本发明属于包装材料的制备技术领域，具体是一种高阻隔抗菌复合包装膜的制备方法。
背景技术：
随着人们生活水平的不断提高和物质文化的进步，人们对食品安全和品质提出了更高的要求。目前常用的ldpe薄膜具有优良的热封性能、机械性能和透明性在包装领域得到了广泛的应用。然而，ldpe薄膜的阻隔性能较差，尤其是对氧气的阻隔性能难以满足水分含量少及含有油脂类食品包装的要求，同时，普通ldpe薄膜也不具备抗菌性能，上述缺点限制了其在食品包装领域的应用范围。为了在保证食品安全的同时又能延长其货架期，制备具有高阻隔性能的同时又具有抗菌性的复合包装膜是十分必要的。
纳米纤维素是一种天然高分子多糖类聚合物，具有天然可降解的特点及良好的成膜性，纳米纤维素膜具有良好的抗张强度、氧气阻隔性能和透明度。乳酸链球菌素是一种天然多肽分子细菌素，对大多数细菌尤其是革兰氏阳性菌如李斯特氏菌、金黄葡萄球菌具有明显的抑菌作用，而且安全无毒，是目前世界上唯一被允许用作食品防腐剂的细菌素。将乳酸链球菌素与壳聚糖、淀粉等溶液共混后流延成膜，可以制备具有抗菌功能的可食性薄膜，应用于奶酪、肉类等食品的保鲜包装中。但目前尚未见有采用低温等离子体处理后的ldpe薄膜与纳米纤维素及乳酸链球菌素相结合制备高阻隔抗菌复合包装膜的相关报道。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种高阻隔抗菌复合包装膜的制备方法，该方法通过利用低温等离子体处理来增加ldpe薄膜基材的亲水性，采用表面涂覆的工艺将纳米纤维素与ldpe膜复合，使制备得到的复合膜兼具有纳米纤维素优良的氧气阻隔性能和ldpe的热封性能，而且具有优良的抗菌性能。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明一种高阻隔抗菌复合包装膜的制备方法，包括如下操作步骤：
1)低温等离子体改性处理复合膜基材
将单层ldpe薄膜或ldpe复合膜作为基材，用无水乙醇将其表面膜擦净，放入35℃鼓风干燥箱中干燥1～2h；然后经裁剪放入低温等离子体仪中进行处理，工艺条件为：空气流量与氧气流量之比为5∶1～5∶5、空气流量为0.1～0.9l/min、电流设置为0.3～0.8a、电压为100～200v、真空度为500～1600pa、处理时间为1～5min；
2)制备抗菌混合液
将直径2～20nm、长度0.1～10000μm的纳米纤维素，用去离子水将其稀释至浓度为0.5％～1.5％(wt.％)的纳米纤维素悬浮液；用ph为2的盐酸溶液配制浓度为1％(wt.％)的乳酸链球菌素溶液，将乳酸链球菌素溶液加入到纳米纤维素悬浮液中，经高速搅拌机搅拌均匀后制得乳酸链球菌素浓度为1000～5000mg/l的抗菌混合液；
3)涂覆抗菌混合液
采用涂覆法将步骤2)制得的抗菌混合液均匀地涂覆在经步骤1)处理后的ldpe膜表面，涂覆时首先将ldpe膜平整地固定在自动涂膜机的钢板上，低温等离子体处理过的一面朝上，将抗菌混合液滴在线棒涂覆器下方1cm处，线棒涂覆器涂布速度为1～3m/min，涂覆厚度为30～100μm，涂覆后在30～60℃温度下，干燥24h，即制得高阻隔抗菌复合包装膜。
步骤(1)中，所述单层ldpe薄膜或ldpe复合膜的厚度为30～80μm；所述ldpe复合膜包括bopp/ldpe和pet/ldpe复合膜。
步骤(1)中，所述裁剪成12cm*18cm的单层ldpe薄膜或ldpe复合膜。
步骤(2)中，所述纳米纤维素由原料为漂白针叶木纤维、漂白阔叶木纤维或漂白蔗渣纤维采用机械研磨法制得。
本发明方法以ldpe薄膜为制备复合包装膜的基材，采用低温等离子体对其进行改性处理，然后将乳酸链球菌素与纳米纤维素悬浮液混合，经高速搅拌机搅拌均匀后制得抗菌混合液，最后采用涂覆法将抗菌混合液涂覆在经等离子体处理的ldpe薄膜表面，干燥后制成纳米纤维素/ldpe高阻隔抗菌复合包装膜。
本发明将乳酸链球菌素作为抗菌剂添加到纳米纤维素中，可以制备具有良好抗菌性能的纳米纤维素膜，通过将纳米纤维素膜与ldpe薄膜复合，在提高ldpe薄膜对氧气的阻隔性能的同时使得复合膜具有了抗菌性，从而满足食品对包装材料氧气阻隔性和抗菌性的要求。采用等离子体技术可以降低ldpe薄膜的表面自由能，使其表面由憎水性转变为亲水性，从而可以实现纳米纤维素膜与ldpe薄膜的复合。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1)本发明制备方法中利用低温等离子体处理来增加ldpe薄膜基材的亲水性，采用表面涂布的工艺将纳米纤维素与ldpe膜复合，使得所制备的复合膜兼具有纳米纤维素优良的氧气阻隔性能和ldpe的热封性能。
2)本发明制备方法中采用的纳米纤维素是可生物降解的绿色包装材料，抗菌剂乳酸链球菌素对人体无毒无害，将乳酸链球菌素与纳米纤维素复合制备涂覆液用于ldpe膜涂覆，使制备得到的复合膜具有优良的抗菌性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种高阻隔抗菌复合包装膜的制备方法如下：
1)低温等离子体改性处理复合膜基材
选择厚度30μm的单层ldpe薄膜为高阻隔抗菌复合包装膜的基材，用无水乙醇将其表面膜擦净，放入35℃鼓风干燥箱中干燥1h；将其剪切成约12cm*18cm的ldpe薄膜放入低温等离子体仪中进行处理，工艺条件为：空气流量与氧气流量之比为5∶1、空气流量为0.1l/min、电流设置为0.3a、电压为100v、真空度为500pa、处理时间为1min；
2)制备抗菌混合液
以漂白针叶木纤维为原料，采用机械研磨法制得直径2～20nm，长度0.1～10000μm的纳米纤维素，用去离子水将其稀释至浓度为0.5％(wt.％)的悬浮液；用ph为2的盐酸溶液配制浓度为1％(wt.％)的乳酸链球菌素溶液，并将乳酸链球菌素溶液加入到浓度为0.5％的纳米纤维素纤丝悬浮液中，经高速搅拌机搅拌均匀配制成乳酸链球菌素浓度为1000mg/l的抗菌混合液；
3)涂覆抗菌混合液
采用涂覆法将步骤2)制得的抗菌混合液均匀地涂覆在经步骤1)处理后的ldpe薄膜表面，涂覆时首先将低温等离子体处理后的ldpe膜平整地固定在自动涂膜机的钢板上，低温等离子体处理过的一面朝上，将抗菌混合液滴在线棒涂覆器下方1cm处，线棒涂覆器涂布速度为1m/min，涂覆厚度为30μm，涂覆后在30℃温度下，干燥24h，即制得高阻隔抗菌复合包装膜。
制得的高阻隔抗菌复合包装膜厚度为60.9μm，氧气透率为55.13cc/(m2.day)，对李斯特菌抑菌率达到25.75％。
实施例2
一种高阻隔抗菌复合包装膜的制备方法如下：
1)低温等离子体改性处理复合膜基材
选择厚度50μm的bopp/ldpe复合膜为高阻隔抗菌复合包装膜的基材，用无水乙醇将其表面膜擦净，放入35℃鼓风干燥箱中干燥1.5h；将其剪切成约12cm*18cm的ldpe薄膜放入低温等离子体仪中进行处理，工艺条件为：空气流量与氧气流量之比为5∶2、空气流量为0.5l/min、电流设置为0.56a、电压为150v、真空度为1000pa、处理时间为3min；
2)制备抗菌混合液
以漂白阔叶木纤维为原料，采用机械研磨法制得直径2～20nm，长度0.1～10000μm的纳米纤维素，用去离子水将其稀释至浓度为1.0％(wt.％)的悬浮液；用ph为2的盐酸溶液配制浓度为1％(wt.％)的乳酸链球菌素溶液，并将乳酸链球菌素溶液加入到浓度为1.0％的纳米纤维素纤丝悬浮液中，经高速搅拌机搅拌均匀配制成乳酸链球菌素浓度为3000mg/l的抗菌混合液；
3)涂覆抗菌混合液
采用涂覆法将步骤2)制得的抗菌混合液均匀地涂覆在经步骤1)处理后的ldpe薄膜表面，涂覆时首先将低温等离子体处理后的ldpe膜平整地固定在自动涂膜机的钢板上，低温等离子体处理过的一面朝上，将抗菌混合液滴在线棒涂覆器下方1cm处，线棒涂覆器涂布速度为2m/min，涂覆厚度为60μm，涂覆后在40℃温度下，干燥24h，即制得高阻隔抗菌复合包装膜。
制得的高阻隔抗菌复合包装膜厚度为101.3μm，氧气透率为25.13cc/(m2·day)，对李斯特菌抑菌率达到57.87％。
实施例3
一种高阻隔抗菌复合包装膜的制备方法如下：
1)低温等离子体改性处理复合膜基材
选择厚度为80μm的pet/ldpe复合膜为高阻隔抗菌复合包装膜的基材，用无水乙醇将其表面膜擦净，放入35℃鼓风干燥箱中干燥2h；将其剪切成约12cm*18cm的ldpe薄膜放入低温等离子体仪中进行处理，工艺条件为：空气流量与氧气流量之比为5∶5、空气流量为0.9l/min、电流设置为0.8a、电压为200v、真空度为1600pa、处理时间为5min；
2)制备抗菌混合液
以漂白蔗渣纤维为原料，采用机械研磨法制得直径2～20nm，长度0.1～10000μm的纳米纤维素，用去离子水将其稀释至浓度为1.5％(wt.％)的悬浮液；用ph为2的盐酸溶液配制浓度为1％(wt.％)的乳酸链球菌素溶液，并将乳酸链球菌素溶液加入到浓度为1.5％的纳米纤维素悬浮液中，经高速搅拌机搅拌均匀配制成乳酸链球菌素浓度为5000mg/l的抗菌混合液；
3)涂覆抗菌混合液
采用涂覆法将步骤2)制得的抗菌混合液均匀地涂覆在经步骤1)处理后的ldpe薄膜表面，涂覆时首先将低温等离子体处理后的ldpe膜平整地固定在自动涂膜机的钢板上，低温等离子体处理过的一面朝上，将抗菌混合液滴在线棒涂覆器下方1cm处，线棒涂覆器涂布速度为3m/min，涂覆厚度为100μm，涂覆后在60℃温度下，干燥24h，即制得高阻隔抗菌复合包装膜。
制得的高阻隔抗菌复合包装膜厚度为183.2μm，氧气透率为23.69cc/(m2·day)，对李斯特菌抑菌率达到83.07％。