[发明专利]一种高抗菌性PLA/PBAT材料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种高抗菌性PLA/PBAT材料及其制备方法与应用。该方法将无机填料在负压条件下与锌盐水溶液混合，再碱化，热处理，偶联，可获得ZnO均匀分布的抗菌性填料，最后与PLA和PBAT混合得到高抗菌性PLA/PBAT材料，可提高材料的抗菌效率，并避免由于直接填充纳米ZnO导致的材料力学性能下降。偶联剂的负载可提高抗菌性无机填料在PLA/PBAT基体中的分散性及粘合力。当抗菌剂无机填料的添加量达到1phr时，PLA/PBAT材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率即可达100％；当添加量达到20phr时，PLA/PBAT材料的拉伸强度和冲击强度没有下降现象，同时弯曲强度得以提高。由此制备的高抗菌性PLA/PBAT材料可被用于包装薄膜、无纺布、管材或片材等领域中。

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种高抗菌性PLA/PBAT 材料及其制备方法与应用。

背景技术

聚乳酸(PLA)和己二酸/对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT)是目前较为 成熟的生物可降解树脂，具有透明、易加工和原料天然等特点，是替代石油基 树脂的理想材料。然而，当替代聚乙烯来制备保鲜膜、包装薄膜或农膜时，PLA 虽然拉伸强度高，但却具有抗冲击强度、抗撕裂能力差，热变形温度低的缺点， 难以达到聚乙烯薄膜的技术性能指标；而PBAT虽然具有良好的柔韧性和成膜 性，但其强度和模量较低，阻隔性能差，且价格高，因此其推广与应用也受到 限制。为克服上述缺点，现有研究将两者共混制备PLA/PBAT基包装材料，以 实现两者性能互补的目的。但是，将PLA/PBAT用作食品包装材料时，其还具 有抗菌性能差的缺点，不能满足食品级包装材料的要求。

发明内容

为克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种高抗菌性 PLA/PBAT材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的高抗菌性PLA/PBAT材 料。

本发明的再一目的在于提供上述高抗菌性PLA/PBAT材料的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高抗菌性PLA/PBAT材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将无机填料置于容器中，抽真空，加入锌盐水溶液，搅拌，使无机填 料达到吸附平衡，过滤，干燥，得到锌离子化填料；

(2)向锌离子化填料中添加稀碱溶液，直至锌离子化填料所在溶液的 pH＝8～10，震荡，过滤得到沉淀，洗涤，干燥，得到表面覆盖有Zn(OH)₂的无 机填料；

(3)将表面覆盖有Zn(OH)₂的无机填料进行煅烧，得到负载ZnO的无机填 料；

(4)将负载ZnO的无机填料与偶联剂混合均匀，干燥，得到抗菌性无机填 料；

(5)将聚乳酸(PLA)、己二酸/对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT)和抗 菌性无机填料在室温下混合，熔融挤出或混炼造粒，得到所述的高抗菌性 PLA/PBAT材料；

所述的PLA、PBAT和抗菌性无机填料的混合按质量份数配比为：PLA 50～ 100份、PBAT 0～50份和抗菌性无机填料1～20份。

优选的，步骤(1)中所述的无机填料为硅藻土、麦饭石粉、纳米二氧化硅、 高岭土或蒙脱土。

优选的，首先将步骤(1)中所述的无机填料在70～90℃下进行干燥处理， 然后置于容器中，抽真空，进行后续处理。

优选的，步骤(1)中所述的抽真空的条件为在0.05～0.1MPa下抽真空0.5～ 3h。

优选的，步骤(1)中所述的锌盐水溶液为醋酸锌水溶液、氯化锌水溶液或 硝酸锌水溶液。