[发明专利]一种基于复合抗菌纳米材料的保鲜膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于复合抗菌纳米材料的保鲜膜的制备方法，按重量份计包括以下步骤：制备复合纳米材料改性聚乳酸步骤、制备初级混合物步骤和成膜步骤。本发明基于复合抗菌纳米材料的保鲜膜的制备方法通过氧化石墨烯及硼烯复合纳米材料改性聚乳酸，能够显著提升聚乳酸的亲水性、柔韧性、耐热性和断裂伸长性能，也能促使保鲜膜形成多孔结构。一方面能够增加保鲜膜的表面积及聚乳酸与淀粉的相容性，提升保鲜膜的抗菌防腐效果和保水保湿效果；另一方面，多孔结构的保鲜膜也有利于后期各种物理、化学和生物因素联合作用于保鲜膜，大大缩短保鲜膜的降解周期。本发明还提供了一种基于复合抗菌纳米材料的保鲜膜。

技术领域

本发明涉及抗菌材料技术领域，具体涉及一种基于复合抗菌纳米材料的保鲜 膜，本发明还涉及该基于复合抗菌纳米材料的保鲜膜的制备方法。

背景技术

随着人类社会的发展进步以及人们对食品品质要求的提高，在食品加工领域 出现了食品包装这一产物。食品包装的目的是为了保护食品不受外界环境的侵 害，防止食品被环境中的物理、化学及微生物等因素污染，导致食品的货架期变 短，进而影响到食品本身的价值。综合性能、成本和耐用性等方面的考虑，塑料 成为食品包装应用的首选材料。在现今的市场上，用于食品包装的最常见的塑料 材料主要有聚乙烯材料(PE)、聚丙烯材料(PP)、聚氯乙烯材料(PVC)和聚对 苯二甲酸乙二醇酯材料(PET)等。这些材料可以通过简单的方法生产加工出来， 成本非常低，适用于工业化大规模生产，同时产品轻巧，形貌多变，防水耐用， 在食品包装领域占据了主导优势地位。

目前市面上常见的保鲜膜并不非常适合果蔬的包装，因为它的气体阻隔性太 好，容易发生结露现象。果蔬呼吸代谢产生的CO₂和H₂O附着在包装内，使包 装内的湿度条件正好利于微生物的生长繁殖，微生物繁殖速度加快，果蔬就容易 发生腐败变质。传统的保鲜膜通过加入多孔物质来调节各种气体的选择透过性， 例如选择性透过乙烯以防止乙烯浓度过高而催熟，起到保鲜的功效。但是，这种 透过性太强的保鲜材料容易导致水分流失，反而会阻碍保鲜效果，也会引起保鲜 物品之间“串味”。有的保鲜膜还会选择添加一些抗菌物质来延长食品的货架期， 例如涂覆抗菌涂层，但是抗菌涂层的抗剥离效果较差，抗菌涂层本身的安全性不 高，剥离的涂层会造成果品、食物的污染。

尽管“禁塑令”还未覆盖保鲜膜，但可降解塑料已经成为大势所趋，也是目前 研发的重点方向。聚乳酸材料作为当下最火热的新型绿色环保高分子材料之一， 与传统塑料包装材料相比，其来源天然取之不尽，且易于加工成型，在使用过程 中不会对食品产生毒性作用，再加上其力学性能良好，在食品运输和销售过程中， 能更好的防止撕裂，减少损害，降低成本。但是聚乳酸材料本身不具备抗菌性， 阻隔性较差，在一定程度上限制了其应用。因此，开发出一款抗菌性能高、力学 性能好、安全性佳、阻隔性能良好的可降解保鲜膜，成为当下保鲜材料技术领域 研发的重点与难点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于复合抗菌纳米材料的保鲜膜的制备方法， 本发明还提供了基于复合抗菌纳米材料的保鲜膜的制备方法制得的基于复合抗 菌纳米材料的保鲜膜，以解决现有保鲜膜存在的果蔬容易发生腐败变质、环境安 全性不够、力学性能差和阻隔性能不达标等缺陷。

第一方面，本发明提供了一种基于复合抗菌纳米材料的保鲜膜的制备方法， 按重量份计包括以下步骤：

制备复合纳米材料改性聚乳酸：提供浓度为0.5～5mg/mL的氧化铜/氧化石墨 烯复合纳米材料的丙酮分散液、浓度为0.05～0.5mg/mL的硼烯纳米片的异丙醇分 散液和浓度为20～100mg/mL的聚乳酸的二氯甲烷溶液，将所述聚乳酸的二氯甲 烷溶液和硼烯纳米片的异丙醇分散液边搅拌边滴加到氧化铜/氧化石墨烯复合纳 米材料的丙酮分散液中并水浴超声，再向氧化铜/氧化石墨烯复合纳米材料的丙酮 分散液中添加EDC和NHS，在保护性气体氛围下将混合体系转移至60～80℃条件 下搅拌反应4～8h，干燥得到复合纳米材料改性聚乳酸；