一种多用途环保抗菌薄膜的制备方法与流程

1.本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种多用途环保抗菌薄膜的制备方法。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，薄膜材料的使用范围越来越广泛，目前，市场上多使用的薄膜材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯等材质制得，上述材质的薄膜仅仅能够满足一定的需求，无法满足一些特殊的要求，例如食物包装，蔬菜保鲜，满足果蔬转季储存，长途运输，出口等实用要求，同时具有一定功能的薄膜材料也越来越多，例如具有抗菌、防霉、抗生物的特种薄膜材料也越来越受到人们的喜爱。如专利cn107936416a，使用聚氯乙烯树脂、乙酰柠檬酸、抗菌药物、纳米电气石粉、抗氧化剂等物质制备了医用抗菌薄膜材料。cn109422893a，将长烷基抗菌涂覆剂涂覆在电晕薄膜表面制得抗菌薄膜。cn110564122a，天津科技大学 ，一种新型可降解抗菌薄膜及其制备，采用pcl(聚己内酯)和phbv（聚羟基脂肪酸酯）为原材料，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。
3.聚乙烯醇（pva）是一种水溶性合成高分子聚合物，其分子间存在大量羟基，有较好的吸水性，优异的气体阻隔性，无毒性，降解速度快等特点，相比现今市场上大量使用的聚乙烯、聚氯乙烯等食品包装材料是一种环境友好型材料。有研究人员对其进行改性研究。如专利cn111607179a，将改性tio2、改性纳米银、活化剂、缩合剂、壳聚糖、聚乙烯醇、交联剂按一定配方制备成ag
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tio2改性聚乙烯醇抗菌薄膜；cn106633161a，将蚕丝经高温高压的丝胶溶液，然后与配置好的聚乙烯醇溶液共混，经冷冻
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解冻循环得到丝胶
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聚乙烯醇共混凝胶，烘干，得到丝胶
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聚乙烯醇共混薄膜，再将薄膜置于硝酸银溶液中，利用紫外辐照环原法得负载纳米银的丝胶
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聚乙烯醇共混抗菌薄膜。
4.市面上传统的抗菌薄膜，是直接将抗菌成分涂在薄膜表面的抗菌薄膜，这种在基材薄膜表面涂覆抗菌剂溶液后，与中层的材料粘结制得，虽然工艺简单，但是也存在很多问题，例如抗菌剂粉末超微细化，并使用有机溶剂溶解，这样会对人体和环境造成伤害，并且抗菌剂干燥后会使得表面成分不均匀，限制抗菌效果的发挥，并且味道大、挥发快、难以持久杀菌，从而影响抗菌效果的持久发挥。还有大多采用银离子作为抗菌活性物，具有不可降解性。
5.综上所述，市场迫切需要一种更好的抗菌薄膜材料来改善现有技术的不足。


技术实现要素：

6.为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种多用途环保抗菌薄膜的制备方法，制备的薄膜材料具有杀菌、防止霉变的功能，并且抗菌性持久，并且可以用于抗菌领域的各种用途，例如食品包装、抗菌贴膜、保鲜袋等，并且制备成本低廉、方法简单、无毒无害。
7.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种多用途环保抗菌薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、称取100g水溶性聚乙烯醇颗粒，加入装有800ml蒸馏水的1000ml单位的烧瓶中，将烧瓶放入90℃恒温水浴中，搅拌至形成均质溶液；步骤2、将溶液降温至40℃，依次加入增塑剂、脱模剂、杀菌剂，继续搅拌1h，呈均匀溶液；步骤3、将膜液静置、抽真空去除气泡，在玻璃板上刮膜，干燥后揭膜，得到抗菌薄膜。
8.所述的聚乙烯醇聚合度为500～2000，部分醇解型和完全醇解型聚乙烯醇中一种或以上，其中部分醇解型是指醇解度为85～95%。
9.所述的增塑剂为丙三醇。
10.所述的杀菌剂为乙基己基甘油、1,2
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苯并异噻唑啉
‑3‑
酮、2
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甲基
‑4‑
异噻唑啉
‑3‑
酮、聚六亚甲基单胍、2
‑
溴
‑2‑
硝基
‑
1,3
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丙二醇、苯氧乙醇、辛二醇、聚六亚甲基双胍等中的一种或多种任意比例的混合物。
11.所述的脱模剂为硅油、聚乙二醇或十二烷基苯磺酸钠，优选为聚乙二醇。
12.所述的增塑剂丙三醇质量为膜液质量的0.1～1.5%，优选0.8～1.0%。
13.所述的杀菌剂总量为膜液质量的0.01～0.3%，优选0.05～0.1%。
14.所述的脱模剂用量为膜液质量的0.1～1.2%，优选为0.5～0.8%。
15.所述的干燥温度为40～70℃，优选为60℃。
16.所述的干燥时间为1～4h，优选为2h。
17.本发明的有益效果是：本发明制备的薄膜材料具有杀灭细菌、防止霉变的功能，并且抗菌性持久，可以用于抗菌领域的各种用途，例如食品包装、保鲜袋、药品包装等，并且制备成本低廉、方法简单、无毒无害。
具体实施方式
18.以下结合实施例对本发明进一步叙述。
19.实施例1称取100g牌号1799的水溶性聚乙烯醇粉末，加入装有800ml蒸馏水的1000ml烧瓶中，将烧瓶放入90℃恒温水浴中，搅拌至形成均质溶液；将溶液降温至40℃，依次加入8g丙三醇、6g聚乙二醇、0.3g乙基己基甘油、0.6g聚六亚甲基胍、继续搅拌1h，呈均匀溶液；将膜液静置、抽真空去除气泡，在预先清洗干净的玻璃板上刮膜，放在60℃烘箱中干燥3h,取出揭膜，得到抗菌薄膜。
20.实施例2称取100g牌号1799的水溶性聚乙烯醇粉末，加入装有800ml蒸馏水的1000ml烧瓶中，将烧瓶放入90℃恒温水浴中，搅拌至形成均质溶液；将溶液降温至40℃，依次加入9g丙三醇、7g聚乙二醇、0.3g乙基己基甘油、0.4g聚六亚甲基胍、0.2g 2
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甲基
‑4‑
异噻唑啉
‑3‑
酮，继续搅拌1h，呈均匀溶液；将膜液静置、抽真空去除气泡，在预先清洗干净的玻璃板上刮膜，放在60℃烘箱中干燥3h，取出揭膜，得到抗菌薄膜。
21.实施例3
称取100g牌号1799的水溶性聚乙烯醇粉末，加入装有800ml蒸馏水的1000ml烧瓶中，将烧瓶放入90℃恒温水浴中，搅拌至形成均质溶液；将溶液降温至40℃，依次加入8g丙三醇、7g聚乙二醇、0.2g乙基己基甘油、0.7g聚六亚甲基胍、继续搅拌1h，呈均匀溶液；将膜液静置、抽真空去除气泡，在预先清洗干净的玻璃板上刮膜，放在60℃烘箱中干燥3h,取出揭膜，得到抗菌薄膜。
22.实施例4称取100g牌号1799的水溶性聚乙烯醇粉末，加入装有800ml蒸馏水的1000ml烧瓶中，将烧瓶放入90℃恒温水浴中，搅拌至形成均质溶液；将溶液降温至40℃，依次加入9g丙三醇、6g聚乙二醇、0.5g聚六亚甲基胍、0.3g 2
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甲基
‑4‑
异噻唑啉
‑3‑
酮，继续搅拌1h，呈均匀溶液；将膜液静置、抽真空去除气泡，在预先清洗干净的玻璃板上刮膜，放在60℃烘箱中干燥3h，取出揭膜，得到抗菌薄膜。
23.实施例5称取100g牌号1799的水溶性聚乙烯醇粉末，加入装有800ml蒸馏水的1000ml烧瓶中，将烧瓶放入90℃恒温水浴中，搅拌至形成均质溶液；将溶液降温至40℃，依次加入9g丙三醇、6g聚乙二醇、0.5g布罗波尔、0.3g 聚六亚甲基胍，继续搅拌1h，呈均匀溶液；将膜液静置、抽真空去除气泡，在预先清洗干净的玻璃板上刮膜，放在60℃烘箱中干燥2.5h，取出揭膜，得到抗菌薄膜。
24.综上所述，采用贴膜法对制备薄膜进行抗菌性能评价（qb/t 2591
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2003），以常见的大肠杆菌（atcc8379）和金黄色葡萄球菌（atcc6538p）作对抗菌，以不加抗菌剂的聚乙烯醇薄膜为空白膜进行对照，实验数据见下表。
25.由上述实验结果可知，本发明的实施例制备的抗菌薄膜对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有优异的抑菌性，证明通过本发明的组分和配方制备的抗菌薄膜抗菌性能强，且本发明采用水溶性聚乙烯醇为原料，具有完全生物降解性，属于可降解塑料，环保绿色。