CN118165485A - 一种聚合物/纳米氧化锌复合膜、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚合物/纳米氧化锌复合膜、制备方法及应用。以质量份数计，所述复合膜包括聚乳酸60‑80份、树脂A10‑20份、纳米氧化锌5‑20份、助剂5‑10份，所述树脂A为由己二酸、木糖醇、乙二醇、4,4'‑二苯乙烯二羧酸和硅氢化合物形成的聚合物；通过己二酸、木糖醇、乙二醇、4,4'‑二苯乙烯二羧酸和三乙基硅烷反应制备树脂A，并用树脂A与PLA树脂复配，同时加入纳米氧化锌，所得到的聚合物/纳米氧化锌复合膜具有良好的机械性能和良好的抑菌性能，很好地改善了聚合物材料与纳米氧化锌共混时分散不均的问题，同时提高了聚合物材料用作包装膜时存在的性能缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及绿色环保包装领域技术领域，特别涉及一种聚合物/纳米氧化锌复合膜、制备方法及应用。
背景技术
纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1-100纳米。由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能，使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。纳米氧化锌可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景，因此研发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点。
随着生活水平的不断提高，人们的健康意识正逐步增强，对自身生活环境的要求也越来越高，对食品药品等包装材料的安全卫生提出了更高的要求。而由于纳米氧化锌具备抗菌的特性，将其应用在抗菌包装材料上是现有技术发展的趋势。
但纳米氧化物比表面积大、表面活性高，高的表面能使其易于团聚，分散性差，在与属于有机物的聚合物树脂混合后，往往得不到良好的分散，容易形成颗粒较大的团聚体，从而降低了无机粒子的纳米效应，大大限制了其应用。
在生物降解高分子塑料中，目前使用较多的为生物质粉体、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚羟基烷基酸酯(PHA)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA)等等。其中，聚乳酸经由生物质粉体发酵、单体聚合等过程得到，为一类脂肪族聚酯，其力学性能与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂相当，但其较脆，热变形温度低，对加工成型设备需要特殊的要求。而聚羟基烷基酸酯可由生物工程或者化学工程合成得到，虽然热变形温度较高，但同样存在脆性缺陷，难以吹塑制成薄膜。其他种类的生物降解高分子塑料还可能存在降解时间长，加工困难的问题。可见，目前的生物降解高分子塑料可能存在降解时间长，脆性大，力学性能差，加工难度大，性能单一，综合性能不能满足实际应用要求的问题。
因此，如何使纳米粒子与可降解聚合物母粒均匀混合，且同时提高可降解高分子塑料的力学性能和抗菌性能，是研发绿色抗菌可降解包装材料的关键技术。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种聚合物/纳米氧化锌复合膜、制备方法及应用，以解决现有技术中，可降解高分子塑料作为包装材料的力学性能差、性能单一、与无机纳米氧化锌粒子的相容性差的问题，促进发展。
本发明的技术方案：
在一方面，本申请提供一种聚合物/纳米氧化锌复合膜，以质量份数计，包括如下组分：
聚乳酸60-80份；
树脂A10-20份；
纳米氧化锌5-20份；
助剂5-10份；
其中，所述树脂A由己二酸、木糖醇、乙二醇、4,4'-二苯乙烯二羧酸和硅氢化合物形成的聚合物。
在一些实施方式中，所述聚乳酸的分子量或分子量分布只要是实质上可以成型加工，则没有特别限定，重均分子量优选为1万以上，更优选为4万以上。可选地，所述聚乳酸的重均分子量为4w-8w。
在一些实施方式中，所述纳米氧化锌的粒径为没有特别限定，为本领域常用的加工粒径范围都可以实施。可选地，所述纳米氧化锌的粒径为10-40nm。
在一些实施方式中，所述助剂选自填料、抗氧化剂、防粘连剂、抗静电剂、摩擦系数改进剂、色料中的一种或更多种组合。
在一些实施方式中，所述己二酸、木糖醇、乙二醇、4,4'-二苯乙烯二羧酸和硅氢化合物的摩尔比为5-10：1-2：8-15：3-5：3-5；优选地，所述己二酸、木糖醇、乙二醇、4,4'-二苯乙烯二羧酸和硅氢化合物的摩尔比为10：2：12：3.5：3。
在一些实施方式中，所述硅氢化合物选自二甲基硅烷和三甲基硅烷、单乙基硅烷、二乙基硅烷、三乙基硅烷、单丙基硅烷、二丙基硅烷、三丙基硅烷、单苯基硅烷、二苯基硅烷、三苯基硅烷、苯基甲基硅烷和苯基乙基硅烷、苯基二甲基硅烷和苯基二乙基硅烷、单甲氧基硅烷、二甲氧基硅烷和三甲氧基硅烷和单乙氧基硅烷、二乙氧基硅烷和三乙氧基硅烷、二甲基甲氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷中的一种或更多组合。
在一些实施方式中，所述树脂A的制备方法包括：
S1：将4,4'-二苯乙烯二羧酸和硅氢化合物在铂催化剂催化下反应，得到反应产物1；
S2：将己二酸、木糖醇、乙二醇和反应产物1混合，加入催化剂，加热反应得到树脂A。
在一些实施方式中，所述加热反应的加热温度为160-220℃。
在一些实施方式中，所述聚合物/纳米氧化锌复合膜，以质量份数计，包括如下组分：
聚乳酸66-80份；
树脂A15-20份；
纳米氧化锌5-12份；
助剂5-8份。
在另一方面，本申请还提供所述聚合物/纳米氧化锌复合膜的制备方法，具体包括按照上述原料混合，熔融造粒，流延法制备薄膜。
在另一方面，本申请还提供如上所述聚合物/纳米氧化锌复合膜在包装材料上的应用。
有益效果：
通过己二酸、木糖醇、乙二醇、4,4'-二苯乙烯二羧酸和三乙基硅烷反应制备树脂A，并用树脂A与PLA树脂复配，同时加入纳米氧化锌，所得到的聚合物/纳米氧化锌复合膜具有良好的机械性能和良好的抑菌性能，很好地改善了聚合物材料与纳米氧化锌共混时分散不均的问题，同时提高了聚合物材料用作包装膜时存在的性能缺陷。
具体实施方式
以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是，下面的实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下，可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。
本发明所使用的化学试剂若无特殊说明，均为普通市售分析纯。
制备树脂A1
S1：将3.5mol 4,4'-二苯乙烯二羧酸和3mol三乙基硅烷加入到100ml甲苯溶剂中，加入0.5mol铂催化剂，75℃下反应10h，得到反应产物1；
S2：将5mol己二酸、1mol木糖醇、8mol乙二醇和3mol反应产物1混合，加入0.5mol浓硫酸，110℃加热反应，洗涤过滤干燥后得到树脂A1。
制备树脂A2
树脂A2的制备方法参照树脂A1，区别仅在于，所述己二酸、木糖醇、乙二醇和反应产物1的摩尔比为10：2：15：3，记为树脂A2。
制备树脂A3
树脂A3的制备方法参照树脂A1，区别仅在于，所述己二酸、木糖醇、乙二醇和反应产物1的摩尔比为10：2：12：3.5，记为树脂A3。
制备树脂A4
树脂A4的制备方法参照树脂A1，区别仅在于，所述己二酸、木糖醇、乙二醇和反应产物1的摩尔比为10：0：14：3.5，记为树脂A4。
制备树脂A5
将己二酸、木糖醇、乙二醇和4,4'-二苯乙烯二羧酸混合，加入0.5mol浓硫酸，110℃加热反应，洗涤过滤干燥后得到树脂A5。所述己二酸、木糖醇、乙二醇和4,4'-二苯乙烯二羧酸的摩尔比为10：2：12：3.5。
制备树脂A6
将己二酸和乙二醇混合，加入0.5mol浓硫酸，110℃加热反应，洗涤过滤干燥后得到树脂A6。所述己二酸和乙二醇酸的摩尔比为1:1。
实施例1-5和对比例1-4
将聚乳酸、上述树脂A、纳米氧化锌、抗氧化剂1010、硬脂酸钙混合均匀，通过前挤式双螺杆挤条机挤出造粒，制备出一系列聚合物/纳米氧化锌复合共混粒料。
上述粒料的原料如表1所示。
表1实施例1-5和对比例1-3的配方表
注：上述表格中“L”表示实施例，如“L1”表示实施例1；“D”表示对比例，如“D1”表示对比例1。聚乳酸的平均重均分子量为8万。纳米氧化锌的粒径为30nm。
将上述得到的一系列聚合物/纳米氧化锌复合共混粒料在50℃下真空干燥24h，通过流延膜机制备复合膜，依次得到复合膜1-8。
对上述复合薄膜1-8进行如下性能测试，测试结果如表2所示：
1.力学性能：按照GB/T 1040.2-2022标准进行测试，拉伸速率为20mm/min，实验温度为25℃。
2.抗菌性能：依据QB/T 2591-2003《抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果》，检测用菌为大肠杆菌ATCC 25922，金黄葡萄球菌ATCC 6538。测试步骤如下：将待测样品用75％乙醇消毒处理并晾干，将菌种用无菌水稀释成适当浓度的菌悬液备用。取0.2mL的菌悬液滴在样品表面，用0.1mm厚的复合膜(4.0cm×4.0cm)覆于其上，使菌悬液在样品和薄膜间形成均匀的液膜。在37℃保持相对湿度90％培养18小时。用无菌水将菌液洗下，稀释成适当的浓度梯度，取0.1mL均匀涂布在已制备好的无菌琼脂培养基上。于37℃培养18小时，观察结果。空白对照用无菌平皿代替，其他操作相同。
3.阻隔性能：氧气透过量按照GB/T 19789-2005测试。
表2实验测试结果
由上表中可以看出，本发明制得的复合膜的各组份之间协同作用，能产生良好的界面结合作用，改善了聚合物材料与纳米氧化锌共混时分散不均的问题，进而增强复合材料的力学性能，并表现出具有良好的阻隔性和抗菌性能。
木糖醇的添加能够增加树脂A的交联度，提高复合膜的力学性能和阻隔性，同时，控制木糖醇的添加量可以使薄膜同时具备硬度高、韧性好的特点，适宜作为包装产品使用。
纳米氧化锌与树脂A协同作用提高薄膜组合物的抗菌性能，使薄膜对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的抗菌率均可达99.9％。
本发明还可以由其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种聚合物/纳米氧化锌复合膜，其特征在于，以质量份数计，包括如下组分：
聚乳酸60-80份；
树脂A10-20份；
纳米氧化锌5-20份；
助剂5-10份；
其中，所述树脂A由己二酸、木糖醇、乙二醇、4,4'-二苯乙烯二羧酸和硅氢化合物形成的聚合物。
2.根据权利要求1所述聚合物/纳米氧化锌复合膜，其特征在于，所述己二酸、木糖醇、乙二醇、4,4'-二苯乙烯二羧酸和硅氢化合物的摩尔比为5-10：1-2：8-15：3-5：3-5。
3.根据权利要求1所述聚合物/纳米氧化锌复合膜，其特征在于，所述己二酸、木糖醇、乙二醇、4,4'-二苯乙烯二羧酸和硅氢化合物的摩尔比为10：2：12：3.5：3。
4.根据权利要求1所述聚合物/纳米氧化锌复合膜，其特征在于，所述硅氢化合物选自二甲基硅烷和三甲基硅烷、单乙基硅烷、二乙基硅烷、三乙基硅烷、单丙基硅烷、二丙基硅烷、三丙基硅烷、单苯基硅烷、二苯基硅烷、三苯基硅烷、苯基甲基硅烷和苯基乙基硅烷、苯基二甲基硅烷和苯基二乙基硅烷、单甲氧基硅烷、二甲氧基硅烷和三甲氧基硅烷和单乙氧基硅烷、二乙氧基硅烷和三乙氧基硅烷、二甲基甲氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷中的一种或更多组合。
5.根据权利要求1所述聚合物/纳米氧化锌复合膜，其特征在于，所述树脂A的制备方法包括：
S1：将4,4'-二苯乙烯二羧酸和硅氢化合物在铂催化剂催化下反应，得到反应产物1；
S2：将己二酸、木糖醇、乙二醇和反应产物1混合，加入催化剂，加热反应得到树脂A。
6.根据权利要求1所述聚合物/纳米氧化锌复合膜，其特征在于，所述聚合物/纳米氧化锌复合膜，以质量份数计，包括如下组分：
聚乳酸66-80份；
树脂A15-20份；
纳米氧化锌5-12份；
助剂5-8份。
7.根据权利要求1或6所述聚合物/纳米氧化锌复合膜，其特征在于，所述聚乳酸的重均分子量为4w-8w；所述纳米氧化锌的粒径为10-40nm。
8.根据权利要求1或6所述聚合物/纳米氧化锌复合膜，其特征在于，所述助剂选自填料、抗氧化剂、防粘连剂、抗静电剂、摩擦系数改进剂、色料中的一种或更多种组合。
9.权利要求1-8任意一项所述聚合物/纳米氧化锌复合膜的制备方法，其特征在于，包括按照上述原料混合，熔融造粒，流延法制备复合膜。
10.权利要求1-8任意一项所述聚合物/纳米氧化锌复合膜在包装材料上的应用。
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|---|---|---|---|---|
| CN118852230A (zh) * | 2024-07-01 | 2024-10-29 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种多取代氢硅烷类化合物的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060003580A (ko) * | 2004-07-07 | 2006-01-11 | 도레이새한 주식회사 | 나노입자를 함유한 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물 |
| CN109111702A (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-01 | 淮安市冰青建设工程管理有限公司 | 一种抗菌型聚乳酸薄膜材料 |
| JP2022090392A (ja) * | 2020-12-07 | 2022-06-17 | Ｇｓアライアンス株式会社 | 抗菌性ポリ乳酸樹脂組成物およびそれを含有する抗菌性複合樹脂材料 |
| CN115710409A (zh) * | 2022-08-12 | 2023-02-24 | 武汉轻工大学 | 一种生物基抑菌包装膜及其制备方法 |
| CN115746571A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | 康辉新材料科技有限公司 | 一种可降解聚乳酸专用增韧亲水母粒及制备方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060003580A (ko) * | 2004-07-07 | 2006-01-11 | 도레이새한 주식회사 | 나노입자를 함유한 생분해성 폴리에스테르 수지 조성물 |
| CN109111702A (zh) * | 2017-06-26 | 2019-01-01 | 淮安市冰青建设工程管理有限公司 | 一种抗菌型聚乳酸薄膜材料 |
| JP2022090392A (ja) * | 2020-12-07 | 2022-06-17 | Ｇｓアライアンス株式会社 | 抗菌性ポリ乳酸樹脂組成物およびそれを含有する抗菌性複合樹脂材料 |
| CN115710409A (zh) * | 2022-08-12 | 2023-02-24 | 武汉轻工大学 | 一种生物基抑菌包装膜及其制备方法 |
| CN115746571A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | 康辉新材料科技有限公司 | 一种可降解聚乳酸专用增韧亲水母粒及制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118852230A (zh) * | 2024-07-01 | 2024-10-29 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种多取代氢硅烷类化合物的制备方法 |
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