一种抗菌性PVDC涂膜材料及其制备方法和应用技术

技术编号：40710099 阅读：14 留言：0更新日期：2024-03-22 11:11

本发明专利技术公开了一种抗菌性PVDC涂膜材料及其制备方法和应用，抗菌性PVDC涂膜材料制备方法为：向反应釜中依次加入质量分数为0.1～10%的MXene水分散液、乳化剂、引发剂、丙烯酸甲酯，抽真空后通入偏氯乙烯单体，然后充入氮气至常压，加热聚合反应，制得具有抗菌性能的PVDC乳液，即为所述抗菌性PVDC涂膜材料；其中，MXene与丙烯酸甲酯的质量比是0.02～0.1：1，偏氯乙烯单体与丙烯酸甲酯的质量比是8~10:1。本发明专利技术利用Mxene的优良抗菌活性与PVDC形成功能性涂膜材料，使改性后的PVDC在食品包装领域表现出良好的发展前景。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗菌性pvdc涂膜材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、聚偏二氯乙烯(pvdc)是一种结构灵活、化学稳定性好的高阻隔性包装材料，其阻隔性能受温度变化的影响较小。另外，pvdc材料具有无毒、安全可靠等特性，被广泛用于包装肉制品、休闲食品、茶叶、蛋制品等食品行业。但是，pvdc作为食品包装的常用材料，存在对所包装食品的抗菌性不高的问题，导致食物长时间保存易出现腐败变质。针对提高pvdc抗菌性问题，专利cn101717541b提出了通过添加铜化合物制备得具有保湿性、抗菌性保鲜膜。该方法虽然通过铜化合物增加了保鲜膜的抗菌性，但是其抗菌性有限，并且铜制剂为广谱性杀菌剂，其大量使用减少了土壤和根际细菌的多样性，增加土壤的重金属污染。梁艳文等人(食品科学，2018，39(23)：235-242.)通过纳米ag@sio2改性pvdc涂膜材料，通过多孔的sio2壳层释放银离子，提供良好的缓释性以达到持久的抗菌性，提高pvdc涂膜材料对清洁鸡蛋的涂膜保鲜效果。但是载银抗菌剂会严重影响制品尤其是薄膜类塑料制品透光度；这类材料中游离出的银离子在阳光照射下或加热至一定温度后很容易被还原成单质银而呈灰色或褐色，影响制品颜色，不适合大规模应用在食品包装领域。

2、因此，寻找抗菌活性高、耐用无毒且生物相容的抗菌性pvdc涂膜材料仍然具有挑战性。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种抗菌性pvdc涂膜材料及其制备方法与应用，解决目前pvdc作为食品包装材料抗菌性较差等问题。</p>

2、本专利技术采用的技术方案如下：

3、一种抗菌性pvdc涂膜材料的制备方法，向反应釜中依次加入质量分数为0.1～10％的mxene水分散液、乳化剂、引发剂、丙烯酸甲酯，抽真空后通入偏氯乙烯单体，然后充入氮气至常压，加热聚合反应，制得具有抗菌性能的pvdc乳液，即为所述抗菌性pvdc涂膜材料；其中，mxene与丙烯酸甲酯的质量比是0.02～0.1：1，偏氯乙烯单体与丙烯酸甲酯的质量比是8～10:1。

4、进一步地，所述mxene为nb2ctx、nb4c3tx或ti3c2tx中的一种。其中t表示mxene的末端基团，选自f、o、oh中的任意一种或两种以上的组合，0<x≤2。

5、进一步地，所述的mxene的尺寸为5～200nm，优选尺寸为10～50nm。

6、进一步地，mxene水分散液的质量分数为1～5％。

7、进一步地，所述乳化剂为脂肪酸皂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚和环氧乙烷中的一种或多种组合，乳化剂与丙烯酸甲酯的质量比是0.02-0.05:1。

8、进一步地，所述引发剂为过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸、环己酯和偶氮二异丁腈中的一种，引发剂与丙烯酸甲酯的质量比是0.002-0.004:1。

9、更进一步地，mxene：乳化剂：引发剂：丙烯酸甲酯：偏氯乙烯单体的质量比优选为0.02～0.1：0.03：0.003：1：9。

10、进一步地，聚合反应的温度为30～60℃，聚合反应的时间为2～12h。

11、本专利技术还提供一种前述方法制备形成的抗菌性pvdc乳液涂膜材料。

12、本专利技术还提供了一种前述的抗菌性pvdc涂膜材料于食品包装领域的应用。

13、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：

14、1.本专利技术通过抗菌性pvdc材料，基于mxene具有良好的抗菌性和高分子材料的相容性，且mxene的原子结构和组成具有可调性，其为pvdc提供了更有力的抗菌活性。

15、2.纳米mxene粒子的加入可以进一步提高pvdc的阻隔性能，纳米粒子通过其巨大的比表面积结合在pvdc表面，增加其成膜的平整度；纳米mxene改性pvdc乳液可以显著降低乳液黏度、增加其流动性；由于纳米mxene粒子可以与pvdc长链进行物理性结合，可以阻塞部分高分子材料中的分子间隙，从而提高其致密度，明显提高pvdc成膜的阻水性，明显降低其透湿率。

16、mxene作为生物相容的过渡金属碳化物结构，具有广泛的生物医学应用，相较于其他抗菌纳米材料(如碳纳米管、金属有机框架、金属纳米颗粒和聚合物纳米颗粒等)。mxene的一个主要优势是其原子结构和组成的可调性，以提供更有力的抗菌活性。本专利技术提供了一种抗菌性pvdc涂膜材料及其制备方法与应用。利用mxene的优良抗菌活性与pvdc形成功能性涂膜材料，使改性后的pvdc在食品包装领域表现出良好的发展前景。

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【技术保护点】

1.一种抗菌性PVDC涂膜材料的制备方法，其特征在于向反应釜中依次加入质量分数为0.1～10%的MXene水分散液、乳化剂、引发剂、丙烯酸甲酯，抽真空后通入偏氯乙烯单体，然后充入氮气至常压，加热聚合反应，制得具有抗菌性能的PVDC乳液，即为所述抗菌性PVDC涂膜材料；其中，MXene与丙烯酸甲酯的质量比是0.02～0.1：1，偏氯乙烯单体与丙烯酸甲酯的质量比是8~10:1。

2.如权利要求1所述的一种抗菌性PVDC涂膜材料的制备方法，其特征在于所述Mxene为Nb2CTx、Nb4C3Tx或Ti3C2Tx中的一种。

3.如权利要求1所述的一种抗菌性PVDC涂膜材料的制备方法，其特征在于所述的Mxene的尺寸为5～200nm，优选尺寸为10～50nm。

4.如权利要求1所述的一种抗菌性PVDC涂膜材料的制备方法，其特征在于Mxene水分散液的质量分数为1～5%。

5.如权利要求1所述的一种抗菌性PVDC涂膜材料的制备方法，其特征在于所述乳化剂为脂肪酸皂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚和环氧乙烷中的一种或多种组合

6.如权利要求1所述的一种抗菌性PVDC涂膜材料的制备方法，其特征在于所述引发剂为过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸、环己酯和偶氮二异丁腈中的一种，引发剂与丙烯酸甲酯的质量比是0.002-0.004:1。

7.如权利要求1所述的一种抗菌性PVDC涂膜材料的制备方法，其特征在于聚合反应的温度为30～60℃，聚合反应的时间为2～12h。

8.如权利要求1-7任一所述的方法制备的一种抗菌性PVDC涂膜材料。

9.如权利要求8所述的一种抗菌性PVDC涂膜材料于食品包装领域的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种抗菌性pvdc涂膜材料的制备方法，其特征在于向反应釜中依次加入质量分数为0.1～10%的mxene水分散液、乳化剂、引发剂、丙烯酸甲酯，抽真空后通入偏氯乙烯单体，然后充入氮气至常压，加热聚合反应，制得具有抗菌性能的pvdc乳液，即为所述抗菌性pvdc涂膜材料；其中，mxene与丙烯酸甲酯的质量比是0.02～0.1：1，偏氯乙烯单体与丙烯酸甲酯的质量比是8~10:1。

2.如权利要求1所述的一种抗菌性pvdc涂膜材料的制备方法，其特征在于所述mxene为nb2ctx、nb4c3tx或ti3c2tx中的一种。

3.如权利要求1所述的一种抗菌性pvdc涂膜材料的制备方法，其特征在于所述的mxene的尺寸为5～200nm，优选尺寸为10～50nm。

4.如权利要求1所述的一种抗菌性pvdc涂膜材料的制备方法，其特征在于mxene水分散液的质量分...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱民，尚宇飞，王志阳，唐浩东，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：

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