本发明涉及高分子材料
技术领域：
，尤其涉及一种环保食品包装塑料及其制备方法。
背景技术：
：随着人们生活水平的提高，人们对物质的需求也越来越大，促使食品领域发展迅速，食品产品在贮存和运输过程中的安全性受到人们的广泛关注。食品包装塑料的使用是实现食品安全储存和运输的有效途径，其具有较好的储存性和便捷性，能够快速高效地将食品进行储存搬运，避免食品产品在贮存、运输等流通过程中常会受到各种不利因素的破坏和影响，在我们的日常生产生活中应用越来越广泛。现有的食品包装塑料对防潮、抗菌功能方面做得仍然还不是很到位，在现实生活中食物因为细菌大量滋生而严重引发霉变是常有现象，这在一定的程度上对资源造成了很大浪费，同时人们因为不小心食用了变质的食物而引发各种疾病。除此之外，市面上的许多食品包装塑料里面含有有毒的增塑剂，影响食品的质量，危害人体健康，不利于环境保护。申请号为201610085466.5的中国发明专利公开了一种食品包装塑料薄膜，它是由下述重量份的原料组成的：聚丙烯210-300、蒙脱石粉7-9、氯化镧1-2、聚乙烯醇5-6、碳酸钠2-3、苯骈三氮唑0.1-0.3、十二烷基硫酸钠0.4-1、甘油三醋酸酯3-5。该发明加入的各原料环保无毒，特别适用于作为食品包装材料，耐撕裂性好，该薄膜具有一定的耐热性，抗紫外性能好，常温、日晒放置也可以在一定时间内减缓食品的腐烂程度，该薄膜的耐寒性好，食品经过该薄膜包装后进行冷冻，可以起到很好的隔绝保护效果。然而，这种材料中的各原料相容性不好，在储存或运输过程中极易发生相分离，其中添加的氯化镧有毒，对环境和食品安全影响都较大。因此，开发一种防潮、抗菌功能显著，机械力学性能佳，抗紫外老化性能和耐热性佳，使用安全环保的环保食品包装塑料符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进食品包装材料行业的发展具有非常重要的意义。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环保食品包装塑料，该塑料防潮、抗菌功能显著，机械力学性能佳，抗紫外老化性能和耐热性佳，使用安全环保。同时，本发明还提供了所述环保食品包装塑料的制备方法，该制备方法简单易行，制备成本低廉，制备效率高，适合连续规模化生产。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种环保食品包装塑料，其特征在于，由包括如下按重量份计的各组分制成：环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)25-35份、乙烯基聚乳酸8-12份、(z)-2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-戊烯酸4-6份、偶联剂1-3份、富勒烯类纳微纤维0.5-0.9份、引发剂0.4-0.6份。优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的至少一种。优选的，所述富勒烯类纳微纤维的制备方法，参见：申请号为200710121120.7实施例1。优选的，所述乙烯基聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：将端氨基聚乳酸、2-(1-甲基乙烯)环氧乙烷、碱性催化剂、阻聚剂加入到有机溶剂中，在70-80℃下搅拌反应6-8小时，后在水中沉出，将沉出的聚合物用乙醚洗涤3-6次，后旋蒸除去水，得到乙烯基聚乳酸。优选的，所述端氨基聚乳酸、2-(1-甲基乙烯)环氧乙烷、碱性催化剂、阻聚剂、有机溶剂的摩尔比为1:1:(1-2):(0.1-0.2):(9-14)。优选的，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。优选的，所述阻聚剂为1,4-萘醌、四氯苯醌中的至少一种。优选的，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃中的任意一种。优选的，所述环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)的制备方法，包括如下步骤：将含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、缩水甘油基炔丙基醚加入到高沸点溶剂中，加热到40-50℃，边剧烈搅拌边加入五水硫酸铜、抗坏血酸和水，保温反应12-18小时，后再水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3-6次，最后旋蒸除去乙醇，得到环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)。优选的，所述含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、缩水甘油基炔丙基醚、高沸点溶剂、五水硫酸铜、抗坏血酸、水的质量比为(3-5):1:(15-25):0.25:0.20:(5-10)。优选的，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的至少一种。优选的，所述含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)的制备方法，参见：申请号为201110030247.4的中国发明专利实施例二。本发明的另一个目的，在于提供一种所述环保食品包装塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，得到混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机挤出成型，得到环保食品包装塑料。优选的，所述挤出温度为180-230℃。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：(1)本发明提供的一种环保食品包装塑料的制备方法，该制备方法简单易行，制备成本低廉，制备效率高，适合连续规模化生产。(2)本发明提供的一种环保食品包装塑料，克服了传统食品包装塑料对防潮、抗菌功能方面做得仍然还不是很到位，里面含有有毒的增塑剂，影响食品的质量，危害人体健康，不利于环境保护耐撕裂性、耐热性、抗紫外性有待进一步提高的缺陷，具有防潮、抗菌功能显著，机械力学性能佳，抗紫外老化性能和耐热性佳，使用安全环保的优点。(3)本发明提供的一种环保食品包装塑料，环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、乙烯基聚乳酸、(z)-2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-戊烯酸分子链上均含有乙烯基，在材料成型阶段，这些乙烯基在引发剂的作用下发生共聚反应，形成三维网络结构，有效改善材料综合性能，对其耐撕裂性能、耐热性具有明显提高。(4)本发明提供的一种环保食品包装塑料，选用的基材聚乳酸、超支化聚(β-环糊精)等均是可生物降解的结构，使得制备得到的包装塑料废弃后可生物降解，有效解决了因为大量塑料废弃带来的白色污染，使得其更加绿色环保。(5)本发明提供的一种环保食品包装塑料，富勒烯类纳微纤维的加入能有效改善塑料的机械力学性能和耐热性，使得其具有可微波炉加热的功能，(z)-2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-戊烯酸结构单元的引入，能有效改善塑料的抗菌性能；环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)通过改性引入三唑和环氧基结构，三唑结构能改善塑料的抗紫外老化性能和抗菌性，环氧基结构能与乙烯基聚乳酸上的羟基和(z)-2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-戊烯酸上的氨基发生化学反应，进一步提高交联密度，改善综合性能；超支化结构的引入使得其与其他组分相容性更好。端氨基聚乳酸通过改性，引入乙烯基和羟基、仲氨基，为后续交联固化提供反应位点。具体实施方式为了使本
技术领域：
人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本发明实施例原料均为商业购买；所述含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)的制备方法，参见：申请号为201110030247.4的中国发明专利实施例二；所述富勒烯类纳微纤维的制备方法，参见：申请号为200710121120.7实施例1。实施例1一种环保食品包装塑料，其特征在于，由包括如下按重量份计的各组分制成：环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)25份、乙烯基聚乳酸8份、(z)-2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-戊烯酸4份、硅烷偶联剂kh5501份、富勒烯类纳微纤维0.5份、偶氮二异丁腈0.4份。所述乙烯基聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：将端氨基聚乳酸、2-(1-甲基乙烯)环氧乙烷、氢氧化钠、1,4-萘醌加入到二氯甲烷中，在70℃下搅拌反应6小时，后在水中沉出，将沉出的聚合物用乙醚洗涤3-6次，后旋蒸除去水，得到乙烯基聚乳酸；所述端氨基聚乳酸、2-(1-甲基乙烯)环氧乙烷、氢氧化钠、1,4-萘醌、二氯甲烷的摩尔比为1:1:1:0.1:9。所述环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)的制备方法，包括如下步骤：将含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、缩水甘油基炔丙基醚加入到二甲亚砜中，加热到40℃，边剧烈搅拌边加入五水硫酸铜、抗坏血酸和水，保温反应12小时，后再水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3次，最后旋蒸除去乙醇，得到环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)；所述含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、缩水甘油基炔丙基醚、二甲亚砜、五水硫酸铜、抗坏血酸、水的质量比为3:1:15:0.25:0.20:5。一种所述环保食品包装塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，得到混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机挤出成型，得到环保食品包装塑料；所述挤出温度为180℃。实施例2一种环保食品包装塑料，其特征在于，由包括如下按重量份计的各组分制成：环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)27份、乙烯基聚乳酸9份、(z)-2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-戊烯酸4.5份、硅烷偶联剂kh5601.5份、富勒烯类纳微纤维0.6份、偶氮二异庚腈0.45份。所述乙烯基聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：将端氨基聚乳酸、2-(1-甲基乙烯)环氧乙烷、氢氧化钾、四氯苯醌加入到三氯甲烷中，在72℃下搅拌反应6.5小时，后在水中沉出，将沉出的聚合物用乙醚洗涤4次，后旋蒸除去水，得到乙烯基聚乳酸；所述端氨基聚乳酸、2-(1-甲基乙烯)环氧乙烷、氢氧化钾、四氯苯醌、三氯甲烷的摩尔比为1:1:1.2:0.13:10。所述环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)的制备方法，包括如下步骤：将含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、缩水甘油基炔丙基醚加入到n,n-二甲基甲酰胺中，加热到43℃，边剧烈搅拌边加入五水硫酸铜、抗坏血酸和水，保温反应13小时，后再水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤4次，最后旋蒸除去乙醇，得到环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)；所述含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、缩水甘油基炔丙基醚、n,n-二甲基甲酰胺、五水硫酸铜、抗坏血酸、水的质量比为3.5:1:17:0.25:0.20:6.5。一种所述环保食品包装塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，得到混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机挤出成型，得到环保食品包装塑料；所述挤出温度为190℃。实施例3一种环保食品包装塑料，其特征在于，由包括如下按重量份计的各组分制成：环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)30份、乙烯基聚乳酸10份、(z)-2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-戊烯酸5份、硅烷偶联剂kh5702份、富勒烯类纳微纤维0.7份、偶氮二异丁腈0.5份。所述乙烯基聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：将端氨基聚乳酸、2-(1-甲基乙烯)环氧乙烷、碳酸钠、1,4-萘醌加入到四氢呋喃中，在75℃下搅拌反应7小时，后在水中沉出，将沉出的聚合物用乙醚洗涤4次，后旋蒸除去水，得到乙烯基聚乳酸；所述端氨基聚乳酸、2-(1-甲基乙烯)环氧乙烷、碳酸钠、1,4-萘醌、四氢呋喃的摩尔比为1:1:1.5:0.15:11。所述环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)的制备方法，包括如下步骤：将含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、缩水甘油基炔丙基醚加入到n,n-二甲基乙酰胺中，加热到45℃，边剧烈搅拌边加入五水硫酸铜、抗坏血酸和水，保温反应16小时，后再水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤5次，最后旋蒸除去乙醇，得到环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)；所述含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、缩水甘油基炔丙基醚、n,n-二甲基乙酰胺、五水硫酸铜、抗坏血酸、水的质量比为4:1:20:0.25:0.20:8。一种所述环保食品包装塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，得到混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机挤出成型，得到环保食品包装塑料；所述挤出温度为200℃。实施例4一种环保食品包装塑料，其特征在于，由包括如下按重量份计的各组分制成：环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)33份、乙烯基聚乳酸11份、(z)-2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-戊烯酸5.5份、偶联剂2.5份、富勒烯类纳微纤维0.8份、引发剂0.55份；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈按质量比3:5混合而成；所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570按质量比1:3:2混合而成。所述乙烯基聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：将端氨基聚乳酸、2-(1-甲基乙烯)环氧乙烷、碱性催化剂、阻聚剂加入到有机溶剂中，在78℃下搅拌反应7.5小时，后在水中沉出，将沉出的聚合物用乙醚洗涤5次，后旋蒸除去水，得到乙烯基聚乳酸；所述端氨基聚乳酸、2-(1-甲基乙烯)环氧乙烷、碱性催化剂、阻聚剂、有机溶剂的摩尔比为1:1:1.8:0.18:13；所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾按质量比1:2:2:3混合而成；所述阻聚剂为1,4-萘醌、四氯苯醌按质量比3:5混合而成；所述有机溶剂为二氯甲烷。所述环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)的制备方法，包括如下步骤：将含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、缩水甘油基炔丙基醚加入到高沸点溶剂中，加热到48℃，边剧烈搅拌边加入五水硫酸铜、抗坏血酸和水，保温反应17小时，后再水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤5次，最后旋蒸除去乙醇，得到环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)；所述含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、缩水甘油基炔丙基醚、高沸点溶剂、五水硫酸铜、抗坏血酸、水的质量比为4.5:1:24:0.25:0.20:9；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮按质量比1:2:1:2混合而成。一种所述环保食品包装塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，得到混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机挤出成型，得到环保食品包装塑料；所述挤出温度为220℃。实施例5一种环保食品包装塑料，其特征在于，由包括如下按重量份计的各组分制成：环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)35份、乙烯基聚乳酸12份、(z)-2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-戊烯酸6份、硅烷偶联剂kh5603份、富勒烯类纳微纤维0.9份、偶氮二异庚腈0.6份。所述乙烯基聚乳酸的制备方法，包括如下步骤：将端氨基聚乳酸、2-(1-甲基乙烯)环氧乙烷、碳酸钾、1,4-萘醌加入到四氢呋喃中，在80℃下搅拌反应8小时，后在水中沉出，将沉出的聚合物用乙醚洗涤6次，后旋蒸除去水，得到乙烯基聚乳酸；所述端氨基聚乳酸、2-(1-甲基乙烯)环氧乙烷、碳酸钾、1,4-萘醌、四氢呋喃的摩尔比为1:1:2:0.2:14；所述环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)的制备方法，包括如下步骤：将含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、缩水甘油基炔丙基醚加入到n-甲基吡咯烷酮中，加热到50℃，边剧烈搅拌边加入五水硫酸铜、抗坏血酸和水，保温反应18小时，后再水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤6次，最后旋蒸除去乙醇，得到环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)；所述含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)、缩水甘油基炔丙基醚、n-甲基吡咯烷酮、五水硫酸铜、抗坏血酸、水的质量比为5:1:25:0.25:0.20:10。一种所述环保食品包装塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，得到混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机挤出成型，得到环保食品包装塑料；所述挤出温度为230℃。对比例1本例提供一种环保食品包装塑料，其配方与制备方法同实施例1，不同的是没有添加环氧基改性含叠氮和乙烯基基团的超支化聚(β-环糊精)。对比例2本例提供一种环保食品包装塑料，其配方与制备方法同实施例1，不同的是没有添加乙烯基聚乳酸。对比例3本例提供一种环保食品包装塑料，其配方与制备方法同实施例1，不同的是没有添加(z)-2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-戊烯酸。对比例4本例提供一种环保食品包装塑料，其配方与制备方法同实施例1，不同的是没有添加富勒烯类纳微纤维。对上述实施例1-5以及对比例1-4所得环保食品包装塑料进行测试，测试方法和测试结果见表1。表1检测项目拉伸强度(mpa)生物降解性能耐热温度(℃)大肠杆菌抗菌率(％)检测方法gb/t1040-1992gb/t18006.2-1999gb1035-70gb4789.2-2016实施例154.5合格18597.7实施例254.8合格18998.1实施例355.3合格19298.4实施例455.7合格19498.8实施例556.4合格19899.2对比例144.2合格17796.5对比例245.0合格18096.9对比例344.7合格17893.7对比例443.6合格17597.0从表1可以看出，本发明实施例公开的环保食品包装塑料具有更好的机械力学性能、耐热性和抗菌性，且生物降解性能合格，这是各组分协同作用的结果。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。当前第1页12