1.本发明涉及胶膜材料技术领域，尤其是涉及一种高强度高抗菌性复合胶膜及其制备方法。
背景技术：2.目前，包装用膜用量越来越大，而广泛采用的塑料膜如pe膜、pp膜、pet膜等虽然具有良好的力学性能，且制备简易，但无法降解，造成了严重的白色污染。尤其是目前频繁出现的塑化剂事件导致了严重的食品安全问题，食品包装膜中的塑化剂如dop渗入食品中，造成了极大的致癌和生育损害的问题，采用不产生污染的材料以杜绝污染的源头是食品包装的未来趋势，可食性包装和可降解材料包装成为主流。
3.聚乳酸作为一种环境友好型材料，最为突出特点就是其降解性和生物相容性，但聚乳酸材料易发脆，抗冲击性等力学性能较差。
4.壳聚糖是几丁质脱去乙酰基的衍生物，由于具有成膜性、生物可降解性、生物相容性及抗菌性被认为是有巨大潜力的包装材料。但是天然的壳聚糖抗菌高分子只有在酸性环境中才能表现出其抗菌活性。
技术实现要素：5.为解决上述技术问题，本发明提供一种高强度高抗菌性复合胶膜及其制备方法。
6.本发明通过如下技术方案实现：
7.一种高强度高抗菌性复合胶膜，包括以下重量份的原料：
8.聚乳酸为60-80份、
9.微晶纤维素1-5份、
10.o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖6-12份、
11.聚乙烯为30-50份、
12.纳米碳酸钙为1-5份。
13.进一步地，所述o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖通过以下步骤制备：
14.(1)把5,5-二甲基海因、naoh溶于水中，搅拌10min，然后缓慢加入环氧氯丙烷，室温反应10h，旋蒸除去溶剂，加入丙酮溶解，过滤除去沉淀，旋蒸、干燥得环氧海因；
15.(2)将壳聚糖溶于2％的乙酸溶液中，搅拌30min，然后缓慢加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，同时升温至60℃，反应24h，抽滤，旋蒸，冻干，制得n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖；
16.(3)将n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖、naoh溶于水中，60℃碱化1h，再缓慢加入环氧海因，60℃反应12h，旋蒸，冻干，制得o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖。
17.进一步地，所述步骤(1)中5,5-二甲基海因为30-50重量份、naoh为0.5-1.5重量
份、环氧氯丙烷为18-35重量份。
18.进一步地，所述步骤(1)中5,5-二甲基海因为32重量份、naoh为1重量份、环氧氯丙烷为23重量份。
19.进一步地，所述步骤(2)中2,3-环氧丙基三甲基氯化铵为20-30重量份、壳聚糖为3-5重量份。
20.进一步地，所述步骤(2)中2,3-环氧丙基三甲基氯化铵为25重量份、壳聚糖为4重量份。
21.进一步地，所述步骤(3)中环氧海因为60-80重量份、naoh为1-3重量份、n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖为20-30重量份。
22.进一步地，所述步骤(3)中环氧海因为68重量份、naoh为2.5重量份、n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖为28重量份。
23.上述高强度高抗菌性复合胶膜的制备方法是：将聚乳酸、微晶纤维素、o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖、聚乙烯和纳米碳酸钙加入到80℃高速混料机中混合30min，转速为180r/min，得到混合料；将混合料在吹膜机中吹膜得到高强度高抗菌性复合胶膜
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.1、本发明所述的高强度高抗菌性复合胶膜具有高抗冲击性、高韧性、抗菌性，可以广泛应用于食品、化妆品、医药等行业中。
26.2、壳聚糖是天然抗菌高分子，但是只有在酸性环境中才能表现出其抗菌活性。而季铵盐和环氧海因改性的产物在ph值1～l4环境中都有较高的抗菌活性，扩大了使用ph值范围，抗菌效果好。
27.3、微晶纤维素具有优异的力学性能、巨大的比表面积、高结晶度、高杨氏模量、高强度、超精细结构和高透明性，良好的生物可降解性与生物相容性以及稳定的化学性能。纳米碳酸钙即超微细碳酸钙，应用于高分子材料中，具有增韧补强的作用，能显著提高材料的强度和光泽度。本发明中添加了纳米碳酸钙和微晶纤维素，与聚乳酸之间的相容性较好，有效改善聚乳酸材料的韧性、抗冲击性和弹性，提高材料的力学性能。
具体实施方式
28.下面将结合本发明的具体实施方式，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例1
30.一种高强度高抗菌性复合胶膜的制备方法，包括以下步骤：
31.(1)把32重量份的5,5-二甲基海因、1重量份的naoh溶于水中，搅拌10min，然后缓慢加入23重量份的环氧氯丙烷，室温反应10h，旋蒸除去溶剂，加入丙酮溶解，过滤除去沉淀，旋蒸、干燥得环氧海因；
32.(2)将4重量份的壳聚糖溶于2％的乙酸溶液中，搅拌30min，然后缓慢加入25重量份的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，同时升温至60℃，反应24h，抽滤，旋蒸，冻干，得n-(2-羟
丙基三甲基氯化铵)壳聚糖；
33.(3)将28重量份的n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖、2.5重量份的naoh溶于水中，60℃碱化1h，再缓慢加入68重量份的环氧海因，60℃分别反应12h，旋蒸，冻干得o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖；
34.(4)将60重量份的聚乳酸、2重量份的微晶纤维素、8重量份的o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖、40重量份的聚乙烯和3重量份的纳米碳酸钙加入到80℃高速混料机中混合30min，转速为180r/min，得到混合料；将混合料在吹膜机中吹膜得到高强度高抗菌性复合胶膜。
35.实施例2
36.(1)把25重量份的5,5-二甲基海因、0.5重量份的naoh溶于水中，搅拌10min，然后缓慢加入18重量份的环氧氯丙烷，室温反应10h，旋蒸除去溶剂，加入丙酮溶解，过滤除去沉淀，旋蒸、干燥得环氧海因；
37.(2)将3重量份的壳聚糖溶于2％的乙酸溶液中，搅拌30min，然后缓慢加入20重量份的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，同时升温至60℃，反应24h，抽滤，旋蒸，冻干，得n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖；
38.(3)将20重量份的n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖、1重量份的naoh溶于水中，60℃碱化1h，再缓慢加入60重量份的环氧海因，60℃分别反应12h，旋蒸，冻干得o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖；
39.(4)将70重量份的聚乳酸、1重量份的微晶纤维素、6重量份的o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖、30重量份的聚乙烯和5重量份的纳米碳酸钙加入到80℃高速混料机中混合30min，转速为180r/min，得到混合料；将混合料在吹膜机中吹膜得到高强度高抗菌性复合胶膜。
40.实施例3
41.(1)把40重量份的5,5-二甲基海因、1.5重量份的naoh溶于水中，搅拌10min，然后缓慢加入23重量份的环氧氯丙烷，室温反应10h，旋蒸除去溶剂，加入丙酮溶解，过滤除去沉淀，旋蒸、干燥得环氧海因；
42.(2)将5重量份的壳聚糖溶于2％的乙酸溶液中，搅拌30min，然后缓慢加入30重量份的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，同时升温至60℃，反应24h，抽滤，旋蒸，冻干，得n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖；
43.(3)将30重量份的n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖、3重量份的naoh溶于水中，60℃碱化1h，再缓慢加入80重量份的环氧海因，60℃分别反应12h，旋蒸，冻干得o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖；
44.(4)将80重量份的聚乳酸、5重量份的微晶纤维素、12重量份的o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖、50重量份的聚乙烯和1重量份的纳米碳酸钙加入到80℃高速混料机中混合30min，转速为180r/min，得到混合料；将混合料在吹膜机中吹膜得到高强度高抗菌性复合胶膜。
45.对比例1
46.将60重量份的聚乳酸、8重量份的壳聚糖、40重量份的聚乙烯和3重量份的纳米碳酸钙加入到80℃高速混料机中混合30min，转速为180r/min，得到混合料；将混合料在吹膜
机中吹膜，得到胶膜。
47.对比例2
48.将60重量份的聚乳酸、2重量份的微晶纤维素、8重量份的壳聚糖和40重量份的聚乙烯加入到80℃高速混料机中混合30min，转速为180r/min，得到混合料；将混合料在吹膜机中吹膜，得到胶膜。
49.对比例3
50.将60重量份的聚乳酸、8重量份的壳聚糖和40重量份的聚乙烯加入到80℃高速混料机中混合30min，转速为180r/min，得到混合料；将混合料在吹膜机中吹膜，得到胶膜。
51.通过标准方法进行实施例1-3和对比例1-3抗菌性能试验、力学性能试验，得到的结果如表1所示：
52.表1
[0053][0054]
本发明季铵盐和环氧海因改性的壳聚糖在ph值1～l4环境中都有较高的抗菌活性，扩大了使用ph值范围，抗菌效果好。
[0055]
本发明中添加了纳米碳酸钙和微晶纤维素，与聚乳酸之间的相容性较好，有效改善聚乳酸材料的韧性、抗冲击性和弹性，提高材料的力学性能。
[0056]
根据上述说明书的揭示，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
技术特征：1.一种高强度高抗菌性复合胶膜，其特征在于：包括以下重量份的原料：聚乳酸为60-80份、微晶纤维素1-5份、o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖6-12份、聚乙烯为30-50份、纳米碳酸钙为1-5份。2.根据权利要求1所述的高强度高抗菌性复合胶膜，其特征在于：所述o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖通过以下步骤制备：(1)把5,5-二甲基海因、naoh溶于水中，搅拌10min，然后缓慢加入环氧氯丙烷，室温反应10h，旋蒸除去溶剂，加入丙酮溶解，过滤除去沉淀，旋蒸、干燥得环氧海因；(2)将壳聚糖溶于2％的乙酸溶液中，搅拌30min，然后缓慢加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，同时升温至60℃，反应24h，抽滤，旋蒸，冻干，制得n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖；(3)将n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖、naoh溶于水中，60℃碱化1h，再缓慢加入环氧海因，60℃反应12h，旋蒸，冻干，制得o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖。3.根据权利要求2所述的高强度高抗菌性复合胶膜，其特征在于：所述步骤(1)中5,5-二甲基海因为30-50重量份、naoh为0.5-1.5重量份、环氧氯丙烷为18-35重量份。4.根据权利要求3所述的高强度高抗菌性复合胶膜，其特征在于：所述步骤(1)中5,5-二甲基海因为32重量份、naoh为1重量份、环氧氯丙烷为23重量份。5.根据权利要求2所述的高强度高抗菌性复合胶膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中2,3-环氧丙基三甲基氯化铵为20-30重量份、壳聚糖为3-5重量份。6.根据权利要求5所述的高强度高抗菌性复合胶膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中2,3-环氧丙基三甲基氯化铵为25重量份、壳聚糖为4重量份。7.根据权利要求2所述的高强度高抗菌性复合胶膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中环氧海因为60-80重量份、naoh为1-3重量份、n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖为20-30重量份。8.根据权利要求7所述的高强度高抗菌性复合胶膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中环氧海因为68重量份、naoh为2.5重量份、n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖为28重量份。9.一种根据权利要求1-8任一项所述的高强度高抗菌性复合胶膜的制备方法，其特征在于：将聚乳酸、微晶纤维素、o-羟丙基(5,5-二甲基海因)-n-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖、聚乙烯和纳米碳酸钙加入到80℃高速混料机中混合30min，转速为180r/min，得到混合料；将混合料在吹膜机中吹膜得到高强度高抗菌性复合胶膜。
技术总结本发明公开了一种高强度高抗菌性复合胶膜及其制备方法，将聚乳酸、微晶纤维素、O-羟丙基(5,5-二甲基海因)-N-(2-羟丙基三甲基氯化铵)壳聚糖、聚乙烯和纳米碳酸钙加入到高速混料机中混合，将混合料在吹膜机中吹膜，得到高强度高抗菌性复合胶膜。本发明季铵盐和环氧海因改性的产物在pH值1～l4环境中都有较高的抗菌活性，扩大了使用pH值范围，抗菌效果好。本发明中添加了的纳米碳酸钙和微晶纤维素，与聚乳酸之间的相容性较好，有效改善聚乳酸材料的韧性、抗冲击性和弹性，提高材料的力学性能。提高材料的力学性能。
技术研发人员：宾家荃 宾家齐
受保护的技术使用者：广东汇齐新材料有限公司
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/11/1
