溫度200°C，第三段溫度200°C，模口溫度195°C。
權(quán)利要求
1.一種具有抗菌性能的可降解PVA吹塑薄膜的制備方法，其特征在于以下步驟: (1)殼聚糖溶解于乙酸與去離子水組成的混合溶劑中，在經(jīng)過充分?jǐn)嚢?，靜置，得到均一溶液； (2)步驟(I)得到的殼聚糖溶液加入到復(fù)配增塑劑中，攪拌均勻等到均一溶液； (3)將步驟(2)得到的混合溶液，緩慢加入到聚乙烯醇顆粒中，高速攪拌，溫度100°C保持 30min ； (4)在步驟(3)得到的殼聚糖/聚乙烯醇混合粉末中加入I 5份輔助添加劑，攪拌均 勻； (5)利用單螺桿吹膜機(jī)擠出吹塑成膜，收卷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于步驟(I)所用的殼聚糖用量為0.Γ10份，其分子量為Mw=300(T200000g.moΓ1、脫乙酰度為DD = 88% 99%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于步驟(2)所用的復(fù)配增塑劑1(Γ35份，復(fù)配增塑劑為水、乙二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、山梨糖醇、低分子量的聚乙烯醇、聚乙二醇等多元醇及其衍生物中兩種或多種組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于步驟(3)所用的聚乙烯醇聚合度為500 3600、醇解度為80 99%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于步驟(4)中使用的輔助添加劑Γ5份，輔助添加劑為潤(rùn)滑劑、開口劑、熱穩(wěn)定劑、速溶劑，其中速溶劑為自制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于步驟(5)加工溫度為:第一段溫度140 150°C，第二段溫度190 210°C，第三段溫度190 210°C，?？跍囟?80 205°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于可降解抗菌型包裝材料領(lǐng)域，特別涉及天然高分子殼聚糖/聚乙烯醇復(fù)合薄膜的制備方法。制備時(shí)，選用聚合度500～3600、醇解度80％～99％的聚乙烯醇和分子量為3000～200000g·mol-1的殼聚糖為主要原料，通過單螺桿擠出機(jī)，在180～210攝氏度下擠出吹膜，通過控制聚乙烯醇與殼聚糖的質(zhì)量比，可以得到不同抗菌能力的薄膜。本發(fā)明制備出的薄膜性能良好，能夠被微生物降解；殼聚糖以微粒的形式分散在聚乙烯醇中；其制備工藝簡(jiǎn)單、成本低、效率高；且制備出的薄膜對(duì)金黃色葡萄球菌與大腸桿菌表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌性能，可以作為緩釋抗菌薄膜、特殊的包裝材料。
文檔編號(hào)B29L7/00GK103144280SQ20121025746
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者馬貴平, 聶俊, 彭呈 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)常州先進(jìn)材料研究院