专利名称：一种具有抗菌性可降解pva吹塑薄膜的制备方法
技术领域：
本发明属于抗菌型包装材料领域，特别涉及天然高分子壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法。
背景技术：
众所周知，当今社会是一个以“绿色健康”为主题的社会。为了治理“白色污染”，早在2008年6月我国开始实施禁塑令。禁塑令的实施对减少“白色污染”、减轻环境压力起到一定的效果，但不能彻底根治。聚乙烯醇(PVA)由于其独特的物理与化学性能一直以来受到广泛关注，开发新的生产工艺与性能的PVA薄膜是目前国内外的共同目标。聚乙烯醇薄膜具有良好的水溶解性能、气体阻隔性、抗静电性能与防尘性能、优异的生物降解性并且无毒，降解速度快。综合来说聚乙烯醇薄膜是新一代环境友好型塑料薄膜材料，可以彻底解决包装废弃物处理问题。壳聚糖(CS)是甲壳素部分脱乙酰基衍生物，自然界中唯一存在的碱性多糖。壳聚糖来源丰富，具有良好的生物相容性、生物可降解性以及抗菌、止血和促进伤口愈合等优异性能，得到各行各业的广泛关注。壳聚糖大分子链上含有氨基与羟基，能够很好的与聚乙烯醇复合，且不会影响膜的性能。由于壳聚糖分子链上具有大量的氨基，在酸性条件下易形成NH2+,NH2+与负电性的细菌细胞膜外表面相互吸引，阻碍细菌细胞生物合成，可以抑制细菌增殖(纺织学报，2003，24，151)。另外壳聚糖具有很好的生物相容性，与生物降解性能，使得其在医药、环保、食品、日用化妆品等领域具有广泛应用前景。例如中国专利CN101293965A介绍了一种羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合海绵及其制备方法，制备的多孔海绵安全低毒，具有促进伤口愈合和止血特点，被广泛应用于伤口敷料。再如中国专利CNlO 1200553A介绍了银纳米粒子/聚乙烯醇复合薄膜及其制备方法和用途，采用高温还原法与流延成膜法制备的含有银纳米粒子具有抗菌性能的薄膜。本发明以聚乙烯醇作为薄膜载体，具有生产方便、安全低毒与价格便宜等特点，在加入壳聚糖后又具有抗菌功效。本发明壳聚糖以微粒的形式均匀分散在聚乙烯醇内部，由于聚乙烯醇与壳聚糖都是多羟基结构，在共混挤出时能够很好结合。本发明生产的薄膜在微生物的作用下完全分解成CO2和H2O,可用于食品包装、服装包装、电子产品包装及特殊的包装材料等，故本产品应用潜力巨大，具有很好的开发前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:提供一种工艺简单、力学性能良好、具有抗菌性与水溶性新型可降解薄膜的制备方法。本发明解决其技术问题采用以下的技术方案:本发明提供的壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜，它是以壳聚糖和聚乙烯醇为主要原料制备而成，各种原料所占比例为:壳聚糖0.1 10份，聚乙烯醇100份，复配增塑剂10 35份，辅助添加剂I 5份。
本发明的壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法工艺流程具体包括以下步骤:(I)将0.Γιο份壳聚糖(Mw = 3000 200000g.moF1)溶解于质量比为10/99飞0/50的乙酸与去离子水的混合溶剂，在经过充分搅拌，至完全溶解，静置。(2)将步骤(I)得到的壳聚糖溶液加入到10 35份复配增塑剂中，搅拌均匀等到均一溶液。(3)在高混机中将步骤(2)中得到的均一溶液分批逐滴加入聚乙烯醇颗粒(聚合度为500 3600，醇解度为80 99%)中，高速搅拌，温度100°C下保持30min。(4)在步骤(3)得到的壳聚糖/聚乙烯醇混合粉末中加入I 5份辅助添加剂(润滑剂、开口剂、热稳定剂、速溶剂)，搅拌均匀。(5)利用单螺杆吹膜机挤出吹塑成膜，收卷。加工温度为:第一段温度140 150°C，第二段温度190 210°C，第三段温度190 210°C，模口温度180 205°C。本发明具有以下优点:1.本发明操作简单，可连续化生产，效率高；2.本发明不需要挤出造粒过程，生产成本低；3.壳聚糖微粒能够很好的分散于聚乙烯醇中，且在加工过程中，壳聚糖结构未破坏；4.本发明生产出薄膜具有抗菌性能，且力学性能优良，水溶性好，能够完全被微生物分解。
图1是壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法工艺流程图。
具体实施例方式实施例:1.将0.5kg壳聚糖溶解于1.5kg质量比为10/90的乙酸与去离子水混合溶剂中，在经过充分搅拌，以至完全溶解，静置。2.将步骤(I)得到的壳聚糖溶液加入到12kg复配增塑剂中，搅拌均匀等到均一溶液。3.将步骤(2)得到的混合溶液分批逐滴加入到聚乙烯醇颗粒中，高速搅拌，温度100°C 保持 30min ；4.在步骤(3)得到的壳聚糖/聚乙烯醇混合粉末中加入2.0kg辅助添加剂(润滑齐U、开口剂、热稳定剂、速溶剂)，搅拌均匀。5.利用单螺杆吹膜机挤出吹塑成膜，收卷。加工温度为:第一段温度145°C，第二段温度200°C，第三段温度200°C，模口温度195°C。
权利要求
1.一种具有抗菌性能的可降解PVA吹塑薄膜的制备方法，其特征在于以下步骤: (1)壳聚糖溶解于乙酸与去离子水组成的混合溶剂中，在经过充分搅拌，静置，得到均一溶液； (2)步骤(I)得到的壳聚糖溶液加入到复配增塑剂中，搅拌均匀等到均一溶液； (3)将步骤(2)得到的混合溶液，缓慢加入到聚乙烯醇颗粒中，高速搅拌，温度100°C保持 30min ； (4)在步骤(3)得到的壳聚糖/聚乙烯醇混合粉末中加入I 5份辅助添加剂，搅拌均 匀； (5)利用单螺杆吹膜机挤出吹塑成膜，收卷。
2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于步骤(I)所用的壳聚糖用量为0.Γ10份，其分子量为Mw=300(T200000g.moΓ1、脱乙酰度为DD = 88% 99%。
3.根据权利要求1的制备方法，其特征在于步骤(2)所用的复配增塑剂1(Γ35份，复配增塑剂为水、乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、山梨糖醇、低分子量的聚乙烯醇、聚乙二醇等多元醇及其衍生物中两种或多种组合。
4.根据权利要求1的制备方法，其特征在于步骤(3)所用的聚乙烯醇聚合度为500 3600、醇解度为80 99%。
5.根据权利要求1的制备方法，其特征在于步骤(4)中使用的辅助添加剂Γ5份，辅助添加剂为润滑剂、开口剂、热稳定剂、速溶剂，其中速溶剂为自制。
6.根据权利要求1的制备方法，其特征在于步骤(5)加工温度为:第一段温度140 150°C，第二段温度190 210°C，第三段温度190 210°C，模口温度180 205°C。
全文摘要
本发明属于可降解抗菌型包装材料领域，特别涉及天然高分子壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法。制备时，选用聚合度500～3600、醇解度80％～99％的聚乙烯醇和分子量为3000～200000g·mol-1的壳聚糖为主要原料，通过单螺杆挤出机，在180～210摄氏度下挤出吹膜，通过控制聚乙烯醇与壳聚糖的质量比，可以得到不同抗菌能力的薄膜。本发明制备出的薄膜性能良好，能够被微生物降解；壳聚糖以微粒的形式分散在聚乙烯醇中；其制备工艺简单、成本低、效率高；且制备出的薄膜对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌表现出优异的抗菌性能，可以作为缓释抗菌薄膜、特殊的包装材料。
文档编号B29L7/00GK103144280SQ20121025746
公开日2013年6月12日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者马贵平, 聂俊, 彭呈 申请人:北京化工大学常州先进材料研究院